Kwas salicylowy fenolokwaschefa.ump.edu.pl/media/uid/a-_c9dbee8cc-__23931/6a8371.pdf · Kwasy...
Transcript of Kwas salicylowy fenolokwaschefa.ump.edu.pl/media/uid/a-_c9dbee8cc-__23931/6a8371.pdf · Kwasy...
1
Opracowanie: prof. dr hab. Beata J. Stanisz
na podstawie Oceny jakości substancji i produktów leczniczych – podręcznik dla studentów farmacji pod
red. M. Zając i A. Jelińskiej, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Medycznego im. Karola
Marcinkowskiego w Poznaniu, 2010
Reaktywność grup funkcyjnych w surowcach farmaceutycznych
i w preparatach gotowych – ocena metodami klasycznymi
Kwasy karboksylowe
Wprowadzenie
Kwasy karboksylowe zawierające jedną grupę karboksylową –COOH wykazują odczyn słabo
kwasowy (pH 4,0–6,0), natomiast te, które zawierają dwie lub więcej grup karboksylowych
(kwas cytrynowy, kwas mlekowy, kwas winowy) są silniejszymi kwasami (pH < 4).
Rozpuszczalność kwasów karboksylowych za leży od obecności w ich cząsteczkach grup
funkcyjnych oraz łańcucha węglowego lub pierścienia aromatycznego.
Kwasy karboksylowe, w których grupa karboksylowa związana jest z ugrupowaniem
aromatycznym trudno rozpuszcza ją się w wodzie (kwas benzoesowy) lub praktycznie są
nierozpuszczalne w wodzie (kwas nalidyksowy).
Alkoholokwasy są na ogół łatwo rozpuszczalne w wodzie. Sole kwasów
karboksylowych z jonami litowców (benzoesan sodu, salicylan sodu) rozpuszcza ją się łatwiej
w wodzie, natomiast większość soli me-tali ciężkich (glukonian żelaza) jest dość trudno
rozpuszczalna w wodzie. Kwasy karboksylowe rozpuszczają się w rozcieńczonych
roztworach wodorotlenków litowców.
W celu potwierdzenia tożsamości i/lub budowy chemicznej kwasów karboksylowych wykonuje się:
badania właściwości fizykochemicznych (temperatury topnienia, gęstości względnej – kwas
mlekowy, skręcalności optycznej),
reakcje chemiczne (grupy karboksylowej, innych ugrupowań w cząsteczce, jonów metali (sole
kwasów karboksylowych) ,
analizę spektroskopową (UV, IR, NMR, MS),
analizę chromatograficzną (TLC – diklofenak sodu, glukonian wapnia); w metodzie TLC
potwierdza się zgodność położenia, zabarwienia i wielkości i plamy głównej na
chromatogramie roztworu badanego z plamą główną na chromatogramie roztworu
porównawczego.
Temperatura topnienia, gęstość względna, skręcalność optyczna są parametrami potwierdzającymi nie
tylko tożsamość substancji leczniczej ale także czystość substancji badanej.
2
Analiza 1.
ACIDUM SALICYLICUM - Kwas salicylowy
Syn.: Salicylic acid; Salicylique (acide)
Nazwa chemiczna: Kwas 2-hydroksybenzenokarboksylowy.
Wzór sumaryczny: C7H6O3
Wzór strukturalny:
m. cz. 138,1
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny proszek albo białe lub bezbarwne, igiełkowate
kryształy.
Rozpuszczalność: substancja trudno rozpuszczalna w wodzie, łatwo rozpuszczalna w etanolu (96%),
dość trudno rozpuszczalna w chlorku metylenu.
TOZSAMOŚĆ
1. Reakcja z FeCl3
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
Rozpuścić ok. 30 mg substancji w 5 ml roztworu wodorotlenku sodu (0,05 mol/)l RM,
zobojętnić, jeżeli to konieczne, i uzupełnić wodą do 20 ml. Do 1 ml roztworu dodać 0,5 ml
3
roztworu chlorku żelaza(III) (105 g/l). Powstaje fioletowe zabarwienie, utrzymujące się po
dodaniu 0,1 ml kwasu octowego (300 g/l).
2. Reakcja z odczynnikiem Marquisa
Komentarz
Kondensacja z aldehydami – reakcja z odczynnikiem Marquisa (aldehyd mrówkowy w
stężonym kwasie siarkowym).
Kondensacja fenoli z aldehydami zachodzi zarówno w środowisku kwasowym, jak i
zasadowym. Pierwotne produkty kondensacji w środowisku kwasowym powstają w wyniku
przyłączenia się cząsteczki fenolu czynnym położeniem C–2, C–6 lub C–4 do cząsteczki
aldehydu. W odpowiednio dobranych warunkach z 1 cząsteczką aldehydu reagują 2
cząsteczki fenolu, tworząc difenylometan, który w środowisku 96% kwasu siarkowego łatwo
utlenia się tworząc produkty utlenienia o charakterze wolnych rodników, o zabarwieniu od
czerwonego do fioletowego.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
Ogrzać 0,1 g substancji z 1 ml odczynnika Marquisa OD, powstaje czerwone zabarwienie.
Analiza 2.
ACIDUM ACETYLSALICYLICUM - Kwas acetylosalicylowy
Syn.: Acetylsalicylic acid; Acétylsalicylique (acide)
Nazwa chemiczna: Kwas 2-(acetyloksy)benzoesowy.
Wzór sumaryczny: C9H8O4 (m. cz. 180,2).
4
Wzór strukturalny:
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy.
Rozpuszczalność: substancja trudno rozpuszczalna w wodzie, łatwo rozpuszczalna w etanolu
(96%).
TOŻSAMOŚĆ
1. Reakcja z FeCl3 (Mechanizm reakcji przy kwasie salicylowym)
Wykonania badania
I sposób
ok. 50 mg substancji ogrzać w 10 ml wody i ochłodzić. Do 1 ml roztworu dodać 0,5 ml
roztworu chlorku żelaza(III) (105 g/l). Powstaje fioletowe zabarwienie, utrzymujące się po
dodaniu 0,1 ml kwasu octowego (300 g/l).
II sposób
Do 50 mg substancji dodać 10 ml wody i wytrząsać 20 min, przesączyć, jeśli konieczne. Do 1
ml roztworu lub przesączu dodać 0,5 ml roztworu chlorku żelaza(III) (105 g/l).
2. Reakcja z odczynnikiem Marquisa OD
Komentarz i mechanizm reakcji opisano przy monografii kwasu salicylowego
Wykonania badania
Ogrzewać 0,1 g substancji z 1 ml odczynnika Marquisa OD, powstaje czerwone zabarwienie.
3. Reakcja estryfikacji
Komentarz
Kwasy karboksylowe (np.acetylosalicylowy, octowy, benzoesowy, salicylowy) po ogrzaniu z
alkoholami w środowisku silnie kwasowym (H2SO4) tworzą estry, lotne z parą wodną, o
charakterystycznym zapachu (np. octan etylu, salicylan metylu).
5
Wykonania badania
Do 0,1 g substancji dodać 2 ml etanolu (50%) i 1 ml kwasu siarkowego (96%) i ogrzewać,
wydziela się charakterystyczny zapach.
Aminokwasy
Aminokwasy aromatyczne
Analiza 3.
ACIDUM AMINOBENZOICUM - Kwas 4-aminobenzoesowy
Syn.: 4-Aminobenzoic acid; 4-Aminobenzoïque (acide)
Nazwa chemiczna: kwas 4-aminobenzoesowy
Wzór sumaryczny: C7H7NO2
Wzór strukturalny:
Masa molowa: (m. cz. 137,1).
Wygląd: biały lub jasnożółty, krystaliczny proszek.
Rozpuszczalność: substancja trudno rozpuszczalna w wodzie, łatwo rozpuszczalna w etanolu
(96%). Substancja rozpuszcza się w rozcieńczonych roztworach wodorotlenków litowców.
TOŻSAMOŚĆ
1. Reakcja kondensacji z dimetyloaminobenzaldehydem (odczynnik Ehrlicha)
Komentarz
W wyniku kondensacji I-rzędowych amin z aldehydami powstają zasady Schiffa. Z
dimetyloamino-benzaldehydem w środowisku kwasowym (odczynnik Ehricha) powstaje
pomarańczowy osad lub pomarańczowe/czerwone zabarwienie.
Mechanizm reakcji
6
Aminokwas Odczynnik Produkt kondensacji
aromatyczny Ehricha
Wykonania badania
10 mg substancji rozpuścić w 2,0 ml kwasu solnego (3 mol/l), dodać 1,0 ml roztworu azotynu
sodu (100 g/l), dodać 3,0 ml roztworu -naftolu (10 g/l); powstaje czerwony osad, który
rozpuszcza się w 5 ml roztworu wodorotlenku sodu (1 mol/l).
2. Reakcja z odczynnikiem FeCl3
Wykonanie badania
20 mg substancji rozpuścić w 5 ml wody, dodać 0,5 ml roztworu chlorku żelaza(III) (105 g/l).
Powstaje ciemno-brunatne zabarwienie.
3. Reakcja z kwasem azotowym
Komentarz
Pierwszorzędowe aminy aromatyczne tworzą z kwasem azotawym (w niskiej temperaturze)
sole diazoniowe.
Mechanizm reakcji
W analizie wykorzystuje się ich reaktywność po-legającą na sprzęganiu z fenolami (pH 9–10)
lub aminami aromatycznymi (pH 5–9). Produkty sprzęgania (związki diazowe) mają
zabarwienie czerwone.
Mechanizm reakcji
7
Wykonanie badania
10 mg substancji rozpuścić w 2,0 ml kwasu solnego (3 mol/l), dodać 1,0 ml roztworu azotynu
sodu (100 g/l), dodać 3,0 ml roztworu -naftolu (10 g/l); powstaje czerwony osad, który
rozpuszcza się w 5 ml roztworu wodorotlenku sodu (1 mol/l)
Aminokwasy alifatyczne
Wprowadzenie
Aminokwasy, w zależności od wartości pH roztworu, mogą występować w postaci
kationowej, jonu obojnaczego lub anionowej. Jon obojnaczy (sól wewnętrzna) jest najtrudniej
rozpuszczalny.
Aminokwasy z aromatyczną grupą aminową (np. kwas aminobenzoesowy, kwas 4-
aminosalicylowy,) nie tworzą jonów obojnaczych.
Aminokwasy są nielotnymi, krystalicznymi ciałami stałymi. –Aminokwasy (glicyna) mają
postać białego lub prawie białego, krystalicznego proszku, lub bez-barwnych kryształów.
Analiza 4.
GLICYNA - Glicyna
Wzór sumaryczny: C2H5NO2
m.cz. 75,07
wzór strukturalny:
Nazwa chemiczna: kwas aminooctowy
8
TOZSAMOŚĆ
1. Reakcja z ninhydryną
Komentarz
Ninhydryna (2,2-dihydroksy-1,3-indandion = 1) podczas ogrzewania ulega dehydratacji do
triketohydrindanu – 2, który reaguje z cząsteczką aminokwasu. Produkt kondensacji (3) ulega
dekarboksylacji. Utworzona zasada Schiffa (4) hydrolizuje do związku 5 i odpowiedniego
aldehydu (RCHO). Związek 5 reaguje z cząsteczką triketohydrindanu (2) tworząc produkt 6
(purpura Ruhemanna) o zabarwieniu purpurowym ( maks = 570 nm).
W monografiach farmakopealnych reakcja z ninhydryną stosowana jest do
potwierdzania tożsamości i w badaniu czystości aminokwasów metodą TLC. Reakcja ta jest
także wykorzystywana do po-kolumnowej derywatyzacji aminokwasów w chromatografii
jonowymiennej.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
5 mg substancji rozpuścić w 2 ml wody lub etanolu (96%), dodać 1 ml roztworu ninhydryny
OD i ogrzewać 5 min w temp. 80oC.
2. Reakcja z jonami miedzi(II)
Glicyna z jonami miedzi tworzą kompleks o zabarwieniu niebieskim lub niebieskofioletowym
9
Barwny kompleks
Wykonanie badania
Do 2 ml roztworu substancji (50 mg/ml) dodać 0,5 ml roztworu siarczanu miedzi(II) (125 g/l)
i 1 ml roztworu wodorotlenku sodu (1 mol/l) RM; powstaje zabarwienie niebieskie lub
niebieskofioletowe.
Sole kwasów hydroksylowych
Analiza 5.
CALCII LACTAS MONOHYDRICUS - Wapnia mleczan jednowodny
Syn.: Calcium lactate monohydrate; Calcium (lactate de) monohydraté
Wzór strukturalny: C6H10CaO6, H2O
Wzór strukturalny:
Masa molowa 236,0
Nazwa chemiczna: Wapnia bis(2-hydroksyproponian) jednowodny lub mieszanina wapnia
(2R)-, (2S)- i (2RS)-2-hydroksy-propionianów jednowodnych.
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny lub granulowany proszek.
Rozpuszczalność: substancja rozpuszczalna w wodzie, łatwo rozpuszczalna we wrzącej
wodzie, bardzo trudno rozpuszczalna w etanolu (96%).
10
TOŻSAMOŚĆ
1. Substancja wykazuje reakcję na wapń
W reakcji jonów wapnia z heksacyjanożelazianem(II) potasu i chlorkiem amonowym wytrąca
się biały, krystaliczny osad Ca(NH4)2[Fe(CN)6].
Mechanizm reakcji
Wykonania badania
Rozpuścić ok. 20 mg substancji badanej lub podaną ilość w 5 ml kwasu octowego (300 g/l).
Dodać 0,5 ml roztworu heksacyjanożelazianu(II) potasu (53 g/l). Roztwór pozostaje
przezroczysty. Dodać ok. 50 mg chlorku amonowego. Powstaje biały, krystaliczny osad.
2. Rozkład alkoholokwasów do aldehydów i ich kondensacja z fenolami
α-Hydroksykwasy ogrzewane z kwasem siarkowym tworzą aldehydy lub ketony o jednym
atomie węgla mniej w cząsteczce, odszczepiając kwas mrówkowy.
Mechanizm reakcji
Semialdehyd kwasu malonowego
Powstające aldehydy wykrywa się w reakcji z rezorcynolem lub β-naftolem. Produkty
kondensacji aldehydów z rezorcynolem wykazują zabarwienie czerwone.
11
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
Do 50 mg soli sodowej kwasu mlekowego dodać 50 mg rezorcynolu i 1 ml stężonego kwasu
siarkowego (96% m/m) i łagodnie ogrzać. Powstaje czerwone zabarwienie.
3. Reakcja z FeCl3
Komentarz
Alkoholokwasy i ich sole tworzą z jonami Fe(III) kompleksy o zabarwieniu żółtym lub
zielonkawym.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
Rozpuścić 20 mg substancji w 1 ml wody, ogrzewając. Roztwór ochłodzić i dodać 0,2 ml
roztworu chlorku żelaza(III) (105 g/l). Powstaje żółte lub zielonkawe zabarwienie
intensywniejsze niż zabarwienie mieszaniny 1 ml wody i 0,1 ml roztworu chlorku żelaza(III)
(105 g/l).
4. Reakcja jodoformowa
Mechanizm reakcji
12
Wykonanie badania
50 mg substancji rozpuścić w 2 ml wody, dodać 1 ml roztworu wodorotlenku sodu (85 g/l), i
po 0,2 ml roztworu jodu OD1 do jasnożółtego zabarwieni, i ogrzać do temp. 60oC. Wydziela
się zapach jodoformu. Po ochłodzeniu wydziela się żółty, krystaliczny osad jodoformu.
Fenole
Analiza 6
PARACETAMOLUM - Paracetamol
Syn.: Paracetamol Paracetamol
Nazwa chemiczna: N-(4-Hydroksyfenylo)acetamid
Wzór sumaryczny: C8H9NO2
Wzór strukturalny:
m. cz. 151,2.
13
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny proszek.
Rozpuszczalność: substancja dość trudno rozpuszczalna w wodzie, łatwo rozpuszczalna w
etanolu (96%), bardzo trudno rozpuszczalna w chlorku metylenu.
TOZSAMOŚĆ
1. Reakcja z chlorkiem żelaza(III)
Komentarz
Większość pochodnych fenolu tworzą z chlorkiem żelaza(III) barwne związki kompleksowe.
Zabarwienie to może być nietrwałe i powinno być obserwowane bezpośrednio po dodaniu
odczynnika.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
1. Paracetamol in pure
50 mg paracetamolu rozpuścić w 5 ml wody dodać 0,1 ml roztworu chlorku żelaza(III) (13
g/l); powstaje niebieskie zabarwienie.
2. Paracetamol – granulat
Ilości preparatu odpowiadającej 50 mg paracetamolu wytrząsać z 5 ml wody 5 min,
przesączyć, do przesączu dodać 0,1 ml roztworu chlorku żelaza(III) (13 g/l).
3. Paracetamol – tabletki
Ilości preparatu odpowiadającej 50 mg paracetamolu wytrząsać z 5 ml wody 10 min,
przesączyć, do przesączu dodać 0,1 ml roztworu chlorku żelaza(III) (13 g/l).
4. Paracetamol – syrop
Do 1,0 ml preparatu dodać 5 ml wody, zmieszać, następnie dodać 0,1 ml roztworu chlorku
żelaza(III) (13 g/l).
5. Paracetamol - czopki
Do masy rozdrobnionego preparatu, odpowiadającej 0,2 g paracetamolu, dodać 20 ml wody,
ogrzać do temp. 90oC, wytrząsać 5 min, oziębić w wodzie z lodem i przesączyć. Do 10 ml
przesączu dodać 0,1 ml roztworu chlorku żelaza(III) (50 g/l.
2. Reakcja z odczynnikiem Marquisa
Komentarz reakcji opisano przy monografii kwasu salicylowego
14
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
1. Paracetamol in pure
50 mg substancji ogrzać z 1 ml odczynnika Marquisa OD (CH2O + H2SO4.
2. Paracetamol – granulat
Ilości preparatu odpowiadającej 50 mg paracetamolu ogrzać z 1 ml odczynnika Marquisa OD
(CH2O + H2SO4).
3. Paracetamol – tabletki
Ilości preparatu odpowiadającej 50 mg paracetamolu ogrzać z 1 ml odczynnika Marquisa OD
(CH2O + H2SO4).
4. Paracetamol – syrop
Ilości preparatu odpowiadającej 50 mg paracetamolu ogrzać z 1 ml odczynnika Marquisa OD
(CH2O + H2SO4).
5. Paracetamol - czopki
Ilości preparatu odpowiadającej 50 mg paracetamolu ogrzać z 1 ml odczynnika Marquisa OD
(CH2O + H2SO4).
Zasady organiczne
Wprowadzenie
Ksantyna jest pochodną puryny, która jest zbudowana ze skondensowanych pierścieni
pirymidyny i imidazolu. W lecznictwie znalazły zastosowanie:
1,3,7-tripodstawione pochodne ksantyny (diprofilina, etofilina, kofeina, pentoksyfilina,
proksyfilina),
1,3- lub 3,7-dipodstawione pochodne ksantyny (teobromina, teofilina),
1,3,8-tripodstawione pochodne ksantyny (8–chloroteofilina).
15
Właściwości kwasowo-zasadowe
Właściwości kwasowe dimetyloksantyn warunkują:
rozpuszczalność w roztworach wodorotlenków litowców,
odbarwianie słabo zasadowego roztworu fenoloftaleiny (teofilina na zimno, teobromina po
ogrzaniu),
reakcję z AgNO3 w środowisku kwasowym oraz amoniakalnym; wytrącają się trudno
rozpuszczalne sole srebra.
Właściwości zasadowe dimetyloksantyn warunkują:
rozpuszczalność w rozcieńczonych kwasach mineralnych,
reakcję z roztworem taniny; powstaje biały obfity osad, rozpuszczalny w nadmiarze
taniny,
reakcję z nadjodkiem potasu (KI3) w środowisku kwasowym; powstaje brunatny osad
nadjodku, rozpuszczalny w rozcieńczonym roztworze wodorotlenku sodu (85 g/l).
Analiza 7.
COFFEINUM - Kofeina
Syn.: Caffeine; Caféine
Nazwa chemiczna: 1,3,7-Trimetylo-3,7-dihydro-1H-puryno-2,6-dion.
Wzór strukturalny
Wzór sumaryczny: C8H10N4O2
m. cz. 194,19
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub jedwabiste białe, lub prawie białe
kryształy.
Rozpuszczalność: substancja dość trudno rozpuszczalna w wodzie, łatwo rozpuszczalna we
wrzącej wodzie, trudno rozpuszczalna w etanolu (96%). Substancja rozpuszcza się w
stężonych roztworach benzoesanów lub salicylanów litowców. Substancja łatwo sublimuje.
16
TOZSAMOŚĆ
Substancja wykazuje reakcję na ksantyny
1. Reakcja mureksydowa
Komentarz
Reakcja mureksydowa polega na utlenianiu po-chodnych ksantyny (I) do pochodnych
alloksanu (II) i kwasu 5-aminobarbiturowego (IV), które następnie tworzą metylowe
pochodne kwasu purpurowego (o zabarwieniu czerwonożółtym). Po dodaniu wodorotlenku
amonowego powstają odpowiednie sole amonowe (metylowe pochodne mureksydu) o za-
barwieniu purpurowoczerwonym. W wyniku utlenienia teofiliny i jej pochodnych powstaje
tetrametylomureksyd, a produktem analogicznych reakcji teobrominy jest dimetylomureksyd.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
Zmieszać 10 mg substancji z 1 ml nadtlenku wodoru (30 g/l), 1 ml kwasu solne-go (220 g/l) i
odparować na łaźni wodnej; czerwonożółta pozostałość, po dodaniu 0,1 ml wodorotlenku
amonowego (96 g/l), zabarwia się na czerwono-fioletowo.
17
2. Reakcja z roztworem jodu
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
Do 2 ml nasyconego roztworu substancji dodać 0,05 ml roztworu jodu i jodku potasu OD.
Roztwór pozostaje przezroczysty. Dodać 0,1 ml rozcieńczonego kwasu solnego (73 g/l).
Powstaje brunatny osad. Zobojętnić rozcieńczonym roztworem wodorotlenku sodu (85 g/l);
osad rozpuszcza się
Reakcja specyficzna kofeiny
Komentarz
W środowisku zasadowym kofeina hydrolizuje do kofeidyny (2), która z acetyloacetonem
tworzy pochodną enaminową (3), a ta reaguje z dimetyloaminobenzaldehydem dając produkt
o zabarwieniu niebieskim.
Wykonanie badania
W probówce z doszlifowanym korkiem szklanym rozpuścić 10 mg substancji w 0,25 ml
mieszaniny 0,5 ml acetyloacetonu i 5 ml rozcieńczonego roztworu wodorotlenku sodu (85
g/l). Ogrzewać 7 min w łaźni wodnej o temp 80oC. Ochłodzić i dodać 0,5 ml roztworu
dimetyloamino-benzaldehydu OD2. Ponownie ogrzewać 7 min w łaźni wodne j o temp 80oC.
Pozostawić do ochłodzenia i dodać 10 ml wody. Powstaje intensywne niebieskie zabarwienie.
18
Analiza 8
THEOPHYLLINUM - Teofilina
Teofilina
Theophylline; Théophylline
Nazwa chemiczna: 1,3-Dimetylo-3,7-dihydro-1H-puryno-2,6-dion.
Wzór sumaryczny: C7H8N4O2
Wzór strukturalny:
M.cz. 180,2
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny proszek.
Rozpuszczalność: substancja trudno rozpuszczalna w wodzie, dość trudno rozpuszczalna w
bezwodnym etanolu (96%). Substancja rozpuszcza się w roztworach wodorotlenków
litowców, wodorotlenku amonowym i kwasach nieorganicznych.
TOZSAMOŚĆ
1. Substancja wykazuje reakcje na ksantyny (reakcja opisane w monografii
Kofeina)
2. Próba fenoloftaleinowa
Substancja wykazuje dodatnią próbę fenoloftaleinową Różowe zabarwienie słabo zasadowego
roztworu fenoloftaleiny znika na zimno po dodaniu teofiliny; powstaje sól sodowa teofiliny
(odróżnienie od kofeiny i teobrominy).
Wykonanie badania
Zmieszać 100 mg substancji z 5 ml wody, 0,05 ml roztworu wodorotlenku sodu (0,1 mol/l) i
0,1 ml roztworu fenoloftaleiny OD1; różowe zabarwienie roztworu znika na zimno.
3. Reakcja teofilidynowa
Teofilina ogrzewana ze stężonym roztworem wodorotlenku potasu rozkłada się do
teofilidyny, która reaguje z kwasem diazobenzenosulfonowym, dając związek azowy o
zabarwieniu czerwonofioletowym.
19
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania.
Ogrzewać 3 min 10 mg substancji z 1,0 ml roztworu wodorotlenku potasu (360 g/l) na łaźni
wodnej o temp. 900C. Dodać 1,0 ml roztworu zdwuazowanego kwasu sulfanilowego OD.
Powoli pojawia się czerwone zabarwienie. Wykonać ślepą próbę.
4. Reakcja Parriego
Komentarz
Etanolowy roztwór teofiliny z jonami Co2+
w obecności amoniaku tworzy fioletowo
zabarwiony kompleks.
W przypadku teobrominy reakcja w roztworze etanolowym jest ujemna, z uwagi na bardzo
trudną rozpuszczalność teobrominy w etanolu. Teobromina, rozpuszczona w metanolowym
roztworze butyloaminy, daje dodatni wynik reakcji z metanolowym roztworem Co(NO3)2.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania.
10 mg substancji rozpuścić w 1 ml metanolowego roztworu azotanu(V) kobaltu (1 g/l); po
dodaniu 0,05 ml roztworu wodorotlenku amonowego (100 g/l); roztwór wykazuje fioletowe
zabarwienie.
20
5. Reakcja z azotanem srebra
Dimetyloksantyny rozpuszczają się w wodorotlenku amonowym tworząc sól amonową. Po
dodaniu roztworu azotanu srebra powstaje osad soli srebrowej teofiliny.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania.
50 mg substancji rozpuścić w 1,5 ml wodorotlenku amonowego (100 g/l), dodać 1 ml
roztworu azotanu srebra (17 g/l); powstaje biały, galaretowaty osad.
Analiza 9.
THEOBROMINUM - Teobromina
Syn.: Theobromine; Théobromine
Nazwa chemiczna: 3,7-Dimetylo-3,7-dihydro-1H-puryno-2,6-dion.
Wzór sumaryczny: C7H8N4O2
Wzór strukturalny:
m. cz. 180,2
Wygląd: biały lub prawie biały proszek.
21
Rozpuszczalność: substancja bardzo trudno rozpuszczalna w wodzie i etanolu, trudno
rozpuszczalna w wodorotlenku amonowym. Substancja rozpuszcza się w rozcieńczonych
roztworach wodorotlenków litowców i kwasach nieorganicznych.
TOZSAMOŚĆ
1. Reakcje charakterystyczne dla ksantyn (opisane przy monografii Kofeina)
2. Reakcja z AgNO3
Wykonanie badania
Rozpuścić, łagodnie ogrzewając, ok. 20 mg substancji w 2 ml rozcieńczonego wodorotlenku
amonowego (100 g/l) i ochłodzić. Dodać 2 ml roztworu azotanu srebra (17 g/l). Roztwór pozostaje
przezroczysty. Roztwór utrzymywać we wrzeniu kilka minut. Powstaje biały krystaliczny osad.
Sole zasad organicznych
Wprowadzenie
Sole zasad organicznych są związkami o budowie jonowej i różnią się właściwościami
fizycznymi od zasad i amin. Wyróżnia s ię sole amoniowe I-, II-, III- i IV-rzędowe, o wzorze
ogólnym odpowiednio: I-rzędowe II-rzędowe III-rzędowe IV-rzędowe
Jeżeli na sól amoniową I-, II- lub III-rzędową podziała się jonami wodorotlenowymi, atom
azotu odda proton i z soli zostanie wyparta wolna zasada. Uwolnioną zasadę (aminę) można
wyodrębnić i zidentyfikować na podstawie charakterystycznej temperatury topnienia, a rodzaj
anionu określa się reakcjami chemicznymi charakterystycznymi dla tych jonów.
Sole zasad organicznych, podobnie jak zasady organiczne, tworzą trudno rozpuszczalne
połączenia z odczynnikiem Dragendorffa, roztworem jodu, taniną czy kwasem pikrynowym.
Ponadto, zależnie od budowy chemicznej, wykonuje się reakcje specyficzne.
Właściwości soli zasad organicznych
Postać sole zasad organicznych stosowane w lecznictwie występują w postaci
białego lub żółtawego, krystalicznego proszku (ambroksolu chlorowodorek,
dihydralazyny siarczan, prakainamidu chlorowodorek, prometazyny chlorowodorek),
białego proszku lub prawie białego proszku (cetyryzyny chlorowodrek, chininy siarczan),
błyszczących, bezbarwnych igiełek (chinidyny siarczan),
22
drobnych, bezbarwnych igieł (chininy siarczan),
białych lub prawie białych, lub bezbarwnych, drobnych, jedwabistych igieł (chininy
chloro-wodorek), małych, bezbarwnych kryształów (kodeiny fosforan, efedryny chlorowodorek,
metoprololu winian, pilokarpiny chlorowodorek i azotan, prokainy chlorowodorek, tiaminy
chlorowodorek),
białych lub prawie białych, krystalicznych proszków – pozostałe sole zasad organicznych opisane
w niniejszym rozdziale.
Rozpuszczalność w wodzie i etanolu jest bardzo zróżnicowana.
Analiza 10.
PROCAINI HYDROCHLORIDUM - Prokainy chlorowodorek
Syn.: Procaine hydrochloride; Procaïne (chlorhydrate de)
Nazwa chemiczna: 2-(Dietyloamino)etylo]benzoesanu chlorowodorek
Wzór sumaryczny: C13H21ClN2O2
Wzór strukturalny:
m. cz. 272,8
TOZSAMOŚĆ
Aminy aromatyczne pierwszorzędowe
1. Reakcja z kwasem azotawym
Komentarz
Pierwszorzędowe aminy aromatyczne tworzą z kwasem azotawym (w niskiej temperaturze)
sole diazoniowe.
W analizie wykorzystuje się reaktywność soli diazoniowej polegającą na sprzęganiu z
fenolami (pH 9–10) lub aminami aromatycznymi (pH 5–9). Produkty sprzęgania (związki
diazowe) mają zabarwienie czerwone. Fenole i trzeciorzędowe aminy sprzęga ją się najłatwiej
w położeniu para. Jeżeli w położeniu para znajdują się grupy –COOH lub –SO3H, wówczas
zostają te grupy eliminowane. Przy obecności w położeniu para innych grup, sprzęganie
zachodzi w pozycji orto.
Mechanizm reakcji przedstawiono przy monografii kwas aminobenzoesowy.
23
Wykonanie badania
Rozpuścić 50 mg chlorowodorku prokainy w 5 ml wody (ogrzać), ochłodzić w wodzie z
lodem, doprowadzić podaną objętość roztworu rozcieńczonym kwasem solnym (73 g/l) do
uzyskania odczynu kwasowego i dodać 0,2 ml roztworu azotynu sodu (100 g/l). Po 12 min
dodać 1 ml roztworu β-naftolu OD. Powstaje intensywne pomarańczowe lub czerwone
zabarwienie roztworu i zwykle osad o takim samym zabarwieniu.
Mechanizm reakcji produktu diazowania z roztworem β-naftolu OD
Komentarz
Atakowi jonu diazoniowego ulega ją łatwo jedynie wolne aminy oraz jony fenolanowe,
natomiast jony amoniowe i grupa fenolowa reagują trudno, ponieważ jony diazoniowe są
słabymi odczynnika-mi elektrofilowymi i wymaga ją aktywującego działania podstawnika,
aby móc zaatakować atom węgla pierścienia aromatycznego.
2. Reakcja na chlorki
Wykonanie badania:
Rozpuścić w 2 ml wody ilość substancji badane j, odpowiadającą ok. 2 mg chlorków (Cl-) lub
użyć 2 ml podanego roztworu. Dodać rozcieńczonego kwasu azotowego (125 g/l) do odczynu
kwasowego i 0,4 ml roztworu azotanu srebra (42,5 g/l). Zmieszać i pozostawić. Powstaje
biały, serowaty osad. Osad odwirować i przemyć 3-krotnie wodą, porcjami po 1 ml. Badanie
wykonać szybko i w zaciemnionym pomieszczeniu, nie zważając, że ciecz nad osadem może
opalizować. Osad zawiesić w 2 ml wody i dodać 1,5 ml wodorotlenku amonowego (175 g/l).
Osad rozpuszcza się łatwo z wyjątkiem dużych cząstek, które rozpuszcza ją się wolniej.
3. Reakcje ugrupowania amoniowego
3.1. Reakcja z roztworem wodorotlenku sodu
Z roztworów wodnych soli zasad organicznych po dodaniu roztworu wodorotlenku sodu
wydzielają się zasady organiczne, które mogą mieć postać oleistą lub krystaliczną.
24
Wykonanie badania
Rozpuścić 0,1 g substancji w 5 ml wody. Dodawać kroplami, rozcieńczony roztwór
wodorotlenku sodu (85 g/l) do reakcji zasadowej. Powstaje biały osad.
3.2. Tworzenie trudno rozpuszczalnych w wodzie soli
Sole zasad organicznych tworzą trudno rozpuszczalne osady z:
odczynnikiem Dragendorffa (KBiI4 w środowisku kwasowym) - odczynnik
Dragendorffa jest powszechnie stosowany do detekcji plam soli zasad organicznych w
chromatografii cienkowarstwowej,
kwasem fosforomolibdenowym, (H3[P(Mo3O10)4]),
tetrafenyloboranem sodu, jodoplatynianem potasu, solą Reineckego
(NH4[Cr(SCN)4(NH3)2]),
roztworem jodu w jodku potasu (KI3) - odczynnik często stosowany do detekcji soli
zasad organicznych w chromatografii cienkowarstwowej,
roztworem taniny.
Wykonanie badania.
Rozpuścić 20 mg substancji w 2 ml wody i dodać 1 ml odczynnika Dragendorffa; powstaje
pomarańczowy osad.
4. Reakcja ugrupowania estrowego - transestryfikacja
Komentarz
Reakcja transestryfikacji umożliwia identyfikację zarówno alkoholu, jak i kwasu,
wchodzących w skład estru. Estry etylowe kwasów karboksylowych ogrzane z kwasem
octowym dają charakterystyczny zapach octanu etylu.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
50 mg chlorowodorku prokainy ogrzać z 0,15 ml rozcieńczonego kwasu octowego (120 g/l) i
0,25 ml kwasu siarkowego (96% m/m). Wydziela się zapach octanu etylu.
25
Enole i imidy
Wprowadzenie
W imidach atom azotu połączony jest bezpośrednio z dwiema grupami acylowymi. W
lecznictwie mają zastosowanie głównie imidy cykliczne, takie jak pochodne kwasu
barbiturowego, hydantoiny lub kwasu bursztynowego.
Enole z kolei są związkami organicznymi, w których grupa hydroksylowa występuje przy
wiązaniu podwójnym węgiel-węgiel. Występują one zawsze w równowadze enolowo-
ketonowej pomiędzy odpowiednimi ketonami i alkoholami. Proces przechodzenia jedne j
formy w drugą nazywa się enolizacją.
Właściwości kwasowo-zasadowe
Zwykle związki zawierające w swej strukturze atom azotu wykazują właściwości zasadowe,
gdyż wolna para elektronów na atomie azotu może reagować z jonami wodorowymi tworząc
sole.
W przypadku pochodnych kwasu barbiturowego i hydantoiny elektrony na atomie azotu w
pierścieniu są niedostępne dla tej reakcji, ponieważ ulegają one delokalizacji w kierunku
podwójnych wiązań sąsiadujących z nimi grup karbonylowych. To zjawisko rezonansu
umożliwia występowanie powyższych pochodnych w postaci soli sodowych, co zwiększa ich
rozpuszczalność i umożliwia stosowanie w postaci roztworów do wstrzykiwań.
Mechanizm reakcji
Rezonansowe formy anionu kwasu barbiturowego na wybranym przykładzie
Wiadomości ogólne o kwasie barbiturowym
Kwas barbiturowy jest stosunkowo silnym kwasem trójzasadowym (pKa1 = 4,01). Jego
kwasowy charakter jest uwarunkowany jonizacją obydwu grup iminowych lub
oddysocjowaniem protonów grup enolowych. Zastąpienie dwóch atomów wodoru w pozycji
C-5 innymi podstawnikami znosi charakter aromatyczny pierścienia i tym samym znacznie
osłabia charakter kwasowy 5,5-dipodstawionych pochodnych (pKa1 = 7,4 8,0; pKa2 = 12).
26
Zastąpienie dwóch atomów wodoru w pozycji C-5 innymi podstawnikami znosi charakter
aromatyczny pierścienia i tym samym znacznie osłabia charakter kwasowy 5,5-
dipodstawionych pochodnych (pKa1 = 7,4 8,0; pKa2 = 12).
Rozpuszczalność Pochodne kwasu barbiturowego są łatwo rozpuszczalne w acetonie i etanolu
(96%) (wyjątek stanowi metylofenobarbital) oraz wrzącej wodzie, natomiast bardzo trudno
rozpuszczalne w wodzie. Z wodorotlenkami i węglanami litowców oraz wodorotlenkiem
amonowym tworzą rozpuszczane w wodzie sole. Sole sodowe pochodnych kwasu
barbiturowego i hydantoiny łatwo rozpuszczają się w wodzie, rozpuszcza ją się w etanolu
(96%), praktycznie nie rozpuszcza ją się w chlorku metylenu (fenobarbital sodowy, fenytoina
sodowa).
Analiza 11.
FENOBARITALUM- Fenobarbital Syn. fenobarbital
Wzór strukturalny:
m.cz. 232,2
TOZSAMOŚĆ
1. Reakcja Parriego
Komentarz
Pochodne kwasu barbiturowego w środowisku bezwodnym (metanol), w obecności zasad (np.
amoniaku, pirydyny pirydyny lub butyloaminy) reagują z jonami kobaltu, tworząc kompleks o
zabarwieniu czerwonofioletowym.
Jest to farmakopealna reakcja potwierdzająca tożsamość barbituranów.
27
Mechanizm reakcji (wzór kompleksu)
Wykonanie badania
Rozpuścić ok. 5 mg fenobarbitalu w 3 ml metanolu, dodać 0,1 ml roztworu zawierającego 100
g/l azotanu kobaltu(II) i 100 g/l chlorku wapnia. Wymieszać i dodać wstrząsając 0,1 ml
roztworu wodorotlenku sodu (85 g/l). Powstaje fioletowoniebieskie zabarwienie roztworu i
wytrąca się osad. Imidy o inne j budowie chemicznej mogą również reagować z jonami
kobaltu, a le kompleks może wykazywać inne zabarwienie i inną trwałość.
2. Reakcja podstawnika fenylowego
Komentarz
Do identyfikacji podstawnika fenylowgo w pochodnych kwasu barbiturowego wykorzystuje
się reakcję nitrowania pierścienia aromatycznego przy użyciu azotynu sodu i stężonego kwasu
siarkowego. Tworzące się pod ich wpływem pochodne nitrowe o zabarwieniu żółtym, można
następnie zredukować w środowisku obojętnym siarczanem amonowym do pochodnej
azoksybenzenu o zabarwieniu czerwonobrunatnym.
Mechanizm reakcji
Wykonanie badania
0,1 g substancji rozpuścić w 2 ml kwasu siarkowego (96% m/m), dodać 10 mg azotynu sodu.
Powstaje żółte zabarwienie.
28
Analiza 12.
ACIDUM ASCORBICUM - Kwas askorbowy
Syn.: Ascorbic acid; Ascorbique (acide)
Nazwa chemiczna: (5R)-5-[(1S)-1,2-Dihydroksyetylo]-3,4-dihydro-ksyfuran-2(5H)-on
Wzór sumaryczny: C6H8O6
Wzór strukturalny:
m. cz. 176,1
Wygląd: biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy, zmieniający
zabarwienie pod wpływem powietrza i światła.
Rozpuszczalność: substancja łatwo rozpuszczalna w wodzie, rozpuszczalna w etanolu (96%).
TOZSAMOŚĆ
Przygotować roztwór S
Rozpuścić 50 mg kwasu askorbowego w 5 ml wody pozbawionej dwutlenku węgla (roztwór
S).
1. Reakcja z azotanem srebra do metalicznego srebra
Wykonanie badania
Do 1 ml roztworu S dodać 0,2 ml kwasu azotowego (125 g/l) i 0,2 ml roztworu azotanu
srebra (17 g/l). Tworzy się szary osad lub tworzy się lustro srebrowe.
2. Reakcja ze związkiem miedzi (roztwór miedzi winianu, czyli odczynnik Fehlinga)
Wykonanie badania
Do 1 ml roztworu S dodać roztworu miedzi-winianu OD (odczynnik Fehlinga I i II zmieszany
w proporcjach 1:1). Po kilku minutach lub po łagodnym ogrzaniu na łaźni wodnej powstaje
żółtopomarańczowy osad, przechodzący w czerwonobrunatny.
3. Reakcja z KMnO4
Mechanizm reakcji
29
Wykonanie badania
Do 1 ml roztworu S dodać 1 ml KMnO4 powstaje osad brunatnego MnO2 (MnO2 rozpuszcza
się w nadmiarze kwasu askorbowego).