Анализ по функциональным группам

 

 

 

 

          Методика. 0,05 лекарственного вещества (фенола, тимола, резорцина) 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 при добавлении кислот. Фенол образует сине-зелёное окрашивание, переходящее при добавлении кислот в красное; тимол – слабо-розовое, переходящее в жёлтое; резорцин – буровато-желтое, переходящее в красное.

 

          3. Реакция комплексообразования с ионами железа (III). 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 (исключение составляет тимол). Фенол даёт синее окрашивание, резорцин - сине-фиолетовое, кислота салициловая - сине-фиолетовое или красно-фиолетовое, осалмид (оксафенамид) и натрия пара-аминосалицилат - красно-фиолетовое, хинозол - синевато-зелёное. Реакция является фармакопейной для большинства фенольных соединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

          Методика. К 1 мл водного раствора (1:100) фенола, резорцина, хинозола, натрия  пара-аминосалицилата, натрия салицилата, спиртового раствора парацетамола, осалмида (оксафенамида), кислоты салициловой прибавляют 2 капли раствора железа (III) хлорида; наблюдают эффект реакции.  

 

4. Реакции электрофильного замещения.

4.1. Реакция бромирования. При бромировании бромной водой образуются белые или желтые осадки бромпроизводных.

 

 

 

 

При наличии заместителей в о- и  п-положениях ароматического кольца в  реакцию вступают незамещённые атомы  водорода ароматического кольца:

 

 

 

Если в о- и п-положениях по отношению к фенольному гидроксилу находится карбоксильная группа, то при действии избытка брома происходит декарбоксилирование:

 

 

 

 

 

Если соединение содержит два фенольных  гидроксила в м-положении, то при  действии брома образуются трибромпроизводные (согласованная ориентация):

 

 

 

 

Если две гидроксильные  группы расположены по отношению друг к другу в о- или п-положениях, то реакция бромирования не протекает (несогласованная ориентация):

 

 

 

 

 

          Методика. К водному или спиртовому  раствору (1:100-1:200) натрия салицилата, натрия пара-аминосалицилата, резорцина, тимола, хинозола прибавляют несколько капель бромной воды и разведённой серной кислоты; образуются осадки бромпроизводных.

 

 4.2. Реакция нитрозирования (нитрозореакция Либермана).  Реакция характерна для фенолов, не имеющих заместителей в о- или п- положениях. При действии нитрита натрия в кислой среде образуется п-нитрозофенол, изомеризующийся в монооксим п- бензохинона, который, реагируя с избытком фенола в кислой среде, даёт индофенол. Реакцию нитрозирования можно рассматривать как разновидность индофеноловой реакции (см. «Фенолы», п.2).

 

 

 

 

Методика. 0,01 г фенола, тимола, резорцина, гексэстрола (синэстрола) помещают на предметное стекло, смачивают 2-3 каплями 1% раствора натрия нитрита в концентрированной серной кислоте. Наблюдается окрашивание, изменяющееся при добавлении раствора щёлочи. Фенол образует тёмно-зелёное окрашивание, переходящее в вишнёво-красное; тимол - сине-зелёное, переходящее в фиолетовое; резорцин - фиолетово-чёрное, переходящее в фиолетовое; гексэстрол (синэстрол) - красно-фиолетовое, переходящее в вишнёвое.

 

4.3. Реакция нитрования. Фенолы вступают в реакцию с разведённой азотной кислотой при комнатной температуре с образованием о- и п- нитропроизводных. Добавление раствора натрия гидроксида усиливает окраску вследствие образования хорошо диссоциируемой соли:

 

 

 

Методика. К 0,001 г лекарственного вещества (фенола, тимола, резорцина), растворённого в 2 мл воды или в 2 мл 95% спирта (синэстрол), добавляют 1-2 мл разведённой азотной кислоты и нагревают на водяной бане. Постепенно появляется жёлтое окрашивание.

4.4. Реакция азосочетания фенолов с солью диазония в щелочной среде. При взаимодействии фенолов с солью диазония при рН 9-10 образуются азокрасители, окрашенные в жёлто-оранжевый или красный цвет. Реакция азосочетания протекает в о- и п- положениях по отношению к фенольному гидроксилу. В качестве диазореактива обычно  применяют диазотированную сульфаниловую кислоту.

 

 

 

 

 

 

        Методика. К 1мл водного раствора (1:100) натрия салицилата, хинозола, натрия пара-аминосалицилата, резорцина; спиртового раствора кислоты салициловой, гексэстрола (синэстрола) добавляют 0,5 мл раствора аммиака и 4 капли диазореактива - наблюдается красное или оранжево-красное окрашивание.

 

 

4.5. Реакции конденсации с альдегидами.

        4.5.1. Реакция с реактивом Марки. При нагревании фенолов с раствором формальдегида в присутствии 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. Около 0,02 г лекарственного вещества (резорцина, кислоты салициловой, кислоты ацетилсалициловой) помещают в фарфоровую чашку, прибавляют 1 каплю формалина и 2-3 капли концентрированной серной кислоты. При стоянии или после лёгкого нагревания образуется красное окрашивание.

4.5.2. Реакция с хлороформом в щелочной среде. При нагревании фенолов с хлороформом в щелочной среде образуются аурины – трифенилметановые красители. Реакция является фармакопейной на тимол.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методика. 0,2 г тимола или резорцина нагревают на водяной  бане с 1 мл раствора натрия гидроксида. К подогретому раствору прибавляют 2-3 капли хлороформа и взбалтывают; появляется красно- фиолетовое окрашивание.

 

 

Количественное определение

1. Методы галогенирования. Основаны на реакции электрофильного замещения атомов водорода ароматического кольца на атомы галогена.

1.1.Броматометрический метод.

           1.1.1. Прямое титрование раствором калия бромата в присутствии калия бромида (индикатор метиловый оранжевый или метиловый красный). В точке эквивалентности избыточная капля калия бромата образует бром, который необратимо окисляет индикатор и происходит обесцвечивание раствора. Метод является фармакопейным для тимола. 

 

 

 

 

 

 

 

f_{экв (тимола)}=1/4, т.к. 1 молекула тимола взаимодействует с двумя молекулами брома, которые соответствуют 4 экв.

 

             В общем виде: f_{экв (вещества)}=1/n, где n – число атомов галогена, реагирующих с одной молекулой вещества.

 

1.1.2. Обратное титрование. К лекарственному веществу добавляют избыток титрованного раствора калия бромата и калия бромид, раствор подкисляют серной или хлороводородной кислотой. Образующийся бром вступает в реакцию электрофильного замещения с фенолом. Через 10-15 минут избыток брома определяют йодометрическим методом: добавляют калия йодид

и выделившийся йод титруют раствором натрия тиосульфата (индикатор - крахмал). Иногда вместо крахмала применяют хлороформ – в этом случае титруют при сильном взбалтывании раствора до обесцвечивания хлороформного слоя. Обратное титрование используется, согласно ФС, для определения фенола, кислоты салициловой, раствора гексэстрола (синэстрола) в масле для инъекций.

 

 

 

 

 

 

 f_{экв (резорцина, фенола, кислоты салициловой)}=1/6;   f_{экв (гексэстрола)}=1/8.

 

           1.2. Йодометрический метод (прямое и обратное титрование). Т.к. реакция йодирования является обратимой, определение проводят в присутствии натрия гидрокарбоната или натрия ацетата для связывания выделяющегося йодоводорода.

 

 

 

 

f_{экв (фенола)}=1/ 6

При прямом титровании титруют до синего окрашивания, при обратном - избыток йода оттитровывают раствором  натрия тиосульфата до обесцвечивания (индикатор - крахмал).

                                                                    

 

          1.3. Йодхлорметрический метод (обратное титрование). При взаимодействии фенолов с йодмонохлоридом образуются йодпроизводные фенолов. Избыток йодмонохлорида определяют йодометрическим методом: прибавляют калия йодид и выделившийся йод  титруют раствором натрия тиосульфата (индикатор крахмал). Йодмонохлорид, в отличие от брома, на вытесняет карбоксильную группу, находящуюся в о- и п- положениях по отношению к фенольному гидроксилу.

 

 

 

 

 

 

 

 

f_{экв (кислоты салициловой)}=1/4

2.Метод ацетилирования. Основан на свойстве фенолов образовывать при взаимодействии с уксусным ангидридом нерастворимые сложные эфиры.

 

 

 

 

Метод является фармакопейным  для гексэстрола (синэстрола). Условия  определения и способы расчёта указаны в методах количественного определения спиртов (п.1).

3.Фотоколориметрический и спектрофотометрический методы с использованием цветных реакций (комплексообразования с железа (III) хлоридом, азосочетания с солями диазония и др.) 

 

Карбонильная (альдегидная и кетонная) группа

 

         (1)                                             (2)                                           (3)

Альдегидная группа, связанная с  алифатическим (пример 1), алициклическим (пример 2) или ароматическим (3) радикалом.

 

                

               (1)                                       (2)                                             (3)

Кетонная группа, связанная  с алифатическим (пример 1), алициклическим (пример 2) или ароматическим (3) радикалом.

 

Химические свойства

Соединения, содержащие карбонильную группу, являются очень  реакционноспособными соединениями. Это объясняется частичной поляризацией p - связи между атомами углерода и кислорода, смещением электронной плотности углерода к кислороду и возникновением на нём дробного отрицательного заряда. На карбонильном углероде имеется дробный положительный заряд и частично вакантная орбиталь.

 

1.Окислительно-восстановительные свойства. Альдегиды проявляют достаточно сильные восстановительные свойства в щелочной среде, окисляются до соответствующих кислот. Кислоты в щелочной среде образуют соли.

Кетоны – устойчивые соединения, в обычных условиях не окисляются.

2. Реакция замещения кислорода карбонильной группы. На атоме углерода расположен центр электрофильности. Альдегиды и кетоны реагируют с нуклеофильными реагентами. Наибольший интерес представляют реакции с аминами, в ходе которых образуются основания Шиффа. Альдегиды, кроме того, вступают в реакции конденсации с фенолами.

3. Реакции присоединения к карбонилу альдегидной группы (кетоны не реагируют). В анализе альдегидов нашла применение реакция присоединения гидросульфита (бисульфита) натрия.

 

Реакции подлинности

1. Реакции окисления альдегидов. В качестве реагентов используют слабые окислители, например, оксиды и гидроксиды металлов: Ag⁺, Cu²⁺, Hg²⁺. В ходе реакции реактивы восстанавливаются до свободных металлов: Ag^о, Hg^о или Cu₂O, имеющих характерный внешний вид (цвет).

1.1. Реакция с аммиачным раствором серебра нитрата (реакция «серебряного зеркала»). Альдегиды восстанавливают [Ag(NH₃)₂]⁺ до металлического серебра.

 

 

Методика. К 1 мл раствора серебра нитрата прибавляют по каплям 10% раствор аммиака до растворения образующегося при постепенном приливании раствора аммиака осадка, затем прибавляют 2 –3 капли раствора альдегида: формалина, 5% раствора метенамина (гексаметилентетрамина), 10% раствора глюкозы; осторожно нагревают на водяной бане при температуре 50 –60⁰ С; выделяется металлическое серебро.

 

1.2. Реакция с реактивом Фелинга. Альдегиды восстанавливают соединения меди (II) до меди (I) оксида, образуется осадок, окрашенный в кирпично-красный цвет.

 

Методика. К 1 мл раствора, содержащего около 0,01 – 0,02 г лекарственного вещества (см. методику 1.1.), прибавляют 2 мл реактива Фелинга, нагревают до кипения; образуется кирпично-красный осадок.

 

1.3. Реакция с реактивом Несслера. Альдегиды восстанавливают [HgI₄]^2- до металлической ртути, выпадает осадок тёмно-серого цвета.

 

Методика. К 2 –3 каплям раствора альдегида (см. методику 1.1) прибавляют 2 –3 капли реактива Несслера и нагревают; образуется тёмно-серый осадок металлической ртути.

 

2.Реакции конденсации.