Анализ лекарственных веществ: карбоновых кислот

Алифатического ряда и их производных.

 

Цель работы. Освоить способы оценки качества карбоновых кислот алифатического ряда и их производных.

Самостоятельная подготовка. Написать формулу, латинское и химическое название лекарственных веществ. Изучить их физические и химические свойства, способы получения и количественного анализа, фармакологическое действие, формы выпуска, применение. Условия хранения.

Объекты исследования. Кальция глюконат, Кальция лактат, Калия (натрия) ацетат, Глютаминовая кислота.

 

План занятия

1. Установка преподавателя о порядке проведения занятия.

2. Собеседование по теме занятия.

3. Самостоятельная работа студентов.

4. Оформление протоколов и отчёт преподавателю о выполненной работе.

Самостоятельная работа студентов.

Калия ацетат

Kalii acetas, Kalium aceticum

CH₃COOK M.в. 98,15

Описание. Белый кристаллический порошок без запаха или со слабым запахом уксусной кислоты, солоноватого вкуса. Гигроскопичен, расплывается на воздухе.

Растворимость. Очень легко растворим в воде, легко растворим в спирте 95%.

Подлинность.

Ион калия. См. ГФ XI

Нагревают 2 мл 2% раствора калия ацетата с равным объёмом кислоты серной концентрированной и 0,5 мл спирта 95%. Ощущается запах этилацетата (ацетат -ион).

К 2 мл нейтрального 2% раствора калия ацетата прибавляют 0,2 мл раствора хлорида железа (III). Появляется красно-бурое окрашивание, исчезающее при добавлении разведённых минеральных кислот (ацетат-ион).

Щелочность. Растворяют 5 г вещества в 50 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды (раствор А). К 10 мл этого раствора прибавляют 5 капель раствора фенолфталеина. Если при этом появляется розовое окрашивание, то оно должно исчезнуть от прибавления не более 0,5 мл 0,1 М раствора кислоты хлористоводородной.

Хлориды. 2 мл раствора А (см. щелочность), разведенные водой до 10 мл должны выдерживать испытание на хлориды (не более 0,01%).

Сульфаты. Разведенные водой до 10 мл 5 мл раствора А (см. щелочность) должны выдерживать испытание на сульфаты (не более 0,02%).

Кальций. 10 мл раствора А должны выдерживать испытание на кальций (не более 0,03% в препарате).

Железо. 3 мл раствора А (см. щелочность), разведенные водой до 10 мл, должны выдерживать испытание на железо (не более 0,01%).

Тяжелые металлы. Разведенные водой до 10 мл 5 мл раствора А (см. щелочность) должны выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001%).

Восстанавливающие вещества. Нагревают 1 мл раствора А (см. щелочность) с 1 мл кислоты серной разведенной и 0,15 мл раствора перманганата калия. Розовая окраска раствора должна сохраниться в течение 1мин.

Количественное определение. (Фармакопейный метод) Около 0,08 г вещества (точная навеска), предварительно высушенного при 110°С до постоянной массы, растворяют в 10 мл кислоты уксусной ледяной и титруют 0,1 М раствором хлорной кислоты до зеленовато-желтой окраски (индикатор - кристаллический фиолетовый).

Параллельно проводят контрольный опыт.

1мл 0,1 М раствора хлорной кислоты соответствует 0,009815 г калия ацетата, которого должно быть не менее 99,0 % в высушенном веществе.

(Альтернативный метод) Около 0,5 г вещества (точная навеска) сушат до постоянного веса при 105-110 ⁰С. Высушенную навеску переносят количественно 50 мл воды в колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 3 купли раствора тропеолина 00 и титруют 0,5 моль/л раствором хлористоводородной кислоты до перехода желтой окраски в красноватую, одинаковую с окраской контрольной пробы, состоящей из 50 мл воды, 1 капли 0,5 моль/л раствора хлористоводородной кислоты и 3 капель того же индикатора.

1 мл 0,5 моль/л раствора хлористоводородной кислоты соответствует 0,04907 г ацетата калия, которого в высушенном препарате должно быть не менее 99,0%.

Хранение. В хорошо закупоренных стеклянных банках, залитых парафином, в сухом месте.

 

Кальция лактат

Calcii lactas, Calcium lacticum

C₆H₁₀CaO₆·5H₂O М.в. 308,30

Описание. Белый аморфный порошок почти без запаха. На воздухе выветривается.

Растворимость. Растворим в воде (медленно), легко растворим в горячей воде, очень мало растворим в эфире и хлороформе, практически нерастворим в спирте 95%.

Подлинность. Инфракрасный спектр кальция лактата, снятый в вазелиновом масле в области от 4200 до 1200 см ^-1 и от 1400 до 400 см ^-1, должен иметь полное совпадение полос поглощения с полосами поглощения прилагаемых стандартных спектров по положению и относительным интенсивностям полос.

1 мл 1,5% раствора кальция лактата даёт характерную реакцию на кальций. (ГФ XI)

К 0,25 г кальция лактата прибавляют 5 мл кислоты серной разведённой, раствор калия перманганата до красно-фиолетового окрашивания и нагревают: ощущается запах ацетальдегида.

Прозрачность раствора. 1,5 гвещества растворяют в 50 мл свежепрокипячённой воды, нагревают на водяной бане почти до кипения, охлаждают. 10 мл полученного раствора должны выдерживать сравнение с эталонным раствором IV.

Цветность раствора. 5 мл раствора, полученного при испытании на «Прозрачность», должны выдерживать сравнение с эталоном №7б.

Щелочность или кислотность. К 1 г вещества прибавляют 20 мл свежепрокипячённой воды и нагревают на водяной бане почти до кипения. К охлажденному раствору прибавляют 0,08 мл раствора фенолфталеина. Раствор должен оставаться бесцветным. Розовое окрашивание должно появиться от прибавления не более 0,6 мл 0,02 М раствора гидроксида натрия.

Летучие и жирные кислоты. К 0,5 г кальция лактата прибавляют 1 мл кислоты серной концентрированной, нагревают. Не должно ощущаться запаха жирных кислот.

Хлориды. Раствор, полученный в испытании «Прозрачность раствора», фильтруют. 25 мл фильтрата разводят водой до 75 мл (раствор А). 10 мл полученного раствора должны выдерживать ис­пытание на хлориды (не более 0,02%).

Сульфаты. 10 мл раствора А (см. хлориды) должны выдерживать испытание на сульфаты (не более 0,1%).

Магний и щелочные металлы. 1г вещества растворяют в 20 мл горячей воды в мерной колбе вместимостью 100 мл. Прибавляют 20 мл воды, 2 г аммония хлорида, 2 мл раствора аммиака концентрированного, нагревают до кипения и быстро прибавляют 40 мл горячего 4% растворааммония оксалата. Через 4 часа доводят объём раствора водой до 100 мл и фильтруют. К 50 мл фильтрата, помещённого в платиновую чашку, прибавляют 0,5 мл кислоты серной концентрированной, выпариваютдосуха. Остаток прокаливают до постоянной массы при температуре600°С. Остаток не должен превышать 1%.

Железо. К 0,4 г вещества прибавляют 0,5 мл кислоты хлористоводородной концентрированной и 10 мл воды, нагревают на водяной бане до растворения. К охлажденному раствору прибавляют 0,7 мл растворааммиака концентрированного. Полученный раствор должен выдерживать испытание на железо (не более 0,0075%).

Тяжелые металлы. 1 г вещества помещают в тигель, смачивают 1мл кислоты серной концентрированной и 1 мл пергидроля. Осторожносжигают, прокаливают. Сульфатная зола должна выдерживать испытаниена тяжелые металлы (не более 0,001%)

Потеря в массе при высушивании. Около 0,5 г вещества (точная масса) сушат при 120°С до постоянной массы. Потеря в массе должна быть не менее 20 % и не более 30%.

Мышьяк. 0,5 г вещества должны выдерживать испытание на мышьяк (не более 0,0001 %).

Количественное определение. Около 0,3 г вещества (точная масса) растворяют при подогревании в 50 мл воды. По охлаждении прибавляют 6 мл аммиачного буферного раствора и титруют 0,05 М раствором трилона Б до сине-фиолетового окрашивания (индикатор - 0,1 г индикаторной смеси или 0,4 мл раствора хромового темно-синего).

1 мл 0,05 М раствора трилона Б соответствует 0,01091 г кальция лактата, которого должно быть не менее 98,0% в пересчете на безводное вещество.

 

Кальция глюконат

Calcii gluconas, Calcium gluconicum

C₁₂H₂₂CaO₁₄·H₂O М.в. 448,4

Описание. Белый зернистый или кристаллический порошок без запаха и вкуса.

Растворимость. Умеренно (медленно) растворим в воде, легко растворим в кипящей воде (с образованием мутных растворов), практически нерастворим в эфире и спирте 95%.

Подлинность. Инфракрасный спектр вещества (10 мг кальция глюконата в 2 каплях масла вазелинового) в области от 4200 до 1200 см ^-1 и от 1200 до 400 см ^-1 должен иметь полное совпадение полос поглощения с полосами поглощения прилагаемых стандартных спектров по положению и относительным интенсивностям полос.

Раствор 1 г кальция глюконата в 50 мл воды с 0,3 мл 3% раствора хлорида железа (III) даёт светло-зелёное окрашивание (глюконат-ион).

Раствор 0,2 г кальция глюконата в 10 мл воды дает характерные реакции на кальций.

Прозрачность раствора. 0,1 г вещества растворяют в 10 мл воды, нагревают на водяной бане до температуры 30°С в течение 30 минут, охлаждают. Полученный раствор должен выдерживать сравнение с эталонным раствором III.

рН. От 6,0 до 7,2 (2% раствор в воде, потенциометрически).

Галогены. 0,5 г вещества растворяют при нагревании в 25 мл воды. К 10 мл полученного раствора прибавляют 0,5 мл кислоты азотной, 0,5 мл раствора серебра нитрата, перемешивают и через 5 минут сравнивают с 10 мл эталонного раствора, к которому прибавлены те же количества реактивов. Опалесценция в испытуемом растворе не должна превышать опалесценцию эталонного раствора (не более 0,02%).

Примечание. Приготовление эталонного раствора: 1,0293 г предварительно высушенного при 110°С в течение 4 часов натрия бромида растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 1 л, доводят объём раствора водой до метки (раствор А). 5 мл раствора А доводят водой до метки в мерной колбе вместимостью 1 л (раствор Б).

1 мл раствора Б содержит 0,004 мг бром-иона. Срок годности эталонного раствора Б - 6 месяцев.

Сульфаты. Раствор 0,2 г вещества в 10 мл должен выдерживать испытания на сульфаты (не более 0,01%).

Потеря в массе при высушивании. Около 0,5 г вещества (точная масса) сушат при температуре от 100°С до 105°С до постоянной массы. Потеря в массе не должна превышать 1%.

Тяжелые металлы. 0,5 г вещества растворяют при нагревании на водяной бане при температуре 30°С в смеси 2 мл кислоты хлористоводородной разведенной и 8 мл воды в течение 7 минут. 10 мл полученного раствора должны выдерживать испытание на тяжёлые металлы (не более 0,001%).

Мышьяк. 0,25 г вещества должны выдерживать испытание на мышьяк (не более 0,0002%).

Декстрин, сахароза. 0,5 г вещества растворяют при нагревании в смеси из 2 мл кислоты хлористоводородной разведенной и 10 мл воды. Нагревают на водяной бане при температуре 30°С в течение 2 мин. К охлажденному раствору постепенно приливают 8 мл раствора натрия карбоната и фильтруют через 5 мин.

5 мл фильтрата кипятят на водяной бане в течение 1 мин с реактивом Фелинга. Не должно образовываться красного осадка.

Количественное определение. Около 0,4 г вещества (точная масса) растворяют в 20 мл воды при нагревании на водяной бане при температуре 30°С в течение 15 минут. После охлаждения прибавляют 10 мл аммиачного буферного раствора, около 0,1 г индикаторной смеси или 0,5 мл раствора кислотного хромового темно-синего и титруют 0,05 М раствором трилона Б до сине-фиолетового окрашивания.

1 мл 0,05 М раствора трилона Б соответствует 0,02242 г кальция глюконата, которого должно быть не менее 98,5% и не более 103,0%.

 

 

Глютаминовая кислота

Acidum glutaminicum

 

C₅H₉NO₄ М. м. 147,13

Описание. Белый кристаллический порошок с едва ощутимым запахом, кислого вкуса.

Подлинность. 0,02г препарата растворяют при нагревании в 1 мл сежепрокипяченной воды, прибавляют 1 мл свежеприготовленного раствора нингидрина и нагревают; появляется сине-фиолетовое окрашивание.

2 мг препарата смешивают с 2 мг резорцина и 5 каплями концентрированной серной кислоты и нагревают до появления зелено-коричневого окрашивания. Охлаждают, прибавляют 5 л воды и 5 мл раствора аммиака; появляется красно-фиолетовое окрашивание с зеленой флюорисценцией.

Удельное вращение от +30⁰ до +34⁰ (5% раствор в разведенной соляной кислоте)

Кислотность. 1,5 г препарата растворяют в 30 мл горячей свежепрокипяченной воды и по охлаждении фильтруют; рН полученного фильтрата 3,1-3,7.

Посторонние аминокислоты. К 5 мл того же фильтрата прибавляют 5 мл реактива Фелинга и кипятят на сетке 2 минуты; не должно появляться зеленое ил бурое окрашивание.

Нерастворимые вещества. 1 г препарата растворяют в смеси 4 мл разведенной азотной кислоты и 11 мл воды; мутность не должна превышать эталон №4.

Органические примеси. 0,2 г препарата растворяют в 5 мл концентрированной серной кислоты. Полученный раствор должен быть бесцветным в течение 15 минут.

Хлориды. 0,1 г препарата взбалтывают с 25 мл воды в течение 5 минут и фильтруют. 10 мл фильтрата должны выдерживать испытание на хлориды (не более 0,05% в препарате)

Потеря в массе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная навеска) сушат при 100-105⁰ до постоянного веса. Потеря в весе не должна превышать 0,5%.

Сульфатная зола и тяжелые металлы. Сульфатная зола из 0,5 г препарата не должна превышать 0,1% и должна выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате).

Количественное определение. Около 0,3 г препарата (точная навеска) помещают в коническую колбу емкостью 100 мл и при слабом нагревании растворяют в 50 мл свежепрокипяченной воды. К охлажденному раствору прибавляют 5 капель спиртового раствора бромтимолового синего и титруют 0,1 М раствором едкого натра до перехода желтой окраски в голубовато-зеленую.

1 мл 0,1 М. раствора едкого натра соответствует 0,01471 г кислоты глютаминовой, которой в препарате должно быть не менее 98,5%

Контрольные вопросы и ситуационные задачи

 

1. Какими химическими реакциями можно доказать наличие в лекарственном веществе катионов калия, кальция, натрия?

2. Как обнаружить в молекуле лекарственного вещества ацетат-, лактат- глюконат-, цитрат-ионы? Напишите уравнения химических реакций, укажите аналитический эффект.

3. Как выполнить количественное определение калия ацетата методом неводного титрования? Какие химические реакции при этом происходят?

4. Какими методами по ФС проводится количественное определение кальция глюконата и кальция лактата? Напишите уравнения химических реакций.

5. При каких заболеваниях применяют препараты производных карбоновых кислот алифатического ряда? В виде каких лекарственных форм они выпускаются?

6. Будет ли подвергаться изменениям калия ацетат при хранении в неплотно укупоренной таре? Какие факторы внешней среды оказывают при этом влияние на качество препарата?

7. Как получают глютаминовую кислоту?

8. Какими химическими реакциями можно подтвердить подлинность кислоты глютаминовой? Напишите уравнения реакций.

9. Какие химические реакции используются для количественного анализа кислоты глютаминовой?

10.Какие условия необходимы для хранения глютаминовой кислоты?

11.Назовите вещества производные аминокислот алифатического ряда. Приведите их графические формулы, латинские и химические названия.

12.Напишите уравнения химических реакций, подтверждающие подлинность алифатических аминокислот.

13.Какие физические константы используются для идентификации лекарственных веществ производных алифатических аминокислот?

14.Приведите уравнения химических реакций, подтверждающих амфотерные свойства алифатических аминокислот.

15.Напишите уравнение химической реакции взаимодействия алифатических аминокислот с нингидрином.

16.Для количественного определения аминокислот используют метод Сёренсена. В чём суть этого метода? Приведите уравнения химических реакций.

17.На каком свойстве алифатических аминокислот основано использование поляриметрии? Приведите формулу расчёта.

18.Можно ли алифатические аминокислоты определять количественно методом Кьельдаля? Какие при этом происходят химические реакции? Приведите схему прибора.

19.Какие химические свойства алифатических аминокислот положены в основу кислотно-основного титрования в неводных средах?

20.Для анализа каких веществ производных алифатических аминокислот применяется иодиметрия? Приведите уравнения химических реакций.

21.Объясните условия хранения лекарственных веществ производных алифатических аминокислот, исходя из особенностей их химической структуры.

22.Величина угла вращения плоскости поляризованного света 5% раствором кислоты глютаминовой в разведенной кислоте хлористоводородной составила 3,30 (1 = 20 см). Рассчитайте удельное вращение.

23.Какую массу кальция глюконата (М. м. = 448,4) необходимо взять, чтобы на количественное определение было затрачено 25 мл 0,05 М раствора трилона Б?

24.Каково содержание (в %) кальция лактата в образце, если на титрование навески массой 0,2863 г было затрачено 19,6 мл 0,05 М раствора трилона Б (К = 1,01). Потеря в массе при высушивании была равна 25% (М. м. = 218,2, безводный).

25.Дайте заключение о качестве калия ацетата (М.м. = 98,15) по количественному определению с учетом требований ГФ, если при навеске 0,0824 г предварительно высушенного лекарственного средства на титрование израсходовалось 8,38 мл 0,1 моль/л раствора кислоты хлорной с К = 1,0034. на контрольный опыт пошло 0,09 мл титранта.

26.Рассчитайте интервал объемов 0,05 моль/л раствора трилона Б с К = 0,9985, который будет обеспечивать качество кальция глюконата (М.м. 1-водного = 448,40) по количественному определению при навеске 0,3946 г с учетом требований ГФ Х.

27.При определении количественного содержания кислоты глютаминовой по Сёренсену на титрование навески массой 0,1500 г затрачено 23,9 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия, на контрольный опыт пошло 0,2 мл титранта. Рассчитайте содержание кислоты глютаминовой в веществе (М.м. = 147,13).

28.При определении количественного содержания кислоты глютаминовой методом нейтрализации на титрование навески массой 0,3017г затрачено 20,1 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия. Рассчитайте содержание кислоты глютаминовой в веществе (М.м. = 147,13)..

29.Рассчитайте теоретический объем 0,1 М раствора гидроксида натрия, который пойдет на титрование 0,1495 г кислоты глютаминовой методом нейтрализации (М.м. = 147,13).

30.При количественном анализе кислоты глютаминовой методом Кьельдаля на титрование аммиака, выделившегося в процессе минерализации, затрачено 10,0 мл 0,1 М раствора кислоты хлористоводородной, на титрование контрольного опыта - 0,8 мл. Рассчитайте содержание азота в препарате (а = 0,1474 г).

31.При определении кислоты глютаминовой (М. м. = 147,13) в таблетках на титрование порошка одной растертой таблетки пошло 20,25 мл 0,1 М раствора натрия гидроксида (К = 0,98). Рассчитайте содержание действующего вещества в одной таблетке.

Список литературы для подготовки.

1. Государственная Фармакопея. Издание XI, вып. 1,2. – Москва: Медицина, 1987.

2. Беликов, В.Г. Фармацевтическая химия: Учеб. Для вузов. – Пятигорск, 2007.

3. Фармацевтическая химия: Учеб. Пособие / Под ред. А.П. Арзамасцева. – 2-е изд., испр. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2005.

4. Химический анализ лекарственных веществ по функциональным группам. Учебно-методическое пособие для студентов фармацевтического факультета. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной медицинской академии, 2003.

5. Органические лекарственные препараты. Алифатические соединения. Краткий конспект лекций. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской медицинской академии, 2003.

 

ЗАНЯТИЕ 3