Контрольная работа: Функциональные группы органических лекарственных средств
Большинство лекарственных средств, используемых в медицинской практике, являются органическими соединениями. Подлинность таких веществ подтверждают с помощью реакций на функциональные группы.
Дата добавления на сайт: 05 декабря 2024
Скачать работу 'Функциональные группы органических лекарственных средств':
Контрольная работа
Функциональные группы органических лекарственных средств
Введение
Большинство лекарственных средств, используемых в медицинской практике, являются органическими соединениями. Подлинность таких веществ подтверждают с помощью реакций на функциональные группы.
Функциональной группой называют реакционно-способный атом, группу атомов или реакционный центр в молекуле органического соединения.
Общим принципом функционального анализа является применение характерных реакций для групп, подлежащих определению. Реакция должна быть не только возможно более специфичной, но и достаточно быстрой, и в ней должны участвовать реагент или продукт реакции, легко поддающиеся определению.
1. Идентификация спиртового гидроксила
Спирты - это производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами. В общем виде молекулу спирта можно представить как ROH.
.1 Реакция образования сложных эфиров
Спирты образуют с органическими кислотами или ангидридами кислот в присутствии водоотнимающих средств (например, серная кислота концентрированная) сложные эфиры. Сложные эфиры, полученные на основе низкомолекулярных спиртов, обладают характерным запахом, а сложные эфиры на основе высокомолекулярных спиртов являются кристаллическими веществами, имеющими четкую температуру плавления.
Методика. К 1 мл этанола прибавляют 5 капель ледяной уксусной кислоты, 0,5 мл концентрированной серной кислоты и осторожно нагревают; обнаруживается характерный запах этилацетата (свежих яблок).
1.2 Реакция окисления спиртов до альдегидов
Образующиеся альдегиды обнаруживают по запаху. В качестве окислителей используют калия гексациано - (Ш) - феррат, калия перманганат, калия дихромат и др.
Методика. В первую пробирку помещают 2 капли этанола, 1 каплю 10%-го раствора серной кислоты и 2 капли 10%-го раствора дихромата калия. Полученный раствор имеет оранжевую окраску. Нагревают его над пламенем, пока раствор не начнет приобретать синевато-зеленую окраску (одновременно ощущается характерный запах уксусного альдегида, напоминающий запах антоновских яблок). Вносят 1 каплю полученного раствора во вторую пробирку с 3 каплями фуксинсернистой кислоты. Появляется розово-фиолетовое окрашивание.
.3 Реакция образования комплексных соединений
Многоатомные спирты образуют с сульфатом меди в щелочной среде (с реактивом Фелинга) комплексные соединения синего цвета.
Методика. К 0,5 мл глицерина прибавляют по 5 капель растворов натрия гидроксида и меди (II) сульфата, появляется интенсивное синее окрашивание.
2. Идентификация фенольного гидроксила
.1 Реакция с железа (111) хлоридом
Характерной качественной реакцией на фенолы является реакция с железа (III) хлоридом. В зависимости от количества фенольных гидроксилов, наличия в молекуле фенола других функциональных групп, их взаимного расположения, рН среды, температуры, образуются комплексные соединения различного состава и окраски.
Методика. К 0,01 г. препарата, растворенного в 1 мл воды (для фенола, резорцина) добавляют 2 капли раствора железа (III) хлорида - наблюдается характерное окрашивание (табл. 1.).
Таблица 1. Окраска комплексов препаратов с железа (III) хлоридом
Препарат Растворитель Окраска комплекса
Фенол Вода Фиолетовая
Резорцин Вода Сине-фиолетовая
Адреналина гидрохлорид Вода Изумрудно-зеленое, переходящее от прибавления одной капли раствора аммиака в вишнево-красное, а затем в оранжево-красное.
Морфина гидрохлорид Вода Синее, исчезающее от прибавления разведенных уксусной или соляной кислот
Парацетамол Вода Сине-фиолетовое
Пиридоксина гидрохлорид Вода Красное, исчезающее от прибавления разведенной соляной кислоты и не исчезающее от разведенной уксусной кислоты.
Салициловая кислота и натрия салицилат Вода Сине-фиолетовое, не исчезающее от прибавления нескольких капель разведенной соляной или уксусной кислот.
Фенилсалицилат Спирт Фиолетовое, исчезающее от прибавления разведенной соляной или уксусной кислот и переходящее в кроваво-красное от прибавления 1-2 капель раствора аммиака.
С помощью раствора аммиака можно отличить фенол от резорцина. Окраска комплекса резорцина с железом после добавления реактива изменяется до буровато-желтой.
2.2 Реакции электрофильного замещения
Гидроксильная группа, связанная с атомом углерода бензольного ядра в щелочном растворе - сильнейший орто-пара-ориентант.
В связи с этим у препаратов, содержащих фенольный гидроксил, легко протекают следующие реакции.
Нитрование
Фенолы нитруются разбавленной кислотой азотной при комнатной температуре с образованием о- и n - нитрофенола.
Методика. К 0,001 г. препарата, растворенного в 2 мл воды, добавляют 1-2 мл разведенной кислоты азотной и нагревают на водяной бане. Постепенно появляется желтое окрашивание.
Добавление раствора натрия гидроксида усиливает окраску вследствие образования хорошо диссоциируемой соли:
Реакция бромирования
При бромировании бромной водой производных фенолов образуются белые или желтые осадки бромпроизводных.
Методика.
0,05 г. лекарственного средства растворяют в 2 мл воды (салициловая кислота, салициламид, фенилсалицилат в 95% спирте), прибавляют по каплям бромную воду. Выпадает белый осадок.
Если бромирование фенола вести бромной водой, то образуется белый осадок 2,4,6 - трибромфенола.
Реакция сочетания фенолов с солью диазония в щелочной среде. При взаимодействии фенолов с солью диазония образуется азокраситель. Сочетание идет в о- и n-положениях по отношению к фенольному гидроксилу в щелочной среде (рН 9,0-10,0).
Методика. К 0,05 г. препарата, растворенного в 5 мл воды (синэстрол растворяют в 5 мл 95% спирта; 0,05 г. кислоты салициловой растворяют в 1 мл 4% раствора натрия гидроксида), добавляют 1 мл диазореактива. Появляется красное или оранжево-красное окрашивание (табл. 2). При добавлении 0,5 г натрия ацетата образуется желтый осадок.
Таблица 2. Обнаружение фенолов по окраске азосочетания
Препарат Окраска азосочетания
Адреналина гидрохлорид Темно-красная
Мезатон Желто-оранжевая
Окситетрациклин Буро-красная
Парацетамол Красная
Пиридоксина гидрохлорид Оранжевая
Резорцин Кроваво-красная
Тетрациклин Оранжевая
Тимол Оранжевая
Фенол Ярко-оранжевая
2.3 Реакции окисления
Присутствие гидроксильной группы, связанной с ядром, резко изменяет отношение ароматического ядра к окислителям. Фенолы окисляются легко, причем образуется смесь разных продуктов окисления. Примером реакции окисления является индофеноловая проба.
Индофеноловая проба
Проба проводится в растворе аммиака при взаимодействии с такими окислителями, как хлорамин, хлорная известь, бромная вода.
Индофенол - амфотерное соединение, способное образовывать хорошо диссоциируемые окрашенные соли как с кислотой, так и с основанием. Окраска индофенола также зависит от заместителей и количества фенольных гидроксилов.
Реакция используется для дифференциации препаратов данной группы.
Методика. 0,05 г. препарата растворяют в 0,5 мл раствора аммиака и добавляют 3-4 капли раствора хлорамина. Нагревают смесь на кипящей водяной бане. Через несколько минут появляется окрашивание, изменяющееся от добавления кислот (табл. 3).
Таблица 3. Окраска индофенола
Лекарственное вещество Без добавления кислот При последующем добавлении кислот
Фенол Сине-зеленая Красная
Тимол Слабо-розовая Желтая
Резорцин Буровато-желтая Красная
Кислота салициловая Не окрашивается Не окрашивается
Кислота ацетилсалициловая Светло-желтая Белый осадок
Фенилсалицилат Зеленая Розовая
2.4 Реакции электрофильного замещения в сочетании с окислением
В связи с этим у препаратов, содержащих фенольный гидроксил, выделяют следующие реакции.
Реакции конденсации с альдегидами (с реактивом Марки)
При нагревании фенолов с реактивом Марки (раствором формальдегида в концентрированной серной кислоты) образуются бесцветные продукты конденсации, при окислении которых получаются интенсивно окрашенные соединения хиноидной структуры. Серная кислота играет в данной реакции роль дегидратирующего, конденсирующего средства и окислителя.
Методика. 10 мг препарата помещают на часовое или предметное стекло и добавляют 3 капли реактива Марки. При стоянии появляется красное окрашивание.
Нитрозирование (нитрозореакция Либермана). Реакция нитрозирования является разновидностью индофеноловой реакции:
Хиноксим взаимодействует с фенолом, находящимся в реакционной смеси, с образованием индофенола:
Методика. 0,01 г. препарата помещают на предметное стекло, смачивают 2-3 каплями 1% раствора натрия нитрита в концентрированной кислоте серной. Наблюдается окрашивание, изменяющееся при добавлении раствора щелочи (табл. 4.).
Таблица 4. Окраска индофенола
Лекарственное веществоБез добавления щелочиПри добавлении щелочи Фенол Темно-зеленая Вишнево-красная
Тимол Сине-зеленая Фиолетовая
Резорцин Фиолетово-черная Фиолетово-черная
Кислота салициловая Светло-коричневая, переходящая в фиолетовую Желтая
Кислота ацетилсалициловая Желтая Сиреневая
Мезатон Бурое Желто-бурое
Пиридоксина гидрохлорид Бесцветное Розовато-желтое, переходящее в буро-желтое.
3. Идентификация простой эфирной связи
спирт фенольный гидроксил эфирный
3.1 Реакции образования оксониевых солей с кислотой серной концентрированной
Методика. На часовое стекло или фарфоровую чашку наносят 3-4 капли кислоты серной концентрированной и прибавляют 0,05 г. димедрола, появляется желто-оранжевое окрашивание, постепенно переходящее в кирпично-красное. При добавлении воды окраска исчезает.
4. Идентификация альдегидной группы
.1 Реакции окисления альдегидов
Альдегиды превращаются в кислоты под влиянием окислителей. Они восстанавливают из растворов солей многие металлы (например, катионы Ag, Cu, Hg и др.), особенно в присутствии щелочи. Комплексные соединения этих металлов позволяют применять их в щелочной среде в виде растворов, из которых при действии на них альдегидов выделяются характерные осадки различного цвета.
Реакция с аммиачным раствором серебра нитрата (реакция «серебряного зеркала»)
Методика. К 2 мл раствора нитрата серебра прибавляют 10% раствор аммиака (~ 0,5 мл) до растворения образующегося при постепенном приливании раствора аммиака осадка, затем доливают раствор, содержащий ~ 0,01-0,005 г. вещества, при осторожном нагревании (лучше на водяной бане при температуре 50-60°С); выделяется металлическое серебро.
Реакция с реактивом Фелинга
Методика. К 2 мл раствора, содержащего около 0,01-0,005 г. вещества, приливают 5 мл раствора Фелинга, нагревают до кипения; образуется красно-оранжевый осадок.
Реакция с реактивом Несслера
Методика. К 2-3 каплям раствора альдегида прибавляют 2-3 капли реактива Несслера и нагревают. Выделяется бурый осадок металлической ртути.
4.2 Реакция нуклеофильного присоединения-отщепления
В качестве реагентов используются первичные амины (образуются основания Шиффа); гидрохлорид гидроксиламина (образуются оксимы).
Методика. К 1 мл раствора альдегида прибавляют 1 мл щелочного раствора гидроксиламина гидрохлорида. Постепенно выпадает осадок оксима.
.
.3 Реакции конденсации
Альдегиды в среде кислоты серной конденсируются с фенолами, образуются окрашенные хиноны.
5. Идентификация карбоксильной группы
.1 Реакция диссоциации - кислая среда
(метилоранж окрашивается в розовый цвет, лакмусовая бумага розовеет)
.2 Реакция образования сложных эфиров (этерификация)
Общий вид реакции:
Например, кислота бензойная образует сложный эфир (этилбензоат) в присутствии концентрированной серной кислоты.
5.3 Реакция с солями тяжелых металлов
При этом образуются: серебряные соли белого цвета; ртутные - серого цвета; соли железа (Ш) - розовато-жёлтого цвета - и др.; соли меди (П) - голубого или синего цвета;
кобальтовые - сиреневого или розового цветов.
Методика: К 5 мл теплого раствора никотиновой кислоты (1:100) приливают 1 мл раствора ацетата меди или сульфата меди, выпадает осадок синего цвета.
На бензоаты: с раствором хлорида окисного железа (III) образуется розовато-желтый осадок.
Методика. Препарат растворяют в щелочи, взбалтывают, разбавляют водой, фильтруют. К фильтрату прибавляют раствор хлорида окисного железа, образуется:
На салицилаты: раствором хлорида окисного железа (III) образуется фиолетовое окрашивание.
6. Идентификация сложноэфирной группы
.1 Реакции гидролиза
Препараты, содержащие в своей структуре сложноэфирную группу, подвергаются щелочному или кислотному гидролизу.
Реакции щелочного гидролиза. Под действием щелочей образуется соль органической кислоты и спирт.
Методика. 0,05 г. анестезина нагревают с 5 мл раствора едкого натра и приливают 0,1 н. раствор йода до неисчезающего желтого окрашивания; появляется запах йодоформа.
Реакции кислотного гидролиза. Под действием кислоты образуется органические кислоты
Методика. 0,2 г кислоты ацетилсалициловой помещают в фарфоровую чашку, добавляют 0,5 мл концентрированной кислоты серной, перемешивают и добавляют 1-2 капли воды; ощущается запах кислоты уксусной. Затем добавляют 1-2 капли формалина; появляется розовое окрашивание.
6.2 Гидроксамовая реакция
При взаимодействии с гидроксиламином в щелочной среде образуются гидроксамовые кислоты, которые после подкисления кислотой хлороводородной образуют окрашенные гидроксаматы с солями железа (III) или меди (II).
Методика. 0,1 г новокаина растворяют в 2 мл воды, прибавляют 2 мл щелочного раствора гидроксиламина, встряхивают 5 мин, прибавляют 2 мл разведенной кислоты хлороводородной и 0,5 мл 10% раствора железа (III) хлорида. Появляется вишневое окрашивание.
7. Идентификация лактонов
Лактонами называются внутренние сложные эфиры.
Гидроксамовая реакция
Методика: 0,02 г. препарата (пилокарпин) растворяют в 3 мл спирта 95%, прибавляют 1 мл щелочного раствора гидроксиламина, встряхивают, ставят на водяную баню на 5 минут. Затем добавляют 2 мл кислоты хлористоводородной разведенной, 0,5 мл 10% раствора железа (III) хлорида в 0,1 моль/л растворе кислоты хлористоводородной. Появляется красное или красно-фиолетовое окрашивание.
8. Идентификация первичной ароматической аминогруппы
.1 Реакция диазотирования с последующим азосочетанием (реакция образования азокрасителя)
Общим свойством первичных ароматических аминов является способность к образованию соли диазония и азокрасителей. Реакция образования соли диазония проводится с натрия нитритом в кислой среде. Ионы диазония, обладающие электрофильными свойствами, вступают с ароматическими соединениями (с фенолами или ароматическими аминами) в реакцию электрофильного замещения с образованием азокрасителя.
Реакция диазотироеания с последующим азосочетанием включены в раздел «Общие реакции на подлинность» ГФ XI и широко используются в внутриаптечном контроле.
Методика. 0,05 г. препарата растворяют в 1 мл разведенной хлористоводородной кислоты, если необходимо, нагревают, охлаждают во льду, прибавляют 2 мл 1% раствора нитрита натрия; полученный раствор прибавляют к 1 мл щелочного раствора β-нафтола, содержащего 0,5 г ацетата натрия; образуется осадок от желто-оранжевого до оранжево-красного цвета.
9. Идентификация имидной группы
.1 Реакция образования солей с тяжелыми металлами
Многие лекарственные вещества содержат в своей молекуле имидную группу, например, все сульфаниламидные препараты, производные барбитуровой кислоты, производные пурина (теофиллин, теобромин) и др.
Для всех этих соединений характерны реакции с солями тяжелых металлов с образованием окрашенных солей.
Методика. 0,05 г. препарата (если он нерастворим в воде, т.е. кислые формы) переводят в соли добавлением 0,1 н. раствора щелочи до едва заметного голубоватого окрашивания раствора (индикатор тимолфталеин) или приготавливают насыщенный раствор препарата в 0,1 н. растворе щелочи. После встряхивания полученной смеси ее фильтруют. Фильтрат нейтрализуют 0,1 н. раствором соляной кислоты до слабо-голубого окрашивания (индикатор - тимолфталеин). Полученный раствор разливают в три пробирки и в каждую прибавляют по 2-Зкапли растворов хлорида окисного железа, хлорида кобальта и сульфата меди соответственно. Образующиеся при этом окрашенные растворы или осадки приведены в табл. 5.
Таблица 5. Цветные реакции сульфаниламидных препаратов с солями тяжелых металлов
Препарат Окраска осадка или раствора от прибавления растворов
Хлорида окисного железа Хлорида кобальта Сульфата меди
Сульфацил Красноватое окрашивание раствора Розовое окрашивание раствора Голубой с зеленоватым оттенком осадок
Норсульфазол Светло-оранжевый осадок Осадок сиреневый, быстро переходящий в сине-фиолетовый Осадок грязно-фиолетового цвета, переходящий в темно-лиловый
Сульфадимезин То же Осадок сиреневого цвета Осадок желто-зеленого цвета, переходящий в красно-бурый
Сульгин Раствор желтого цвета Раствор розового цвета. Раствор голубого цвета.
Этазол Осадок светло-оранжевого цвета Осадок белого цвета при стоянии темнеющий Осадок травянисто-зеленого, переходящий в темный цвет
Фталазол - - Осадок серо-грязно-фиолетовый
Список литературы
Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч. Ч. I. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. - М.: Высш. шк.; 1993. - 432 с.
Глущенко Н.Н. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Н.Н. Глущенко, Т.В. Плетенева, В.А. Попков; Под ред. Т.В. Плетеневой. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 384 с.
Государственная фармакопея российской федерации / «Издательство «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008. - 704 с.
Государственная фармакопея СССР: Вып. I. Общие методы анализа/ МЗ СССР. -11-е изд., доп. - М: Медицина, 1987. - 336 с.
Органическая химия: Учеб. Для вузов: В 2 кн. / В.Л. Белобородое, С.Э. Зурабян, А.П. Лузин, Н.А. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2003. - Кн. 1: Основной курс. - 640 с.
Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: Учебное пособие / Аксенова Э.Н., Андрианова О.П., Арзамасцев А.П. и др. / Под ред. А.П. Арзамасцева. - М.: Медицина, 2004. - 384 с.