2. Обратная иодометрия

Метод основан на реакции образования трудно растворимых полийодидов по третичному атому азота. Осадок полийодида отфильтровывают, а в растворе оттитровывают избыток йода натрия тиосульфатом по индикатору крахмал. Эквивалент в методе зависит от количества молекул йода в составе полийодида (n).

3. Метод Кьельдаля

Метод элементного анализа по азоту. Используется для определения всех препаратов, имеющих в своей структуре азот (не только третичный). Метод основан на минерализации азотсодержащего органического лекарственного вещества концентрированной серной кислотой при нагревании в колбе Кьельдаля. Образующийся гидросульфат аммония разлагают щелочью, и выделившийся аммиак отгоняют в приемник с борной кислотой.

Борная кислота с водой образует тетрагидроксиборат, который и взаимодействует с аммиаком.

Собранный отгон, содержащий весь образовавшийся аммиак в виде тетрагидроксибората аммония, титруют 0,1 н. раствором хлороводородной кислоты.

n – число атомов азота в молекуле вещества

Азометиновая группа

• Качественный анализ

Для подтверждения подлинности веществ, содержащих азометиновую группу, применяют реакции гидролитического расщепления с последующей идентификацией продуктов гидролиза.

Продукт гидролиза доказывают реакцией диазотирования с последующим азосочетанием.

Методика

1. 0,05 г препарата (феназепам, нитразепам, нозепам) нагревают до кипения с 2 мл разведенной HCI и охлаждают. Полученный раствор дает характерную реакцию на первичные ароматические амины (см. определение первичной ароматической аминогруппы, п. 1).

2. 0,05 г фтивазида кипятят с 2 мл разведенной НСl: появляется запах ванилина.

Гуанидиновая группа

• Качественный анализ

1. Разложение под действием щелочи

При нагревании с раствором гидроксида натрия гуанидиновая группа разлагается с выделением аммиака:

2. Реакция Сакагучи

При взаимодействии с фенолами в присутствии окислителей (гипобромит натрия, бромная вода, хлорная известь) образуется окрашенный нафтохинон:

Методика. К 5мл 5 % раствора стрептомицина сульфата прибавляют 2 мл свежеприготовленного 0,05 % раствора -нафтола в 10 % растворе гидроксида натрия и 5 капель бромной воды: появляется малиновое окрашивание.

Ароматическая нитрогруппа

• Качественный анализ

Ароматические соединения в кислой среде восстанавливаются до соответствующих аминосоединений, при этом желтая окраска исчезает. Реакция протекает по следующей схеме:

В качестве восстановителя может применяться металлический цинк в среде хлороводородной кислоты. Образовавшийся амин затем диазотируют и сочетают с фенолами:

Методика. К 0,1 г левомицетина, нитроксолина прибавляют 5 мл 25 % раствора НСl и 0,3 г цинковой пыли, кипятят в течение 3-4 минут. После охлаждения фильтруют. К 2 мл фильтрата добавляют 2 мл 1 М раствора нитрита натрия, 1-2 капли полученной смеси прибавляют к 2 мл свежеприготовленного раствора -нафтола: образуется оранжево-красное окрашивание.

2. Реакция образования аци-солей

Ароматические соединения, содержащие в орто- или пара-положении группу с подвижным атомом водорода, при действии щелочей окрашиваются в желтый или оранжевый цвет вследствие образования солей аци-форм:

Аналогично ведут себя производные 5-нитрофурана (фурацилин, фуразолидон, фурадонин). Так, фурцилин под действием щелочи образует окрашенное соединение следующего строения:

Методика. Около 0,01 г препарата (фурацилина, нитроксолина, левомицетина) растворяют в воде или диметилформамиде, прибавляют 2-3 капли спиртового раствора щелочи (в случае левомицетина нагревают) и наблюдают возникновение или изменение окраски. Результаты сводят в таблицу (см. карбоксильная группа, п.2).

• Количественный анализ

1. Нитритометрия

Проводится после восстановления нитрогруппы до аминогруппы (см. определение ароматической аминогруппы, количественный анализ).

2. Фотоэлектроколориметрия

Основан на реакции образования аци-соли. Метод основан на свойстве окрашенных соединений поглощать полихроматическое излучение в видимой области спектра.

Расчет количественного содержания ведут:

– по калибровочному графику;

– по стандартному раствору.

Ковалентно связанный галоген

Атомы галогенов в органических соединениях связаны с углеродом ковалентной связью, поэтому для их обнаружения вещество необходимо предварительно минерализовать, т. е. разрушить связь . Существует несколько фармакопейных методов минерализации (дегалогенирования), условия проведения реакции в которых зависят от прочности связи углерод–галоген: чем прочнее связь, тем жестче условия отщепления галогена. Прочность связи зависит от:

а) характера галогена. Чем больше радиус атома галогена (в периоде он увеличивается от фтора к йоду), тем менее прочно он связан с углеродом, тем в более мягких условиях проводят дегалогенирование.

б) структуры органического соединения. Из-за наличия положительного мезамерного эффекта (М+) галоген сильнее удерживается у углерода в ароматических соединениях, чем в алифатических.

• Качественный анализ

1. Проба Бельштейна

Медная проволока с препаратом, содержащим ковалентно связанный галоген, внесенная в пламя спиртовки, окрашивает его в зеленый цвет в результате образования летучих галогенидов меди.

Проба Бельштейна является косвенным методом доказательства галогена, так как не позволяет определить его природу.

2. Ковалентно связанный йод

2.1. Пиролиз, т. е. разложение йодсодержащего препарата при нагревании в сухой пробирке с доступом кислорода воздуха, при этом выделяются фиолетовые пары йода.

2.2. Минерализация концентрированной серной кислотой при нагревании; также выделяются фиолетовые пары йода.

Методика

1. При нагревании 0,1 г йодоформа, трийодтирозина в сухой пробирке выделяются фиолетовые пары йода.

2. При нагревании 0,1 г йопагноста, триомбрина с 1 мл концентрированной серной кислоты: выделяются фиолетовые пары йода.

2. Переведение галогенов в ионогенное состояние

3.1. Методы минерализации (дегалогенирования) – отщепления органически связанного йода, брома, хлора

3.1.1 Дегалогенирование лекарственного вещества при нагревании с водно-спиртовым раствором нитрата серебра. Образуется осадок:

AgCl – белый творожистый, растворимый в растворе аммиака;

AgBr – светло-желтый творожистый, трудно растворимый в растворе аммиака;

Agl – желтый, нерастворимый в аммиаке.

3.1.2. Дегалогенирование при действии щелочи. Галогенсодержащие препараты нагревают с раствором гидроксида натрия:

3.1.3. Восстановительная минерализация. На галогенсодержащий препарат действуют цинком в кислой или щелочной среде, при этом выделяется атомарный водород, который и расходуется на восстановительное дегалогенирование.

3.2. Отщепление ковалентно связанного хлора: спекание со смесью для спекания

В качестве смеси для спекания ГФ X рекомендует смесь безводного карбоната натрия и оксида кальция или смесь нитратов и карбонатов. После прокаливания содержимое тигля растворяют в горячей воде, фильтруют и в фильтрате определяют хлорид-ион.

3.3. Отщепление ковалентно связянного фтора: сплавление с металлическим натрием

Препарат сплавляют с металлическим натрием, к плаву прибавляют воду, фильтруют и в фильтрате определяют фторид-ион.

После дегалогенирования галоген открывают соответствующей реакцией:

– осаждения:

– окисления-восстановления:

Вг₂ окрашивает хлороформ в желто-бурый цвет.

I₂ окрашивает хлороформ в розово-фиолетовый цвет.

– комплексообразования:

– реакцией с цирконийализариновым красным (I) в присутствии уксусной кислоты (на F^-):

Методика. 0,2 г бромизовала кипятят с 5 мл раствора гидроксида натрия в течение 3 минут, охлаждают и фильтруют. К фильтрату прибавляют разведенную хлороводородную кислоту до кислой реакции среды, 1 мл раствора хлорамина, 1 мл хлороформа и взбалтывают. Хлороформный слой окрашивается в желто-бурый цвет.

• Количественный анализ

1. Методы аргентометрии после предварительного отщепления ковалентно связанного галогена (методика 3.1)

Варианты:

– метод Фаянса: прямое титрование, уксуснокислая среда, индикаторы – бромфеноловый синий, эозинат натрия;

– метод Фольгарда (йодоформ, фторотан) – обратное титрование, азотнокислая среда, индикатор – железоаммониевые квасцы:

– модифицированный метод Фольгарда (бромкамфора). К препарату после дегалогенирования прибавляют железоаммониевые квасцы, 0,1 мл титрованного раствора тиоцианата аммония и титруют раствором нитрата серебра до исчезновения красноватого окрашивания:

NH₄Fe(SO₄)+3 NH₄SCN –

2. Унифицированный йодометрический метод для йодсодержащих органических соединений

Метод основан на окислительной минерализации органического йодсодержащего вещества пермангантом калия и концентрированной серной кислотой до йодата, который определяют йодометрически после удаления избытка окислителя. Избыток перманганата калия восстанавливают нитритом натрия, избыток последнего – мочевиной, так как перманганат калия и нитрит натрия являются окислителями по отношению к йодиду.

где n – количество атомов йода в органическом соединении.

Если в качестве окислителя используют пергидроль и концентрированную серную кислоту, то образующийся йодид-ион окисляют перманганатом и далее поступают аналогично методике, описанной выше.

3. Метод сжигания в колбе с кислородом

Применяется для количественного анализа лекарственных веществ, содержащих органически связанный галоген, серу, фосфор. Сущность метода состоит в разрушении органических веществ путем их сжигания в атмосфере кислорода, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и последующем определении элементов, находящихся в растворе в виде ионов, титриметрическим или фотоэлектроколориметрическим методом.

Сжигание навески анализируемого вещества проводят в колбе Шенигера, в которой укрепляют в платиновой спирали или корзиночке анализируемое вещество, завернутое в обеззоленный фильтр (рис. Колба Шенигера). Опыт показывает, что лучше всего сжигание происходит в держателе в виде спирали, так как в этом случае обеспечивается свободный доступ кислорода к навеске и ее равномерное горение. В месте горения под действием катализатора развивается температура 1200-1300 °С, и процесс длится менее минуты. После сгорания пробы колбу встряхивают и оставляют на 30 минут при периодическом перемешивании до полного перехода продуктов сгорания в поглотительный раствор (то есть до полного исчезновения тумана в колбе). Затем определяют соответствующий галоген или другой ион в поглотительном растворе.

3.1. Хлорсодержащий (бромсодержащий) препарат сжигают в токе кислорода, при этом образуется смесь газообразных продуктов: хлор, хлористый водород, гипохлорит (бром, бромистый водород, гипобромит). Действием поглотительного раствора (пероксида водорода) хлор восстанавливается до хлорид-ионов (бромид-ионов). Последние оттитровывают меркуриметрически по индикатору дифенилкарбазону до светло-фиолетового цвета.

3.2. Навеску йодсодержащего препарата сжигают в токе кислорода, образующиеся при этом продукты сгорания: йод, йодистый водород, гипойодит – под действием поглотительного раствора гидроксида натрия окисляются до гипойодита. Последний окисляют бромом до йодат-иона, избыток брома удаляют при помощи муравьиной кислоты, добавляя ее до обесцвечивания раствора. Образовавшийся иодат-ион восстанавливают иодид-ионом в кислой среде до йода, который затем оттитровывают тиосульфатом натрия (индикатор – крахмал).

3.3. Навеску фторсодержащего препарата сжигают в токе кислорода, образующийся при этом фтористый водород переводят в поглотительный раствор – воду и титруют ториметрически по индикатору ализариновому красному С до красно-малинового окрашивания.

В точке эквивалентности:

Этиленовая связь

• Качественный анализ

1. Реакция радикального присоединения

Реакция с бромом протекает по механизму электрофильного присоединения (А_Е) через промежуточный π-комплекс (I) с образованием конечного дибромпроизводного (II) и обесцвечивания бромной воды.

2. Реакция окислительной гидратации (реакция Вагнера)

В щелочной среде происходит обесцвечивание раствора перманганата калия и окисление до дигидроксипроизводного.

2. Образование -комплексов с d-элементами

С хлоридом сурьмы (III) лекарственные вещества, имеющие в своей структуре этиленовую группу, образуют окрашенные -комплексы.

Методика. 1-2 капли масляного раствора ретинола ацетата, эргокальциферола растворяют в 1 мл хлороформа, прибавляют 5 мл раствора хлорида сурьмы: появляется нестойкое синее окрашивание, оранжево-розовое окрашивание.

• Количественный анализ

Фотоэлектроколориметрия по реакции образования -комплекса.

Ацетиленовая связь

• Качественный анализ

1. Реакция радикального присоединения (галогенирования)

Протекает так же, как с этиленом, с образованием дибромэтиленового производного -СВг=СВг- и обесцвечивания бромной воды.

2. Реакция окислительной гидратации

Реакция сопровождается обесцвечиванием раствора перманганата калия и образованием неустойчивых енолов (I), которые отщепляют молекулу воды, образуя кетоны (II).

3. Образование солей серебра

Концевая ацетиленовая группа, обладая кислотными свойствами, за счет замещения водорода может образовывать серебряные соли.

• Количественный анализ

Косвенное кислотно-основное титрование

Реакция (3) лежит в основе метода количественного анализа лекарственных веществ с концевой ацетиленовой группой; азотная кислота от-титровывается затем раствором гидроксида натрия по фенолфталеину:

Подвижная метиленовая группа

• Качественный анализ

Реакция конденсации с ароматическими альдегидами

Препараты (камфора и ее производные, ментол), содержащие в своей структуре подвижную метиленовую группу образуют с ароматическими альдегидами в присутствии концентрированной серной кислоты, окрашенные продукты конденсации.

Методика. 0,01 г. препарата (камфора, сульфокамфорная кислота, сульфокамфокаин, ментол, валидол) растворяюг в 1 мл концентрированной серной кислоты и прибавляют 1 мл 1 % раствора ванилина (или n-диметиламинобензальдегида) в концентрированной серной кислоте. Наблюдается окрашивание. Добавляют 1 мл воды, отмечают окончательное окрашивание.

Результаты заносят в таблицу:

Препарат	Окрашивание
	без добавления воды	после добавления воды

Пиридиновый цикл

• Качественный анализ

1. Реакция образования производного глутаконового альдегида (реакция Цинке)

Под действием 2,4-динитрохлорбензола (тиоцианата аммония, хлорамина Б) в щелочной среде происходит расщепление пиридинового цикла с образованием окрашенного в бурый или красный цвет производного глутаконового альдегида (I). Последний в результате гидролиза превращается в глутаконовый альдегид (II).

Методика. К 0,01-0,05 г препарата (изониазида, фтивазида, никотиновой кислоты) прибавляют 0,05 г 2,4-динитрохлорбензола, 3 мл 95 % спирта и кипятят в течение 2-3 минут. После охлажденя прибавляют 2 капли раствора гидроксид натрия – появляется красно-бурое окрашивание, переходящее в кирпично-красное (изониазид), желтовато-бурое, усиливающееся при стоянии (фтивазид), буро-красное (никотиновая кислота).

Фенильный радикал

Фенильный заместитель обладает очень слабым -I и +М эффектом, поэтому в реакции S_E вступает очень трудно и в жестких условиях.

• Качественный анализ

1. Реакция нитрования

Под действием концентрированной азотной кислоты в присутствиии концентрированной серной кислоты образуются моно-, ди- и тринитропроизводные желтого цвета.

2. Реакция Витали-Морена

Фенильное кольцо нитруют и для усиления окраски добавляют спиртовый раствор щелочи (дикаин) или спиртовый раствор щелочи и ацетон (тропановые алкалоиды).

Методика. В фарфоровой чашке к 0,01 г препарата (атропина сульфата, тропацина) добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты и выпаривают на водяной бане досуха. К остатку прибавляют 5 капель 0,5 н. спиртового раствора гидроксида калия и 5 капель ацетона. Появляется фиолетовое окрашивание, постепенно исчезающее при стоянии.

Ковалентно связанная сера

• Качественный анализ

Для обнаружения ковалентно связанной серы лекарственное вещество необходимо предварительно минерализовать.

1. Чаще всего минерализацию проводят, нагревая препарат (сульфаниламидные препараты, производные бензотиодиазина, пенициллины) с концентрированной азотной кислотой или с нитратами и карбонатами (сульфокамфорная кислота). При этом образуется сульфатная сера, которую определяют реакцией с солями бария.

Методика. К 0,01 г препарата (пенициллины, цефалоспорины) в пробирке прибавляют 2-3 мл концентрированной азотной кислоты и кипятят) в течение 2-3 минут. По охлаждении добавляют 0,5 мл раствора хлорида бария. Выпадает белый осадок.

2. Гетероциклическую серу (тиамины, пенициллины, цефалоспорины) можно определять после кипячения и сплавления препарата со щелочью. Образующийся при этом сульфид-ион либо сразу определяют по реакции с ацетатом свинца, либо подкисляют раствор хлористоводородной кислотой и выделяющийся сероводород улавливают бумагой, пропитанной ацетатом свинца.

Методика. 0,2 г тиопентала-натрия растворяют в 5 мл раствора гидроксида натрия, прибавляют 2 мл раствора ацетата свинца и кипятят: выпадает темный осадок. При охлаждении и подкислении концентрированной хлористоводородной кислотой. Выделяется сероводород, обнаруживаемый по запаху и по потемнению фильтровальной бумаги, смоченной раствором ацетата свинца.

• Количественный анализ

Метод сжигания в колбе с кислородом

После сжигания препарата в токе кислорода образующиеся оксиды серы окисляют перекисью водорода до сульфатной серы и определяют бариметрически по металлохромному индикатору торону.

В точке эквивалентности: