1. Алифатические соединения

• предельные углеводороды

• галогенпроизводные предельных углеводородов

• спирты

• простые эфиры

• карбонильные соединения (альдегиды)

• карбоновые кислоты и их производные (соли и эфиры)

• сложные эфиры азотной кислоты

• аминокислоты алифатического ряда

2. Ароматические

• фенолы и их производные

• ароматические кислоты (салициловая, бензойная) и их соли

• сложные эфиры салициловой кислоты

• аминокислоты ароматического ряда

• аминопроизводные ароматического ряда

3. алициклические: циклоалканы

4. Гетероциклические:

• производные фурана

• производные пиразолона

• производные имидазола

• производные пиридина

• производные пиперидина

• производные хинолина

• производные пиримидина

• производные бензотиадиазина

• производные фенотиазина

Особенности анализа органических соединений

Реакции с органическими веществами протекают медленно с образованием промежуточных продуктов. Органические вещества термолабильны, при нагревании обугливаются. Для органических препаратов часто используют физические и физико-химические методы контроля качества.

Физические методы анализа: определение температуры плавления, кипения, удельного вращения, показателя преломления, оптической плотности, спектральных характеристик (спектроскопия проводится в ультрафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) областях спектра). Современными методами анализа ЛВ являются спектроскопия ядерно-магнитного резонанса, протонно-магнитного резонанса, электронно-парамагнитного резонанса и др.

Из химических методов анализа для органических лекарственных средств наиболее часто используют:

1. Функциональный анализ

2. Элементный анализ

Функциональный анализ

Функциональный анализ – анализ по функциональным группам, т.е. атомам, группам атомов или реакционным центрам, которые определяют физические, химические или фармакологические свойства препаратов.

По числу функциональных групп различают моно- и полифункциональные ЛВ. Различают кислород, азот, и серосодержащие функциональные группы, а также ненасыщенные углерод-углеродные связи, активированные С-Н и галогеноуглеродные связи. Кроме того, функциональные группы бывают простые и сложные (представляют собой сочетание простых).

Наиболее важными для фармацевтического анализа функциональными группами в органических соединениях являются:

• Непредельные связи

• – ОН Гидроксильные группы (спиртовой и фенольный гидроксил)

• – СООН карбоксильная группа

• – С=О карбонильная группа (кетогруппа)

• – СНО альдегидная

• – NH₂ аминогруппа

• – NO₂ нитрогруппа

Функциональный анализ используют для испытания подлинности и количественного определения лекарственных препаратов. Известно большое число химических реакций, основанных на взаимодействии функциональных групп с различными реактивами.

Для установления двойной связи используют способность непредельных соединений давать реакции присоединения (реакция бромирования непредельных соединений – по обесцвечиванию раствора брома; обесцвечивание раствора перманганата калия).

Для определения спиртового гидроксила применяют целый ряд реакций, в том числе реакцию образования сложных эфиров (с органическими кислотами в присутствии концентрированной серной кислоты). Например, для этилового спирта специфической реакцией является образование уксусноэтилового эфира (определяют по запаху свежих яблок). Для многоатомных спиртов (глицерин) используют реакцию с гидроксидом меди, проявляющуюся образованием окрашенных в синий цвет соединений.

Для альдегидов и кетонов характерны реакции окисления и восстановления; присоединения; замещения; полимеризации и конденсации. Наиболее распространенными реакциями на альдегидную группу являются реакции восстановления металлов (серебра, ртути, меди). Кетоны менее реакционноспособны по сравнению с альдегидами. Они не дают окислительных реакций, характерных для альдегидов. Для открытия кетонов чаще всего используют пробу, реакцию с натрия нитропруссидом (красная окраска, переходящая в фиолетовую), реакцию с динитробензолом (сине-фиолетовое окрашивание).

Для открытия карбоксильной группы наиболее часто используют реакцию образования сложных эфиров при взаимодействии со спиртами (сложные эфиры обладают специфическими запахами) и цветные реакции с солями тяжелых металлов.

Фенольный гидроксил дает цветные реакции с солями 3-х валентного железа; реакцию образования азокрасителя и др.

Качественные реакции на первичную ароматическую аминогруппу (с раствором окисного хлорида железа; реакция диазотирования и азосочетания с образованием солей диазония); общие реакции на сложно-эфирную группу (основанную на омылении). Часть реакций (например, омыление сложных эфиров) лежит в основе способов количественного анализа органических лекарственных препаратов.

Реакции на функциональные группы используют в синтезе и анализе ЛВ. Функциональные группы обусловливают химические свойства ЛВ, их применяют для испытаний подлинности и количественного определения. Реакционная способность функциональных групп позволяет судить о возможных химических процессах, происходящих при хранении лекарств, образующихся примесях, давать заключения о стабильности, условиях и сроках хранения. Функциональные группы участвуют в таких процессах как биотрансформация ЛВ. Наиболее сложно проводить анализ полициклических и полифункциональных соединений.

Элементный анализ

Качественный элементный анализ используют для испытания подлинности органических лекарственных веществ, содержащих в молекуле атомы серы, азота, фосфора, галогенов, мышьяка, металлов. Атомы этих элементов находятся в элементоорганических лекарственных соединениях в неионизированном состоянии, необходимым условием испытания их подлинности является предварительная минерализация.

В результате минерализации происходит разрушение органической части молекулы (превращение углерода, кислорода и водорода в диоксид углерода и воду), а атомы серы, фосфора, галогенов, мышьяка, металлов и т.д. образуют соответствующие ионы, которые идентифицируют свойственными им реакциями на неорганические ионы.

Элементный анализ элементоорганических соединений

1. Серосодержащие соединения

а. Метод восстановительной минерализации

HCOONa

«S» → S^2– (сульфид-ион)

t

• S^2– + Pb²⁺ → PbS↓ (черный осадок)

• S^2– + 2НСl → H₂S↑ + 2Сl^–

• S^2– + натрия нитропруссид – красно-фиолетовое окрашивание

б. Метод окислительной минерализации

кHCl

кHNO₃

«S» → SО₄^2– (сульфат-ион)

t

HCl

SО₄^2– + BaСl₂ → BaSО₄↓ (белый осадок) + 2Сl^–

2. Азотсодержащие соединения

а. Метод восстановительной минерализации

HCOONa

«N» → CN^– (цианид-ион)

щелочная среда

• 6CN^– + Fe²⁺ → [Fe (CN)₆]^4–

• [Fe (CN)₆]^4– + Fe³⁺ → Fe[Fe (CN)₆]^– (берлинская лазурь)

б. Метод спекания со смесью Na₂S₂O₃ и K₂CO₃

Na₂S₂O₃; K₂CO₃; t

«N» → SCN^– (тиоцианид-ион)

• 3SCN^– + Fe³⁺ → Fe (SCN)₃ (ярко-красный)

3. Мышьяксодержащие соединения

а. Метод «сухой» минерализации (окислительной)

KNO₃ и K₂CO₃

«As» → AsO₄^3– (арсенат-ион)

• AsO₄^3– + Mg²⁺ + NH₄⁺ → MgNH₄AsO₄↓

4. Фосфоросодержащие соединения

а. Метод «мокрой» минерализации

кHNO₃

«Р» → РО₄^3– (фосфат-ион)

• РО₄^3– + Мg²⁺ + NH⁴⁺ → МgNH₄РО₄↓ (белый)

5. Галогенсодержащие соединения

а. Метод восстановительной минерализации (в кислой или щелочной среде с металлическим цинком)

Zn+HCl (NaOH)

«Hal» → Hal^– (F^–, Cl^–, J^–)

б. Метод спекания со смесью нитратов и карбонатов (KNO₃+Na₂CO₃) – для нелетучих галогенсодержащих соединений – чаще хлорсодержащих

KNO₃+Na₂CO₃; t

«Hal» → Hal^– (Cl^–)

в. Метод cплавления с металлическим натрием – чаще для фторсодержащих препаратов

Na

«F» → F^– (фторид-ион)

Фторид-ион определяют:

• В реакции с солями кальция:

2F^– + СаCl₂ → СаF₂ + 2Cl^–

белый

• В реакции обесцвечивания Fe(SCN)₃

• В реакции с ализариновым цирконием (изменение окраски с красной на желтую)

г. Метод нагревания со спиртовым раствором щелочи (KOH) в запаянных ампулах (для хлор- и бромсодержащих соединений)

CH₃-CH₂-Cl + KOH → KCl + C₂H₅OH

спирт

д. Пиролиз (нагревание сухого препарата выше t плавления) – для йодсодержащих соединений

«I» → I₂↑

фиолетовые пары

е. Нагревание с концентрированной H₂SO₄

H₂SO₄; t

«I» → I₂↑

фиолетовые пары

ж. Нагревание с раствором AgNO₃

AgNO₃; t

«I» → I₂↑

фиолетовые пары

6. Метод сжигания в колбе с кислородом

При этом происходит разрушение органической молекулы путем сжигания в атмосфере кислорода, растворения продуктов в поглощающей жидкости и последующем определении находящихся в растворе в виде ионов элементов физическими или физико-химическими методами.