Кислотно-основное титрование в неводной среде с применением протофильных растворителей

Ацетилцистеин

Acetylcysteinum

 

Получение ацетилцистеина основано на способности аминокислот ацетилироваться по аминогруппе:

Белый или белый со слегка желтоватым оттенком кристаллический порошок со слабым специфическим запахом. Легко растворим в воде и спирте. Практически не растворим в других органических растворителях.

Подлинность:

· реакция с нингидрином имеет отрицательное значение;

· по реакции образования этилацетата: после гидролиза в кислой среде выделяется уксусная кислота, которая в свою очередь вступает в реакцию этерификации с этиловым спиртом:

 

CH₃COOH+C₂H₅OH CH₃ – C – O – C₂H₅+H₂O

 

· по реакции с раствором FeCl₃, появляется быстро исчезающие сине-фиолетовое окрашивание (тиольная группа).

· по реакции с раствором йода:

Количественное определение:

 

· йодометрическое определение: Препараты серосодержащих аминокислот определяют иодометрическим методом. Вещество окисляют 0,1 моль/л раствором иода. Определение основано на окислении сульфгидрильных групп (см. реакцию с йодом).

· метод Кьельдаля.

Метод основан на минерализации органического вещества и определении продукта минерализации (NH3) кислотно-основным титрованием:

Анализируемое вещество

(амины, амиды, гетероциклический азот)

 

Образующийся в результате разложения молекулы аммиак отгоняется в преемник, где содержится борная кислота, образуя с последней два типа солей - метабораты и тетрабораты:

 

NH₃ + Н₃ВО₃ NH₄BO₂ + Н₂O
2NH₃ + 4Н₃ВO₃ (NH₄)₂B₄O₇ + 5Н₂O

 

Затем полученные соли титруют раствором соляной кислоты:

 

NH₄BO₂ + НС1 + Н₂O NE₄CI + Н₃ВО₃
(NH₄)₂B₄0₇ + 2НС1 + 5Н₂O 2NH₄C1 + 4Н₃В0₃

Хранят препарат в хорошо укупоренной таре, предохраняющей от действия света, в сухом, прохладном месте, чтобы не допустить разложения. Список Б.

Оказывает муколитическое действие.

 

Задание 2. Приведите реакции определения подлинности на следующие ионы и функциональные группы (реактив, химизм реакций, условия проведения реакций, внешний аналитический эффект). Приведите 2-3 структурные формулы лекарственных веществ, содержащие указанные группы:

 

 

Карбонаты; Амидная группа

Карбонаты.

А. При действии на карбонаты и гидрокарбонаты разведенными кислотами появляются пузырьки диоксида углерода вследствие разложения выделяющейся нестойкой кислоты угольной:

СO^2-₃ + 2Н⁺ СO₂ + Н₂O

НСО^-_з + Н⁺ СO₂ + H₂O

Б. При пропускании выделяющегося диоксида углерода через известковую воду образуется осадок кальция карбоната:

С0₂ + Са(СО)₂ СаСО_з + Н2O

В. Отличить карбонаты от гидрокарбонатов можно по реакции среды с использованием индикатора - фенолфталеина. Карбонаты и гидрокарбонаты в растворе подвергаются гидролизу:

СО^2-₃+ 2Н₂O НСО^-₃ + ОН^-

НСО^-₃ + H₂O H₂O + CO₂ + ОН^-

Карбонаты имеют сильно щелочную реакцию среды в отличие от гидрокарбонатов, в которых происходит, помимо гидролиза, и диссоциации НСО₃-иона:

HCO^-₃ CO^2-₃+H

В связи с этим реакция среды растворов гидрокарбонатов слабощелочная.

Таким образом, растворы карбонатов окрашивают фенолфталеин в розовый цвет, а растворы гидрокарбонатов не окрашивают.

Г. С насыщенным раствором магния сульфата растворы карбонатов образуют белый осадок:

С0^2-₃ + Мg²⁺ MgCO₃

Амидная группа

 

 

При нагревании в щелочной среде выделяется аммиак, который обнаруживают по запаху или по посинению красной лакмусовой бумаги:

Задание 3. Химические методы количественного определения. Приведите основные теоретические положения следующего титриметрического метода (индикатор, схема реакции, расчет молярной массы эквивалента) и укажите применение данного метода на примере двух - трех лекарственных веществ.

 

Кислотно-основное титрование в неводной среде с применением протофильных растворителей

Неводное титрование позволяет количественно определять органические вещества, обладающие слабыми кислотными с Ка<10-8 (барбитураты, сульфаниламидные препараты и др.), слабыми основными свойствами с Ка<10-8 (кофеин, резерпин и др.), солей органических оснований (солей алкалоидов и др.). Этот простой и быстрый метод позволяет с большой точностью определить многие синтетические и природные органические лекарственные вещества, которые при титровании в водных растворах не дают резких конечных точек титрования. Конечная точка титрования чаще всего определяется индикаторным или потенциометрическим способом.

Под влиянием неводных растворителей резко изменяются свойства различных веществ. В зависимости от растворителя одно и то же вещество может быть кислотой, основанием, амфотерным или нейтральным соединением, сильным или слабым электролитом.

Сила кислоты или основания определяется степенью их взаимодействия с растворителем. По характеру участия в кислотно-основном процессе все растворители делятся на две большие группы: алротонные и протолитические.

Протофильные или основные растворители. К ним относятся химические соединения основного характера, которые отличаются ярко выраженным сродством к протону. У основных растворителей акцепторные свойства по отношению к протону преобладают над донорными. К основным растворителям относятся: жидкий аммиак, пиридин, диметилформамид, этилендиамин, диоксан и др. Протофильные растворители усиливают кислотные свойства соединений.

Неводное титрование органических веществ, проявляющих кислые свойства, выполняют обычно, используя протофильные растворители (диметилформамид или его смесь с бензолом, а также этилендиамин, бутиламин, пиридин). Титрантом служит раствор гидроксида натрия в смеси метилового спирта и бензола или раствор метилата натрия (метилата лития). В качестве индикатора применяют тимоловый синий (титруют от желтого до синего окрашивания) или точку эквивалентности определяют потенциометрически.

В таких условиях можно количественно определять фенолы, карбоновые кислоты, аминокислоты, производные бензолсульфониламида, производные барбитуровой кислоты, 4-оксикумарина и др. Выбор растворителя и титранта зависит от степени ионизации титруемого объекта. Более сильные кислоты (барбитал, фенобарбитал, фталилсульфотиазол) титруют в среде диметилформамида раствором натрия гидроксида, а вещества со слабо выраженными кислотными свойствами (метилтиоурацил) - раствором метилата натрия.

 

Задание 4.

Контроль качества лекарственных веществ физическими, физико-химическими и химическими методами. Приведите основные теоретические положения приведенных ниже показателей, укажите их значение и области применения в фармацевтическом анализе.

Кислотное число

Кислотным числом называют количество миллиграммов едкого кали, необходимое для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г исследуемого вещества.

Определение кислотного числа. Около 10 г (точная навеска) масла, жира, воска или около 1 г (точная навеска) смолы помещают в колбу вместимостью 250 мл и растворяют в 50 мл смеси равных объемов 95 % спирта и эфира, предварительно нейтрализованной по фенолфталеину раствором едкого натра (0,1 моль/л); если необходимо, нагревают с обратным холодильником на водяной бане до полного растворения. Прибавляют 1 мл раствора фенолфталеина и титруют при постоянном помешивании раствором едкого натра (0,1 моль/л) до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. Для вещества с небольшим кислотным числом (до 1) титрование проводят из микробюретки.

Кислотное число (К_ч) вычисляют по формуле:

 

где а - количество миллилитров раствора едкого натра (0,1 моль/л), израсходованное на титрование; б - навеска вещества в граммах; 5,61 - количество миллиграммов едкого кали, соответствующее 1 мл раствора едкого натра (0,1 моль/л).