Химический анализ лекарственных веществ

 

 

В.В. Дудко, Л.А. Тихонова

 

 

 

 

Химический  анализ лекарственных веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск – 2009

 

 

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования «Сибирский государственный  медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

 

 

 

В.В. Дудко, Л.А. Тихонова

 

 

 

 

 

Химический  анализ лекарственных веществ

 

 

Учебное пособие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск – 2009

 

УДК 615.07 (071)

ББК Р 282

Д 814

 

       Дудко В.В.

Д 814 Химический анализ лекарственных веществ: учебное пособие / В.В.Дудко, Л.А. Тихонова.  – Томск. – СибГМУ, 2009. – 52 с.

 

Пособие содержит химические методы исследования неорганических и органических лекарственных веществ, которые  могут быть положены в основу установления подлинности и количественного определения лекарственных средств. Учебное пособие предназначено для студентов 4 – 6 курсов заочного отделения фармацевтических факультетов высших медицинских и фармацевтических учебных заведений.

Библиография: 8 названий.

 

 

 

Рецензент: старший преподаватель  кафедры фармацевтической химии ГОУ ВПО СибГМУ, кандидат химических наук А.А. Блинникова.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утверждено и рекомендовано к изданию учебно – методической комиссией фармацевтического факультета (протокол № 4 от  15 апреля 2008 г.) и Центральным методическим советом ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава (протокол №   от        2008 г.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© В.В Дудко, Л.А.Тихонова

Введение

 

Химический анализ неорганических веществ складывается из методов  идентификации катионов и анионов, количественное определение также основано на химических свойствах катионов и анионов.

Химический анализ органических веществ основан на наличии функциональных групп. Функциональная группа – это  связанные с углеводородным радикалом отдельные атомы или группы атомов, которые определяют химические свойства молекул и могут быть использованы для идентификации (установления подлинности) и количественного определения лекарственных средств.

Знание свойств функциональных групп позволяет предсказать способы испытания качества любых органических веществ, так как реакции на их основе носят универсальный характер. Поскольку лекарственные вещества – это, как правило, соединения полифункциональной природы, то при испытании на подлинность обычно выполняют реакции на несколько функциональных групп. Это дает возможность надежно идентифицировать исследуемое вещество и в случае смесей (сложных лекарственных форм) избирательно обнаруживать одни вещества в присутствии других.

Количественное определение  также, как правило, может быть выполнено несколькими методами, исходя из конкретной ситуации.

 

Раздел 1

Определение подлинности  неорганических лекарственных средств

При анализе неорганических лекарственных средств в большинстве  случаев приходится иметь дело с водными растворами электролитов, поэтому анализ сводится к исследованию отдельных ионов: катионов и анионов. В случае нерастворимых в воде веществ (оксиды, карбонаты) их следует растворить в разведенных кислотах или в растворах щелочей.

Рассмотрим в соответствии с требованиями фармацевтического анализа реакции подлинности катионов и анионов, которые наиболее часто входят в состав лекарственных средств.

 

Глава 1. Реакции идентификации  катионов

 

Катион калия (К⁺)

1. Окрашивание пламени. При внесении на графитовом стержне веществ, содержащих ион калия, в бесцветное пламя горелки или спиртовки, происходит окрашивание пламени в фиолетовый цвет или при рассматривании через синее стекло – пурпурнокрасный.
2. Микрокристаллическая реакция. При обработке на предметном стекле капли раствора вещества, содержащего ион калия, каплей насыщенного спиртового раствора пикриновой кислоты с последующим высушиванием, образуется осадок в виде игольчатых кристаллов характерной формы, наблюдаемых под микроскопом. Рационально параллельно для сравнения провести реакцию с веществом, заведомо содержащим ион калия.

3. Вещества, содержащие ион калия, при обработке раствором винной кислоты в присутствии раствора натрия ацетата для связывания получающейся кислоты, в которой растворяется образующийся осадок, при охлаждении и потирании стеклянной палочкой о стенки пробирки для образовании центров кристаллизации, дают белый кристаллический осадок, растворимый в разведенных кислотах.

 

H⁺ + CH₃COONa ® CH₃COOH + Na⁺

 

4. Вещества, содержащие ион калия, при обработке раствором натрия гексанитрокобальтиата в нейтральной или слабокислой среде образуют мелкокристаллический желтый осадок

2K⁺ + Na₃[Co(NO₂)₆] ® K₂Na[Co(NO₂)₆]¯ + 2Na⁺

 

Катион натрия (Na⁺)

1. Окрашивание пламени. При внесении веществ, содержащих ион натрия, в бесцветное пламя горелки или спиртовки, происходит окрашивание пламени в желтый цвет.
2. Микрокристаллическая реакция. При обработке капли раствора вещества, содержащего ион натрия, каплей раствора пикриновой кислоты, образуется осадок в виде игольчатых кристаллов характерной формы, наблюдаемых под микроскопом. Рационально параллельно для сравнения провести реакцию с веществом, заведомо содержащим ион натрия.

     Аналогично проводится реакция на катион калия.

 

Катион  аммония (NH₄⁺)

1. Аммониевые соли легко разлагаются при нагревании с растворами едких щелочей, при этом выделяется аммиак.

NH₄Cl + NaOH ® NaCl + NH₃­ + H₂O

Выделяющийся аммиак обнаруживают по запаху или окрашиванию влажной красной лакмусовой бумажки в синий цвет.

2. При взаимодействии аммониевых солей с реактивом Неслера образуется комплексная соль в виде осадка красно-бурого цвета.

NH₄Cl + KOH ® KCl + NH₃­ + H₂O

 

Катион  магния (Mg²⁺)

1. Соли магния с натрия моногидрофосфатом в присутствии аммония гидроксида и аммония хлорида образуют белый кристаллический осадок магния-аммония фосфата. Аммония хлорид предупреждает образование осадка магния гидроксида, а также препятствует осаждению кальциевых солей, что дает возможность обнаружить соли магния в присутствии солей кальция.

Mg²⁺ + Na₂HPO₄ + NH₄OH

MgNH₄PO₄¯ + 2Na⁺ + H₂O

 

Катион  кальция (Ca²⁺)

1. Окрашивание пламени. Соль кальция, внесенная  в бесцветное пламя горелки или спиртовки, окрашивает пламя в пурпурно-красный цвет.
2. Аммония оксалат осаждает из растворов солей кальция белый кристаллический осадок кальция оксалата.

 

Катион  железа (II) (Fe²⁺)

1. Калия гексацианоферрат (III) (феррицианид калия – красная кровяная соль) с растворами солей железа (II) образует темно- синий осадок турнбулиевой сини.

3Fe²⁺ + 2K₃[Fe(CN)₆] ® Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯ + 6K⁺

 

Катион  железа (III) (Fe³⁺)

1. Калия гексацианоферрат (II) (ферроцианид калия – желтая кровяная соль) с растворами солей железа (III) образует аморфный темно- синий осадок берлинской лазури.

4Fe³⁺ + 3K₄[Fe(CN)₆] ® Fe₄[Fe(CN)₆]₃¯ + 12K⁺

2. Аммония роданид (тиоцианат) образует с солями железа (III) растворимое соединение кроваво-красного цвета

Fe³⁺ + 3NH₄CNS ® Fe(CNS)₃ + 3NH₄⁺

3. Кислота салициловая с солями железа (III) образует фиолетовые или фиолетово-красные (в зависимости от концентрации) феррилсалицилатные соли.

 

Катион  цинка (Zn²⁺)

1. Натрия сульфид выделяет из растворов солей цинка (в отличие от солей других тяжелых металлов) белый осадок.

Zn²⁺ + Na₂S ® ZnS¯ + 2Na⁺

2. Калия гексацианоферрат (II) выделяет из растворов солей цинка белый гелеобразный осадок.

Zn²⁺ + K₄[Fe(CN)₆] ® K₂Zn[Fe(CN)₆]¯ + 2K⁺

 

Катион  висмута (Bi³⁺)

1. Натрия сульфид выделяет из кислых растворов солей висмута темно-коричневый осадок.

2Bi³⁺ + 3Na₂S ® Bi₂S₃¯ + 6Na⁺

2. Калия йодид выделяет  из подкисленных растворов солей  висмута черный осадок висмута  йодида, растворимый в избытке реактива с образованием раствора желто-оранжевого цвета.

Bi³⁺ + 3KI ® BiJ₃¯ + 3K⁺

BiI₃ + KI ® K[BiI₄]

 

Катион  меди (II) (Cu²⁺)

1. Калия гексацианоферрат (II) образует с растворами солей меди красно-бурый осадок.

2Cu²⁺ + K₄[Fe(CN)₆] ® Cu₂[Fe(CN)₆]¯ + 4K⁺

2. Раствор аммония гидроксида, добавленный в избытке к раствору солей меди, образует комплекс меди (II) аммиакат темно-синего цвета.

2CuSO₄ + 2NH₄OH ® Cu₂(OH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6NH₄OH ® 2[Cu(NH₃)₄]SO₄ + 8H₂O

 

Катион  серебра (Ag⁺)

1. Реакция образования серебряного зеркала. К раствору соли серебра прибавляют раствор аммиака до растворения образующегося в начале осадка, затем прибавляют 2-3 капли раствора формальдегида и нагревают; на стенках пробирки образуется блестящий налет металлического серебра

2AgNO₃ + 6NH₄OH ® 2[Ag(NH₃)₂]⁺OH⁻ + 2NH₄NO₃ + 4H₂O

2. При добавлении к раствору соли серебра разведенной кислоты хлороводородной или раствора натрия (калия) хлорида образуется белый творожистый осадок, растворимый в растворе аммония гидроксида.

AgNO₃ + HCl(NaCl) ® AgCl¯ + HNO₃(NaNO₃)

AgCl + 2NH₄OH ® [Ag(NH₃)₂]⁺Cl⁻ + 2H₂O

 

Глава 2. Реакции идентификации анионов

 

Хлорид-, бромид- и иодид-анион (Cl ⁻, Br ⁻, I ⁻)

1. Групповой реакцией идентификации галогенидов является осаждение раствором серебра нитрата в азотнокислой среде; при этом выпадают осадки разного цвета: белого (серебра хлорид), слегка желтоватого (серебра бромид) и желтого (серебра иодид).

Cl⁻ + AgNO₃ ® AgCl¯ + NO₃⁻

Br⁻ + AgNO₃ ® AgBr¯ + NO₃⁻

I⁻ + AgNO₃ ® AgI¯ + NO₃⁻

Образующиеся осадки отличаются растворимостью в растворе аммония гидроксида: серебра хлорид – хорошо растворим, серебра бромид – мало растворим, серебра иодид – нерастворим.

AgCl + NH₄OH ® [Ag(NH₃)₂]⁺Cl⁻ + H₂O

2. Окисление до элементарного галогена. Хлориды, бромиды и иодиды в кислой среде окисляются с выделением свободных галогенов, имеющих различную окраску в хлороформе, кроме хлора, который летуч, и поэтому эта реакция не используется для открытия хлоридов; а в случае брома хлороформный слой окрашивается в желто – бурый цвет, в случае иода – в фиолетовый цвет.

При обнаружения бромид-ионов в качестве окислителя используется хлорамин в присутствии кислоты хлороводородной:

Для йодид-ионов используют раствор натрия нитрита в кислой среде:

Фосфат-анион (PO₄ ³⁻)

1. Раствор серебра нитрата осаждает из растворов фосфатов желтый осадок.

PO₄³⁻ + 3AgNO₃ ® Ag₃PO₄¯ + 3NO₃⁻

2. Магнезиальная смесь (раствор солей магния, содержащий аммония гидроксид и аммония хлорид) осаждает из растворов фосфатов кристаллический белый осадок.

Na₂HPO₄ + MgSO₄ + NH₄OH 

   MgNH₄PO₄¯ + Na₂SO₄ + H₂O

3. Аммония молибдат в азотнокислых растворах фосфатов при нагревании осаждает фосфоромолибдат аммония желтого цвета.

Na₂HPO₄ + 2HNO₃ ® 2NaNO₃ + H₃PO₄

H₃PO₄ + 12(NH₄)₂MoO₄ + 21HNO₃ ® (NH₄)₃PO₄×12MoO₃×2H₂O¯ + 21NH₄NO₃ + 10H₂O

Нитрит-анион (NO₂⁻)

1. Серная кислота при добавлении к веществу, содержащему нитрит-анион, выделяет желто-бурые пары оксидов азота.

2NaNO₂ + H₂SO₄ ® 2HNO₂ + Na₂SO₄

2HNO₂ ® NO₂­ + NO­ + H₂O

2.  С антипирином в среде хлороводородной кислоты нитрит-анион образует продукт зеленого цвета.

3. Раствор дифениламина при добавлении к веществу, содержащему нитрит-анион, образует продукт синего цвета.

 

Нитрат-анион (NO₃⁻)

1. Раствор дифениламина с нитратами образует продукты синего цвета. Реакция чувствительна, но неспецифична, так как такое же окрашивание дают и другие окислители (нитриты, хроматы, перманганаты).
2. Нитраты не обесцвечивают раствор калия перманганата, подкисленный серной кислотой (отличие от нитритов).