Современные методы фармоцевтического анализа

 

 

Этот же процесс лежит в основе взаимодействия реактива Несслера с альдегидами:

 

 

Реакция окисления альдегидов лежит в основе использования реактива Фелинга, представляющего собой смесь отдельно приготавливаемых растворов сульфата меди и калий-натриевой соли винной кислоты. В щелочной среде при нагревании в присутствии альдегидов образуется красный осадок оксида меди (I). Общая схема этой реакции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Испытание на специфические примеси

К числу специфических примесей относят присущие только определенному ЛВ исходные или промежуточные продукты синтеза, продукты разложения, сопутствующие биологически активные вещества (алкалоиды, гормоны, белки, полисахариды и др.). Они могут влиять на фармакологический эффект или оказывать токсическое действие. Несмотря на многообразие химической структуры специфических примесей, для их обнаружения используют несколько основных способов:

Использование специфической примеси в качестве эталона и фотометрическое или нефелометрическое определение ее содержания по отношению к этому эталону.

Использование способов, основанных на избирательном взаимодействии примеси с каким-либо реактивом и последующем ее определении.

Экстрагирование (отделение) примеси с помощью несмешивающихся растворителей (вода-эфир), отгонка растворителя и гравиметрическое, титриметрическое или фотометрическое ее определение.

Разделение и исследование примесей с помощью хроматографических методов (ТСХ, бумажная хроматография).

Испытания на чистоту, основанные на использовании ВЭЖХ, ГЖХ и их сочетания с другими методами (спектрофотометрия, масс-спектроскопия, полярография).

 

 Химические  методы определения лекарственных  веществ

Методики, основанные на использовании химических методов, включены в ОФС и ФС (ФСП). Наиболее широко для количественного определения ЛВ применяют титриметрическис методы анализа. Значительно реже используют гравиметрический метод, газометрический метод и элементный анализ[8].

Гравиметрический метод основан на измерении массы вещества. Сущность определения состоит в последовательном выполнении реакции осаждения, отделении, высушивании и взвешивании осадка. ГФ рекомендует гравиметрию для количественного определения барбитуратов, солей хинина, других ЛВ в виде органических оснований или нерастворимых в воде продуктов реакции (пикратов, кремниевольфраматов и др.) [13].

Газометрический метод основан на взаимодействии испытуемого ЛВ с поглотительным раствором, содержащим количественно реагирующие с ним компоненты. Применяют для определения газообразных ЛВ (кислород, оксид азота, циклопропан и др.) [13].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3.

  3.1 Осадительное титрование

 

Аргентометрия основана на реакциях осаждения галогенидов (Hal-) титрованным раствором нитрата серебра:

 

 

При прямом аргентометрическом титровании используют индикатор хромат калия (метод Мора) или адсорбционные индикаторы (метод Фаянса), При обратном титровании (метод Фольгарда) индикатором служат железоаммониевые квасцы, а избыток нитрата серебра определяют роданометрическим (тиоцианатометрическим) методом[10].

Тиоцианатометрия основана на реакции осаждения иона серебра тиоцианатом аммония (индикатор — железоаммониевые квасцы) [10]:

 

 

Меркуриметрия основана на образовании малодиссоциированных соединений ртути (II):

 

 

При титровании хлоридов индикатором служит дифенилкарбазид или дифенилкарбазон:

 

 

При титровании йодидов конечную точку титрования устанавливают по выпадению красного осадка йодида ртути (II) вследствие разрушения образующегося при титровании тетрайодомеркурат-иона:

 

 

Меркурометрия — метод определения галогенидов, образующих малорастворимые соединения с катионами ртути (I). Титрантом служит раствор 0,1М раствор Hg2(NO3)2; индикатор — тиоцианат железа, который обесцвечивается в точке эквивалентности вследствие образования тиоцианата ртути (I) [12].

 

 

 

 

 

3.2 Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)

 

Титрование в водной среде

Ацидиметрия используется для определения натриевых (калиевых) солей неорганических и органических кислот, а также органических оснований. Титрант— раствор хлороводородной кислоты:

Алкалиметрия используется для определения неорганических и органических кислот, а также солей органических оснований с различными кислотами:

 

Косвенная (заместительная) нейтрализация основана на реакции осаждения ионами серебра органических оснований, содержащих в молекуле вторичную аминогруппу или меркаптогруппу:

 

 

Выделившуюся кислоту титруют алкалиметрическим методом.

Оксимный метод также основан на косвенной нейтрализации эквивалентного количества хлороводородной кислоты, выделившейся при взаимодействии гидроксиламина гидрохлорида с кетопроизводными:

 

 

Этерификация в сочетании с алкалиметрией используется при определении спиртов и фенолов. Их ацетилируют уксусным ангидридом, а его избыток гидролизуют до уксусной кислоты, которую затем оттитровывают раствором гидроксида натрия:

 

 

Параллельно выполняют контрольный опыт с тем же количеством уксусного ангидрида.

Гидролиз сложных эфиров в сочетании с ацидиметрией. Сложные эфиры гидролизуют титрованным раствором гидроксида натрия, избыток которого титруют хлороводородной кислотой:

 

Пиролиз может быть выполнен в кислой среде:

 

 

Образовавшуюся при гидролизе органическую кислоту можно извлечь эфиром и оттитровать алкалиметрическим методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3 Титрование в смешанных растворителях

 

Используют в тех случаях, когда ЛВ плохо растворяются в воде или водные растворы имеют слабо выраженные кислотные (щелочные) свойства. Они усиливаются в присутствии этанола (ацетона).

Титрование в воде в присутствии несмешивающихся с ней эфира или хлороформа используют для извлечения органического основания или кислоты из водной фазы, что исключает их влияние на результаты титрования.

Титрование н среде неводных растворителей (неводное титрование)

Метод позволяет количественно определить органические вещества, проявляющие в водной среде очень слабые основные или кислотные свойства. В качестве титрантов используют растворы сильных кислот или сильных оснований[16].

Неводное титрование органических оснований и их солей выполняют, используя в качестве растворителей безводные уксусную кислоту, уксусный ангидрид, муравьиную кислоту или их сочетания. Титрантом служит раствор хлорной кислоты, индикаторами — кристаллический фиолетовый, метиловый оранжевый.

Титрование слабых органических оснований хлорной кислотой в среде ледяной уксусной кислоты включает несколько этапов[16]:

Растворение HClO4 в ледяной СНзСООН:

 

 

Растворение основания в ледяной СНзСООН:

 

 

Взаимодействие ацетоний- и ацетат-ионов:

 

 

Взаимодействие протонированного амина с хлорат-ионом:

 

 

Очень слабые органические основания (рК> 12) необходимо титровать хлорной кислотой в среде уксусного ангидрида £УА), т.к. он более активно (чем ледяная уксусная кислота) усиливает основные свойства аминов.

Взаимодействие НСlO4 с УА:

 

 

Растворение амина в УА:

 

 

Взаимодействие кислоты с основанием:

4. Взаимодействие  ацетилий-иона с хлорат-ионом:

 

Соли органических оснований с галогеноводородными кислотами (ЯзЫ • НХ) проявляют кислотные свойства даже в неводной среде. Поэтому их титруют в присутствии ацетата ртути (II), который нейтрализует галогенпроизводную кислоту. Малодиссоциированные галогениды ртути (HgX2) и (СНзСОО) не мешают определению. Образующийся ацетат органического основания оттитровывают хлорной кислотой:

 

 

Неводное титрование галогеноводородов может быть выполнено без добавления ацетата ртути, если в качестве протогенных растворителей использовать безводную муравьиную кислоту в присутствии уксусного ангидрида.

Неводное титрование органических веществ, проявляющих кислотные свойства (фенолы, барбитураты, карбоновые кислоты, сульфаниламиды и др.), выполняют, используя в качестве растворителя диметилформамид или его смесь с бензолом. Титрантом служит раствор гидроксида натрия в смеси метанола и бензола или раствор метилата натрия. В качестве индикатора используют тимоловый синий.

Суммарно процесс нейтрализации фенолов (енолов) можно представить так:

 

 

 

 

 

3.4 Окислительно-восстановительное титрование

 

Йодометрия — метод, основанный на окислительных свойствах йода и восстановительных свойствах йодид-ионов[16]:

 

 

Титрант — раствор йода (индикатор — крахмал) используют для прямого титрования неорганических и органических веществ, способных окисляться или образовывать с йодом продукты присоединения или замещения. Используют также обратное йодометрическое титрование. При этом избыток йода титруют 0,1 М раствором тиосульфата натрия:

 

 

Восстановительные свойства йодида калия используют для количественного определения веществ, обладающих окислительными свойствами. Выделившееся эквивалентное количество йода оттитровывают тиосульфатом натрия.

Используют также сочетание реакции замещения (получение нерастворимых в воде моно-, ди- и трийодпроизводных) и обратной йодометрии. Йодпроизводные отфильтровывают, а в фильтрате определяют избыток титрованного раствора йода. Аналогичным образом используют реакцию образования полийодидов и органических оснований. При выполнении определения необходимо учитывать влияние рН среды.

Йодхлорометрия — отличается от йодометрии использованием в качестве титранта не раствора йода, а более устойчивого раствора йодмонохлорида. Аналогично йоду йодмонохлорид образует йодпроизводные органических оснований. Избыток титранта устанавливают йодометрически:

 

Йодатометрия основана на окислении органических соединений йодатом калия. Избыток титранта устанавливают йодометрически:

 

 

Бромид-броматометрия основана на использовании окислительных свойств или реакции замещения моно-, ди- или трибромпроизводных) за счет образующегося свободного брома:

 

 

Индикаторами при прямом титровании служат азокрасители, которые обесцвечиваются бромом. В случае обратного титрования эквивалентную точку устанавливают йодометрически по избытку титранта (бромата калия).

Перманганатометрия основана на использовании окислительных свойств титранта — перманганата калия в кислой среде:

Индикатором при прямом титровании служит сам титрант (появляется фиолетовое окрашивание), а при обратном титровании избыток титранта устанавливают йодометрическим методом.

Цериметрия основана на использовании окислительных свойств титранта — соли церия (IV), который в кислой среде восстанавливается до церия (III):

Индикатором служат дифениламин, о-фенантролин, а при обратном титровании избыток титранта устанавливают йодометрически:

3.5 Нитритометрия

 

Метод количественного определения первичных и вторичных ароматических аминов, основанный на использовании титранта — раствора нитрита натрия в присутствии бромида натрия:

 

 

В этих условиях с первичными ароматическими аминами образуются диазосоединения (в кислой среде):

Вторичные ароматические амины в тех же условиях образуют Ы-нитрозосоединения:

Эквивалентную точку устанавливают различными путями: потенциометрически, с помощью указанных в ФС внутренних индикаторов (тропеолин 00, нейтральный красный), с внешним индикатором (йодкрахмальная бумага). Титрование с йодкрахмальной бумагой ведут до тех пор, пока капля титруемого раствора, взятая через 1 мин после прибавления титранта, не вызовет тотчас же посинение бумаги:

На результаты определения влияют температура (смесь охлаждают до 5-15°С), концентрация хлороводородной кислоты, природа растворителя.

При использовании внутренних индикаторов наблюдают изменение их окраски в эквивалентной точке[5].

 

 

3.6 Элементный анализ

 

Определение азота в органических соединениях (метод Кьельдаля)

Метод основан на предварительной минерализации азотсодержащего органического соединения до гидросульфата аммония. Определение выполняют с помощью прибора, состоящего из колбы Кьельдаля, парообразователя, холодильника, приемника. Оно состоит из нескольких стадий.

Минерализация (нагревание с конц. Н2S04):

Разложение гидроксидом натрия и отгонка образующегося аммиака в приемник:

Взаимодействие в приемнике с борной кислотой с образованием тетрагидроксибората аммония:

Титрование отгона ОДМ раствором хлороводородной кислоты:

Параллельно выполняют контрольный опыт (без анализируемого вещества) для повышения точности результатов анализа.

Для определения веществ, содержащих в молекуле амидную группу, используют упрощенный вариант метода Кьельдаля, исключающий стадию минерализации. Методика сводится к гидролизу амида в колбе Кьельдаля 30% раствором гидроксида натрия, отгонке выделяющегося аммиака или амина в приемник и титровании отгона 0,1 М хлороводородной кислотой[14].

 

3.7 Метод сжигания в колбе с кислородом

 

Используется для анализа ЛВ, содержащих в молекуле галогены, серу, фосфор. Сжигание проводят в колбе из термоникого стекла, наполненной кислородом. В пробку колбы впаяна платиновая или нихромовая проволока, заканчиваются спиралью (держатель), в которую помещают точную навеску ЛВ, завернутую в фильтровальную бумагу. На дно колбы вливают поглощающую жидкость. По окончании сжигания колбу оставляют на 30-60 мин, периодически перемешивая. После этого химическим или физико-химическим методом идентифицируют или определяют образовавшиеся ионы.