Тема: "Фармакопейный анализ спиртов и простых эфиров"

Тема:
"Фармакопейный анализ
спиртов и простых эфиров"
Спирты R—ОН
Спирты
можно
рассматривать
как
углеводороды, в которых один или несколько атомов
водорода замещены -ОН
группами. В зависимости от числа гидроксильных групп спирты могут быть одноатомными, двух-, трехатомными и т.д.
По числу заместителей у атома углерода
различают первичные, вторичные и третичные спирты:
R—CН2—ОН
R—CН—ОН
R—C—ОН
|
R1
R1
R2
Введение –ОН в молекулу углеводорода оказывает влияние на физические, химические и физико-химические
свойства. Гидроксил повышает растворимость вещества в воде. При увеличении
длины углеводородной цепи растворимость уменьшается. В ряду: первичные
→ вторичные → третичные спирты растворимость увеличивается.
Одноатомные спирты – это низкокипящие жидкости
(этанол), трехатомные
(глицерин) вязкие жидкости, а шестиатомные (маннит) – твердые вещества.
Присутствие –ОН в молекуле вещества
придает сладкий вкус, который почти не
проявляется у одноатомных спиртов, но с
увеличением числа –ОН групп проявляется более резко, например, глицерин имеет ясно выраженный сладкий
вкус, а маннит (гексаоксигексан) - близок
по вкусу и свойствам к сахарам.
Введение одного гидроксила в молекулу углеводорода повышает физиологическую активность
(наркотические
свойства) и увеличивает токсичность.
Увеличение
количества –ОН групп
ведет к уменьшению наркотических
свойств (гликоль, глицерин, маннит) и к
снижению токсичности. Введение галогена в молекулу спирта усиливает его
физиологические свойства.
Лекарственные вещества,
содержащие спиртовый гидроксил
C2H5OH
Спирт этиловый
ρ = 0,812 - 0,808 (95 - 96%)
Spiritus aethylicus, Spiritus vini
В ГФ приведены 2 статьи на спирт
этиловый: 95 %-ный и 90, 70 и 40 %-ные
растворы.
Описание. Прозрачная, бесцветная,
подвижная жидкость, с характерным
запахом, жгучим вкусом. Кипит при 78 оС,
легко воспламеняется, горит синеватым
бездымным пламенем. Смешивается во
всех соотношениях с водой и большинством органических растворителей.
Глицерин
СН2- ОН
|
СН – ОH
|
СН2- ОН
Glycerinum
Состав:
Глицерина дистиллированного 1кг,
Воды очищенной до ρ = 1,223 – 1233
(по массе 86 - 90 % глицерин).
Описание. Густая, прозрачная, бесцветная
или почти бесцветная гигроскопичная
жидкость, без запаха, сладкого вкуса. Смешивается с водой и спиртом, мало смешивается с эфиром. Температура кипения глицерина 29 0С.
Получение
C2H5OH: Для медицинских целей получают
этиловый спирт биологическим методом из
растительного сырья, содержащего крахмал или сахар (рожь, пшеница, картофель,
виноградные соки).
Крахмалсодержащее сырье сначала
измельчают, затем обрабатывают перегретым паром до образования густой
массы, после охлаждения добавляют
солод (измельченные проросшие зерна
ячменя), содержащий фермент амилазу,
который катализирует процесс образования мальтозы из крахмала:
2(C6H10O5)n+n H2O → n C12H22O11
крахмал
мальтоза
Глюкоза образуется из мальтозы под
влиянием фермента мальтазы, содержащегося в дрожжах:
C12H22O11 + H2O → 2 C6H12O6
мальтоза
глюкоза
В дрожжах также содержится фермент
зимаза, который способствует образованию этилового спирта и углекислого
газа:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 СО2↑
После брожения получается бражка,
содержащая 10-18 % спирта, ее подвергают дробной перегонке и получают сначала 70 %, а из него 95-96 % спирт –
сырец. Он содержит примеси побочных
продуктов: сивушные масла, уксусный
альдегид, глицерин и т.д. Очистку ведут с
помощью
активированного
угля
и
дробной перегонки.
Глицерин: получают омылением жиров
по способу К. Шееле под действием липаз
или других катализаторов:
Подлинность
C2H5OH:
1) Образование йодоформа.
При нагревании спирта этилового с йодом
в щелочной среде ощущается запах
йодоформа и постепенно обра-зуется
желтый осадок:
C2H5OH+4I2+6NaOH→
→ CHI3↓+HCOONa+5NaI+5H2O
желтый, запах
2)
Образование этилацетата. Реакция основана на способности спиртов к
этерификации при нагревании с карбоновыми кислотами в присутствии концентрированной серной кислоты:
СH3COOH+C2H5OH → СH3–C=O+H2O
OC2H5
фруктовый запах
3) При действии сильных окислителей
спирт этиловый окисляется до ацетальдегида и далее до кислоты уксусной:
C2H5OH+[О]+H2SO4 → CH3–C=O+H2O
H
запах свежих
яблок
Если пробирку накрыть бумагой, пропитанной нитропруссидом натрия и пиперидином, то появится синее пятно.
При использовании калия перманганата в кислой среде будет наблюдаться
еще и его обесцвечивание, а в случае
прибавления K2Cr2O7 и разведенной
H2SO4 – зеленое окрашивание, обусловленное образованием Cr2(SO4)3.
Глицерин: 1) Образование акролеина. В
присутствии калия гидросульфата происходит дегидратация глицерина и образуется непредельный альдегид – акролеин
– неприятного специфического и раздражающего запаха.
2) Глицерин как многоатомный спирт
проявляет более сильные кислотные
свойства и взаимодействует с меди
гидроксидом, образуя комплекс синего
цвета:
CuSO4 + 2 NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
голубой
синий
Доброкачественность
C2H5OH:
1) Допускаются: восстанавливающие вещества, их определяют с
KMnO4 при температуре 15 оС. При стоянии окраска должна достигать окраски
эталона не ранее, чем через 20 минут.
Сравнивают с эталоном - CoCl2 + нитрат
уранила.
2) Недопускаются: органические основания определяют нагреванием с разведенной H2SO4 и последующим добавлением раствора натрия гидроксида;
не должно быть запаха аммиака;
•метанол и другие летучие вещества
определяют методом ГЖХ или хромотроповой кислотой после окисления калия
перманганатом (не должно быть фиолетовой окраски);
•сивушные масла – на фильтровальную
бумагу помещают смесь этанола, воды и
глицерина; после испарения жидкости не
должен ощущаться посторонний запах;
•альдегиды определяют ФЭК по реакции
с кислотой фуксинсернистой; при наличии
альдегидов образуется краситель пурпурно-красного цвета;
•фурфурол определяют реакцией образования основания Шиффа с анилином;
раствор должен быть бесцветным:
•дубильные и другие экстрактивные вещества
определяют
добавлением
NH4OH; раствор д.б. бесцветным;
•Cl-, SO42-, тяжелые металлы.
Глицерин: 1) Допускаются:
•эфиры определяют добавлением к
нейтрализованному раствору 10 мл 0,1 н
NaOH, фенолфталеина и титрованием
через 15 минут 0,1 н раствором HCl;
•Cl-, SO42-, тяжелые металлы.
2) Недопускаются:
акролеин и другие восстанавливающие
вещества, которые определяют нагреванием с раствором аммиака; раствор не
должен желтеть (акролеин), а от прибавления раствора AgNO3 не должен
образовываться темный осадок (восстанавливающие вещества);
•соли NH4+ и белковые вещества определяют нагреванием с равным объемом
раствора NaOH; не должен ощущаться
запаха NH3 и характерный запах животного клея;
•As, Fe.
Количественное определение
C2H5OH:
•по плотности (алкаголиметрические таблицы в ГФ);
•дихроматометрия;
•ацетилирование.
Глицерин:
•по плотности и показателю преломления
(рефрактометрия);
•дихроматометрия, обратное титрование,
индикатор - крахмал:
СН2- ОН
3СН - ОH + 7K2Cr2O7 + 56HNO3 →
СН2- ОН
→ 9CO2↑+14KNO3+14Cr(NO3)3+40H2O
K2Cr2O7 + 6 KI + 14 HNO3 →
→ 3 I2 + 2 Cr(NO3)3 + 7 H2O + 8 KNO3
•ацетилирование (см. функциональный
анализ).
Применение, хранение
Спирт этиловый обладает наркотическим действием, воздействуя на кору
головного мозга, вызывает алкогольное
возбуждение. В концентрации 50 - 70 %
обладает дезинфицирующим свойством.
Применяют наружно для компрессов и
для обтираний как антисептик и
раздражающее средство.
При изготовлении настоек и экстрактов применяют этиловый спирт как
растворитель.
Глицерин применяют для смягчения
кожи рук, для приготовления туалетного
мыла и других косметических средств, а
так же в качестве основы для
приготовления мазей.
Хранят в хорошо укупоренной таре, в
прохладном месте, т.к. спирт летуч, а
глицерин может поглощать влагу.
Простые эфиры R – O – R1
Их
можно
рассматривать
как
производные спиртов и фенолов, в
которых атом водорода в гидроксиле
замещен на углеводородный радикал.
Это мало реакционноспособные вещества, однако они легко окисляются
даже кислородом воздуха до перекисных
соединений, которые могут быть причиной взрыва.
Лекарственные вещества
C 2 H 5 - O - C 2H 5
ρ = 0,714 – 0,717, Ткип. = 34-36 0С
Эфир медицинский, Aether medicinalis
диэтиловый эфир
ρ = 0,713 – 0,714, Ткип. = 34-35 0С
Эфир для наркоза
Aether pro narcosi
Описание.
Бесцветная,
прозрачная,
подвижная жидкость жгучего вкуса со
своеобразным запахом. Легко воспламеняется.
Эфир растворим в 12 ч воды, смешивается во всех соотношениях со спиртом,
бензолом, хлороформом.
Отличаются вещества лишь степенью
чистоты.
Получение
Получают эфир нагреванием спирта с
серной кислотой при температуре 130140 оC.
C2H5OH+H2SO4 → C2H5–HSO4+H2O
этилсерная кислота
C2H5–SO4+C2H5OH→C2H5−O−C2H5+H2SO4
диэтиловый эфир
Должен строго соблюдаться температурный режим. Если температура ниже
130 0С, то вместе с эфиром и водой
отгоняется не прореагировавший спирт, а
если выше 140 0С, то могут образовываться
нежелательные
примеси:
ацетальдегид, перекиси, гидроперекиси.
Эфир отгоняют и очищают.
Подлинность
Работать надо с эфиром вдали от
источников огня и помнить о взрывоопасности его паров. Простые алифатические эфиры проявляют свойства
оснований за счет наличия в молекуле
атома
кислорода
с
неподеленной
электронной парой. При действии минеральных кислот простые эфиры образуют
оксониевые соли, которые легко гидролизуются в присутствии воды:
R – O – R + НСl → [R – O+ – R]СlН
1) Расщепление простых эфиров происходит при действии бромистоводородной и йодистоводородной кислот. В
результате получаются галогеналкан и
спирт:
C2H5−O−C2H5+НI → C2H5I+C2H5OH
При окислении диэтилового эфира
образуются пероксиды и гидропероксиды.
C2H5−O−C2H5
+H2O+O2возд.
+H2O2
+O2возд.
CH3–C=O+H2O2; C2H5−O−O−C2H5; CH2=CH–O−C2H5+ H2O2
Н
перекись диэтила
+ H2O
C2H5OH+СH2=CHOH
CH3–CH–O–O–CH–CH3
+[O]
OH
OH
CH3–C=O
перекись диоксиэтила
H
уксусный альдегид
CH3–CH–O–OH+CH3–C=O
ОН
Н
-H2O
+[O]
CH3COOH
CH3–CH
O
|
O перекись этилидена
уксусная кислота
Доброкачественность
Перекись этилидена – очень неустойчивое
взрывоопасное
вещество,
поэтому прежде чем определять Ткип. и
нелетучий остаток проводят пробу на
перекиси.
Допустимы:
альдегиды,
которые открывают реактивом Несслера;
допускают возникновение желто-бурой
окраски и помутнение нижнего слоя, но
не должно быть осадка:
H3C=O+K2НgI4+3KOH →
H
→Нg↓+CH3COОК+4KI+2H2O
В эфире для наркоза альдегиды не
допускаются.
•вода (в эфире для наркоза) определяется пикриновой кислотой; сравнивают
окраску с эталоном.
Недопустимы: пероксиды определяют
с раствором KI; не должно быть пожелтения водного и эфирного слоев:
C2H5–O–O–C2H5+2KI+H2O →
→ I2+C2H5–O–C2H5+2KOH
•сивушные масла – фильтровальная бумага смоченная эфиром не должна иметь
постороннего запаха.
Применение, хранение
Применяют эфир для наркоза. Используют его в настоящее время ограниченно,
так как сейчас применяют менее токсичные вещества. Хранят по Сп. Б, в ХУТ
оранжевого стекла, в прохладном и
защищенном от света месте, вдали от
огня. Эфир для наркоза хранят в
герметически
укупоренных
склянках
оранжевого стекла по 150 мл, закрытых
корковыми пробками с цинковой фольгой,
залитыми мастикой. Через 6 месяцев
препарат подвергается анализу.
Цинковая фольга предохраняет от
образования перекисей и альдегидов,
восстанавливая их.
Сложные эфиры алифатические
Сложные эфиры – это производные
карбоновых кислот, у которых атом
водорода в ―СOOH группе замещен на
R. К эфирам азотной кислоты относится
нитроглицерин.
Нитроглицерин
Глицерина тринитрат
Nitroglycerinum
СН2- О–NO2
|
СН – О–NO2
|
СН2- О–NO2
ρ не более 0,829 г/см3
Описание. Растворимость. Бесцветная
или
бледно-желтая
маслообразная
жидкость. Практически нерастворим в
воде, растворим в спирте, эфире.
При
соприкосновении
с
кожей
нитроглицерин вызывает сильную головную боль. С препаратом надо обращаться с осторожностью при переливании, отвешивании, хранении, так как
препарат взрывоопасен при сотрясении и
нагревании из-за разложения с выделением огромного количества сильно нагретых газов:
СН2-О-NO2
4СН-О-NO2→12CO2↑+6N2↑+O2↑+10H2O+Q
СН2-О–NO2 диоксид
азот кислород вода
углерода
Если пролит нитроглицерин, то его сразу
заливают NaOH, при этом происходит
гидролиз.
Получение
Нитроглицерин получают нитрованием
глицерина в присутствии водоотнимающих
средств при температуре -15 0C.
СН2-ОН
СН2-О–NO2
СН –ОH+3НNO3+H2SO4 → СН–О–NO2 +3H2O
СН2-ОН
конц.
СН2-О-NO2
Подлинность
Подтверждают реакциями на глицерин
после щелочного гидролиза (образование
акролеина) и на NO3- (без предварительного гидролиза).
Доброкачественность
Допускают наличие примеси диэтиленгликольдинитрата, которую определяют
методом ТСХ и неорганических нитратов.
Количественное определение
Ацидиметрия,
вариант
гидролиза,
способ обратного титрования, индикатор
фенолфталеин. Так как продукты гидро-лиза
могут взаимодействовать между собой, то
определение ведут в присутствии окислителя H2O2:
СН2-О–NO2
СН –О–NO2+5NaOH+H2O2 → NaNO3+3H2O+
СН2-О–NO2
+2NaNO2+HCOONa+CH3COONa
NaOH + HCl → NaCl + H2O
изб.
Э = М.м/5
2) СПФ после гидролиза в присутствии
уксусной кислоты с последующим взаимодействием образовавшейся HNO3 с
кислотой фенолдисульфоновой. Образуется желтое окрашивание, которое усиливается при добавлении избытка NH3.
Применение, хранение
Хранят по Сп. Б небольшие количества,
в ХУТ, в прохладном защищенном от света месте, вдали от огня. Применяют как
спазмолитик,
коронарорасширяющее
средство при стенокардии в виде таблеток, микрокапсул, аэрозолей. Используют 2 % мази, пластыри, диски.