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).