Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

контроль качества и безопасность ЛП

.pdf
Скачиваний:
225
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
4.05 Mб
Скачать

лочами и сильными кислотами, медленно, но практически необратимо. К этой группе ве- ществ относятся малорастворимые в воде оксиды и карбонаты, например оксид магния, карбонат магния.

Титрование по заместителю (косвенное титрование) используется для веществ, обла- дающих слабо выраженными кислотно-основными свойствами или практически не обла- дающими ими, например титрование теофиллина, теобромина, прегнина по кислоте азот- ной, которая выделяется при реакции указанных веществ с нитратом серебра.

При прямом определении результат анализа характеризуется меньшей ошибкой, чем при определении по остатку и по заместителю.

Стандартными реагентами в методе кислотно-основного титрования всегда служат сильные кислоты или сильные основания, так как реакция с их участием протекает более полно, чем с участием их слабых аналогов.

Определить КТТ можно двумя способами: визуально (индикаторный способ) и инст- рументально (чаще потенциометрически). Для анализа ЛС чаще применяется индикатор- ный способ.

Кислотно-основные индикаторы обычно являются органическими соединениями, про- являющими свойства слабых кислот или оснований. Их можно разделить на несколько групп:

фталеиновые индикаторы (фенолфталеин и тимолфталеин), которые бесцветны в умеренно кислых растворах и окрашены в щелочных растворах;

сульфофталеиновые индикаторы, среди которых находит применение феноловый красный;

азоиндикаторы (метиловый оранжевый и метиловый красный), которые с увеличе- нием щелочности среды меняют окраску с красной на желтую; точка перехода окраски индикатора несколько смещена в кислую область.

При визуальном определении КТТ с кислотно-основным индикатором ошибка в сред- нем составляет около ±0,5 единицы рН. Сравнение окрасок титруемого раствора с окра- ской стандартного раствора, содержащего такое же количество индикатора свидетель») при соответствующим значении рН, часто позволяет снизить ошибку до 0,1 единицы рН и меньше.

6.1.1. Кислотно-основное титрование в водной среде

Сильные кислоты титруют раствором щелочи по индикатору метиловому оранжевому. Таким образом проводят определение хлороводородной кислоты. Более слабые кислоты (бензойную, салициловую, аскорбиновую и др.) титруют, используя индикаторы, изме- няющие окраску в щелочной среде (фенолфталеин, феноловый красный). Причем для рас- творимых в воде препаратов растворителем служит вода, для карбоновых кислот, боль- шинство из которых нерастворимы в воде, растворителями являются 95%-ный спирт, ре- же ацетон.

Кислоту ацетилсалициловую во избежание гидролиза по сложноэфирной связи рас- творяют в охлажденном до 8–9оС нейтральном 95% спирте и титруют раствором щелочи, используя индикатор фенолфталеин:

COOH

COONa

+ NaOH

+ H2 O

OCOCH3

OCOCH3

Борная кислота принадлежит к очень слабым кислотам: константа диссоциации ее 5,75·10–10. Соль, образующаяся при титровании этой кислоты щелочью, очень сильно гид- ролизуется, и раствор становится щелочным значительно ранее достижения эквивалент- ной точки.

Известные методы определения борной кислоты основаны большей частью на том, что она реагирует с многоатомными спиртами, образуя более сильные комплексные ки-

91

слоты, которые можно точно титровать, используя индикатор фенолфталеин. Для этой це- ли было предложено добавлять нейтральный глицерин:

H3BO3 H+ + H2BO3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2 - OH

 

 

 

 

 

 

 

CH2 - OH

HO - CH

 

 

 

 

 

 

 

HO -

CH2

 

 

 

H+

 

 

 

 

 

 

2

 

 

+ NaOH

+

 

 

CH - O

 

 

 

 

+ H2 O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O -

CH

 

 

 

CH - O

O - CH

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

CH

2

- O

O - CH

 

 

 

 

 

CH2 - O

O - CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аминокислоты жирного ряда (кислота глутаминовая, метионин) могут быть оттитро- ваны как кислоты (по карбоксильной группе) 0,1 н раствором гидроксида натрия. Во из- бежание мешающего влияния аминогруппы (образование внутренней соли бетаина) до- бавляют раствор формальдегида; при этом образуется N-метиленовое производное (осно- вания Шиффа), и таким образом устраняется влияние аминогруппы на карбоксильную группу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COOH + HC

O

 

 

 

 

 

 

 

 

COOH + H2 O

R

 

 

CH

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NH2

 

 

 

 

 

N=CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

CH

 

 

COOH + NaOH

 

 

 

R

 

 

 

 

CH

 

COONa + H2 O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N=CH2

 

 

 

 

 

 

N=CH2

Эти соединения характеризуются слабыми основными свойствами и значительно большими (на 2–4 порядка) константами кислотной диссоциации, чем аминокислоты.

Двухосновная аминокислота (глутаминовая) может быть оттитрована как однооснов- ная в водном растворе по индикатору бромтимоловому синему. В присутствии раствора формальдегида или в спиртовом растворе кислота глутаминовая титруется раствором ще- лочи как двухосновная:

COOH

 

 

 

 

COOH

 

 

 

 

+ 2

 

 

 

 

+ 2 H2 O

CH NH

2

NaOH

 

 

CH NH2

 

CH CH COOH

 

 

CH2CH2COONa

2

2

 

 

 

 

 

 

Косвенный метод нейтрализации, основанный на выделении азотной кислоты при взаимодействии препаратов с раствором серебра нитрата, применяется для количествен- ного определения теобромина и теофеллина, прегнина и этинилэстрадиола. Выделяю- щуюся азотную кислоту титруют раствором гидроксида натрия. В основе определения теофеллина лежит реакция:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

Ag

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C

 

N

 

 

NH

+ AgNO3

 

H3C

 

N

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ HNO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O N

 

N

 

 

O N

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

NaOHизб. + HNO3 → NaNO3 + H2O

В молекулах этинилэстрадиола и прегнина содержится этинильный радикал –С=СН, атом водорода которого может легко выделяться в виде протона и замещаться атомами металлов с образованием солей ацетиленидов. С серебра нитратом этинилэстрадиол об- разует двойную соль, состоящую из серебряной соли этинилэстрадиола и шести молекул нитрата серебра:

Н2О

7AgNO3

+H3O+

R–CC–Ag+·6AgNO3+HNO3 +H2O

 

R–CCH R–CC

92

Выделившуюся азотную кислоту титруют раствором щелочи.

Ряд ЛС, относящихся к неорганическим и органическим основаниям, а также соли сильных оснований и слабых кислот могут быть определены количественно путем титрова- ния растворами соляной кислоты. Более сильные основания, например кодеин, титруют по индикатору метиловому красному, более слабые, например гексаметилентетрамин, – по ме- тиловому оранжевому. Определение можно проводить двумя методами: разрушением пре- парата при кипячении с избытком 0,1 н раствора серной кислоты с последующим титрова- нием этого избытка 0.1 н раствором гидроксида натрия или титрованием 0,1 н раствором хлороводородной кислоты как однокислотного основания:

(СН2)6 N4 + HCI (CH2)6 N4 + НСI

Лекарственные препараты, содержащие в своем составе сложноэфирную группу (на- пример, ацетилсалициловая кислота, фенилсалицилат, эстрадиола дипропионат), могут быть определены с помощью реакции гидролитического расщепления с последующим титрованием избытка щелочи раствором кислоты:

COOH

COONa

+ NaOH

+ CH3COONa

OCOCH3

OH

NaOHизб. + HCl → NaCl + H2O

Процесс гидролиза проводится при нагревании.

6.1.2.Кислотно-основное титрование

вневодных растворителях

Метод кислотно-основного титрования в неводных растворителях применяется для количественного определения слабых кислот с Ка < 10–8 (барбитураты, сульфаниламидные препараты и др.), слабых оснований с Кb < 10–8 (кофеин, резерпин и др.), титрование кото- рых в воде затруднено или невозможно из-за слабых кислотно-основных свойств. Этот метод позволяет с большой точностью определить многие ЛС, 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 ве- ществ. В зависимости от растворителя одно и то же вещество может быть кислотой, осно- ванием, амфотерным или нейтральным соединением, сильным или слабым электролитом.

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

Апротонные растворители это химические соединения нейтрального характера, мо- лекулы которых не ионизированы и не способны ни давать, ни присоединять протон. Ап- ротонные растворители не вступают во взаимодействие с растворённым веществом: к та- ким растворителям относятся многие углеводороды (бензол, толуол, гексан) и их галоген- производные (хлороформ, четырёххлористый углерод, дихлорэтан и др.). Апротонные растворители часто добавляют к так называемым ионизирующим растворителям для по- давления сольволиза (термин, сравнимый с гидролизом в водной среде) продукта нейтра- лизации, что способствует более чёткому установлению конца титрования.

Протолитические растворители это химические соединения, молекулы которых способны отдавать или присоединять протоны, они участвуют в кислотно-основном про- цессе. К ним относятся все растворители, не входящие в первую группу. Протолитиче- ские растворители, в свою очередь, можно разделить на три группы.

Первая группа амфипротные (амфотерные, амфолиты) растворители, которые мо- гут как отдавать, так и присоединять протоны. К ним относятся вода, одно- и многооснов-

93

ные спирты, другие соединения. Амфипротные растворители применяются для титрова- ния веществ как кислотного, так и основного характера.

Вторую группу составляют протогенные (кислые) растворители, у которых способ- ность к отдаче протона значительно превышает способность к его присоединению. К этой группе относятся муравьиная, уксусная, пропионовая и другие кислоты. Протогенные рас- творители усиливают основные свойства соединений.

Третья группа протофильные (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 пре- обладают над донорными. К основным растворителям относятся жидкий аммиак, пири- дин, диметилформамид, этилендиамин, диоксан и др. Протофильные растворители усили- вают кислотные свойства соединений.

В случае сильных или умеренно сильных кислот и оснований используют растворите- ли кислотного или основного характера. При титровании слабых кислот или оснований кислые и основные растворители желательно разбавлять инертными. Приведём сведения, систематизирующие данные по «силе» кислот и оснований в неводных средах, основан- ных на измерении величин рКа в воде (табл. 6). Значение рКb для некоторых ЛВ основа- ний приведены в табл. 7.

94

Таблица 6. Сравнительная сила кислот и оснований в зависимости от величины рК

Кислота

рКа

 

Основание

рКb

Сильная

<2

 

Сильное

<8

Умеренно

2–8

 

Умеренно

8–12

сильная

 

сильное

 

 

 

Слабая

8–10

 

Слабое

>12

Очень слабая

>10

 

Таблица 7. Значения рК для некоторых оснований

 

 

 

 

 

 

 

 

Основание

 

рК

 

Основание

 

рК

Атропин

 

4,35

Папаверин

 

8,10

Эфедрин

 

4,68

Амидопирин

 

9,30

Стрихнин

 

6,00

Теобромин

 

13,32

Кодеин

 

6,05

Кофеин

 

13,39

Морфин

 

6,17

Никотинамид

 

13,60

Вкачестве растворителя при количественном определении оснований и их солей обычно применяют ледяную уксусную и муравьиную кислоты, которые усиливают основ- ные свойства слабых оснований. Условия титрования в уксусной кислоте значительно улучшаются при добавлении уксусного ангидрида, увеличивающего кислотность и ди- электрическую проницаемость среды, а также апротонных растворителей (бензола, ди- хлорэтана, хлороформа), снижающих ионное произведение среды. Титрантом при невод- ном титровании оснований и их солей является 0,1 н раствор хлорной кислоты в безвод- ной уксусной кислоте.

Вкачестве индикатора чаще применяется 0,1% раствор кристаллического фиолетового

вбезводной кислоте уксусной, который имеет переход окраски при неводном титровании от фиолетовой (щелочная среда) через сине-зеленую (нейтральная среда) к желтовато-зеленой (кислая). Реже применяют насыщенный раствор метилового оранжевого в ацетоне (титруют до изменения окраски от фиолетовой до зелёной, 0,1% раствор тропеолина 00 в метиловом спирте (титруют до появления фиолетовой окраски).

При применении 0,1–0,01 н растворов хлорной кислоты для неводного титрования ве-

роятные пределы ошибки составляют от ±0,2 до ±0,4% в случае оснований, константа диссоциации которых, измеренная в воде, не ниже 10–10. В соответствующих условиях опыта слабые основания (рК>12) можно титровать с точностью ±1%.

При растворении слабых оснований в кислом растворителе безводной уксусной ки- слоте, молекулы которой отличаются ярко выраженной склонностью отдавать свои про- тоны, основность указанных соединений увеличивается до основности сильного основа- ния. Например, слабое основание амидопирин в среде безводной уксусной кислоты явля- ется значительно более сильным основанием:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

H3C

 

 

 

 

 

CH3

+ CH COOH

 

H C

 

 

+

 

 

 

 

 

CH3 + CH COO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C N

 

 

 

 

 

 

H C

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

N N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

CH3

 

 

 

 

 

 

 

3

3

O

N

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6H5

 

 

 

 

 

 

 

 

C H

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

В растворе титранта (0,1 н раствор хлорной кислоты в безводной уксусной кислоте) уксусная кислота проявляет свойства основания, т.е. принимает протон от более сильной кислоты хлорной:

HClO4 + CH3COOH ClO4+ CH3COOH2+

кислота основание перхлорат-ион ион ацилония (ацетония)

При титровании раствора амидопирина в безводной уксусной кислоте раствором хлорной кислоты ацетат-ионы, обусловливающие в безводной уксусной кислоте щелоч-

95

ность раствора, нейтрализуются ионами ацетония, обусловливающими в том же раствори- теле кислотность раствора:

CH3COO + CH3COOH2+2CH3COOH

Реакция кислотно-основного титрования сопровождается образованием молекул того растворителя, среди которого протекает данная реакция.

Кроме амидопирина, методом неводного титрования определяются как основания производные пиридина (никотинамид, изониазид, фтивазид), алкалоиды (резерпин, кофе- ин, теобромин, теофиллин).

Анализ очень слабых оснований с рК>12, к которым относятся кофеин (рК=13,40), тео- бромин (рК=13,32), никотинамид (рК=13,60), не может быть проведён в безводной уксус- ной кислоте с достаточной точностью, так как усиление основных свойств в этом случае недостаточно. В уксусном ангидриде такие основания значительно увеличивают свою си- лу, что позволяет использовать уксусный ангидрид как растворитель для очень слабых оснований. Для получения более четкого изменения окраски индикатора титрование луч- ше проводить после высушивания препаратов до постоянной массы и, кроме того, в неко- торых случаях добавлять апротонный растворитель бензол.

Органические основания, содержащие азот, протонируются растворителем, в то время как уксусный ангидрид превращается в анион, который реагирует с ионом ацетония с об- разованием уксусного ангидрида и уксусной кислоты:

(CH3CO)2O + B BH+ + (CH3COOOCCH2) (CH3COOOCCH2) + CH3COOH2+ (CH3CO)2O + CH3COOH

Изониазид является двукислотным основанием, в среде ледяной уксусной кислоты протонируются два атома азота (гидразиновый по N-2 и пиридиновый). Однако ледяная уксусная кислота содержит в качестве примеси уксусный ангидрид, который частично ацетилирует изониазид по гидразиновому азоту. Поэтому после растворения препарата в уксусной кислоте добавляют избыток уксусного ангидрида для ацетилирования всего ко- личества ЛВ и затем титруют ацетилированный изониазид как однокислотное основание:

O

 

 

C

 

 

NH

 

NH2

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

C NH NH C CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

C

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3COO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

C

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HClO4

 

 

O

 

 

C

 

NH

 

NH

 

C

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

+

 

 

CH COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ClO4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+N H

Соли органических оснований (адреналина и норадреналина гидротартраты, кодеина фосфат, хинина гидрохлорид) можно титровать в безводной кислоте уксусной раствором кислоты хлорной в том случае, если их анионы ведут себя как основания по отношению к иону ацетония и могут принимать протоны. Анионы карбоновых кислот, нитрат-ион, ди- гидрофосфат-ион ведут себя как однокислотные основания. Сульфат-ион с ионом ацето- ния также ведёт себя как однокислотное основание, которое при титровании кислотой хлорной превращается в гидросульфат:

NO3+ CH3COOH2+ HNO3 + CH3COOH

SO42– + CH3COOH2+ HSO4+ CH3COOH

H2PO4+ CH3COOH2+ H3PO4 + CH3COOH

Хлорид-ион в безводной кислоте уксусной очень слабое основание, и при комнатной

96

температуре реакция не идёт количественно слева направо:

Cl + CH3COOH2+ HCl + CH3COOH

Так же ведут себя другие галогениды (бромиды, иодиды). Поэтому при титровании в безводной уксусной кислоте солей галогенидов раствором кислоты хлорной к реакцион- ной смеси добавляют ртути ацетат; при этом образуется недиссоциирующий галогенид ртути (II) и ацетат азотистого основания:

2B·HCl + Hg(CH3COOH)2 = 2B·CH3COOH + HgCl2

Некоторые гидрохлориды органических оснований могут быть оттитрованы кислотой хлорной в среде уксусного ангидрида без добавления ацетата ртути (II). Уксусный ангид- рид реагирует с гидрохлоридом основания с образованием протонированного основания, ацетилхлорида (хлорангидрида кислоты уксусной) и ацетат-иона.

Так, определение эфедрина гидрохлорида основано на следующей реакции:

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

CH

 

 

NH

 

CH3

Cl

+ (CH CO) O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl + CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

NH

 

CH3

ClO4

 

 

+ CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

C

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Титрование ЛС в таблетках иногда проводится без отделения от наполнителей, ино- гда ЛВ извлекают из таблеток в органический растворитель (хлороформ) и после удаления растворителя проводят количественное определение.

При определении ЛВ в растворах для инъекций необходимо предварительно удалить воду. Это достигается либо упариванием на водяной бане, либо нагреванием с уксусным ангидридом, при этом вода превращается в кислоту уксусную.

При пересмотре НД на ЛФ часто методы неводного титрования заменяют на методы УФ-спектрофотометрии.

При титровании ЛВ кислого характера наиболее часто используют следующие про- тофильные растворители: диметилформамид (ДМФА), пиридин, бутиламин, этилендиа- мин. Титрантами для неводного определения кислот могут быть 0,1 н раствор гидроксида натрия в смеси метилового спирта и бензола, 0,1 н растворы метилатов щелочных метал- лов (натрия, калия, лития), 0,1 н раствор гидроксида тетрабутиламмония.

Вкачестве индикатора чаще всего применяют тимоловый синий (титруют до измене- ния окраски от жёлтой до синей). Кроме того, конец титрования можно определить потен- циометрическим методом.

Неводные растворители основного характера усиливают кислотные свойства слабых кислот и амфотерных соединений. Лучшим растворителем для титрования слабых кислот,

величина рКа которых не превышает 10,5–11,0, является диметилформамид, так как он имеет высокую диэлектрическую проницаемость, доступен, дёшев, малолетуч. Этот рас- творитель содержит кислые примеси, поэтому его нейтрализуют непосредственно перед титрованием.

Карбоновые кислоты, соединения, содержащие енольный и фенольный гидроксиды, сульфаниламидные препараты, кислотные аналоги с имидной группой можно титровать в ацетоне. В качестве титранта целесообразно применять тетрабутиламмония гидроксид.

Взависимости от относительной электрофильности используемых растворителей, имею- щих основной характер, в этих растворителях изменяется также и относительная сила кислот

(табл. 8).

97

Таблица 8. Относительная сила кислот

 

 

Растворитель

 

Кислота

Вода

Диметилфор-

Этилендиа-

 

мамид

мин

 

 

Хлористо-

Сильная

Сильная

Сильная

водородная

 

 

 

Бензойная

Слабая

Более сильная

Сильная

 

 

 

 

Фенол

Не титруется

Очень слабая

Слабая

 

 

 

 

Амфотерные соединения (амфолиты) в зависимости от растворителя могут проявлять как кислотный, так и основной характер (табл. 9). Как кислоты методом неводного титро- вания могут быть определены карбоновые кислоты, аминокислоты, барбитураты, пурино- вые алкалоиды (теобромин и теофеллин), сульфаниламидные препараты, фенолы и другие соединения.

Фенолы могут титроваться в среде этилендиамина (обладающего более основными свойствами, чем диметилформамид) раствором метилата натрия.

Такая слабая кислота, как стрептоцид, не может быть отитрована в диметилформами- де, но титруется в среде н-бутиламина растворами метоксида натрия или тетрабутиламмо- ния гидроксида (индикатор азофиолетовый). Другие сульфаниламидные препараты с бо- лее выраженными кислотными свойствами (с заместителями в сульфамидной группе) мо- гут быть оттитрованы в среде диметилформамида растворами натрия гидроксида в смеси метилового спирта и бензола или метилатов щелочных металлов.

98

Таблица 9. Условия титрования амфолитов

 

Можно титровать

Соединение

Как кислоты (растворитель,

Как основания (раствори-

 

титрант)

тель, титрант)

Изониазид

Диэтиламин, СН3ОК

СН3СООН–СНСl3, HClO4

Теобромин

C5H5N, СН3ОК

CH3COOH–C6H6, HClO4

Сульфаниламиды

ДМФА, C5H5N, C4H9NH2,

Этиленгликоль изопропи-

 

ацетон, СН3ОК

ловый спирт (1:1), НClO4

Титрование в основных растворителях необходимо проводить в тщательно закрытых сосудах для титрования или в атмосфере инертного газа для исключения влияния углеки- слого газа, содержащегося в воздухе.

При растворении кислот и кислотных аналогов (фенолов, енолов, имидов и т.д.) в про- тоноакцепторных основных растворителях, таких как этилендиамин, пиридин, н- бутиламин и диметилформамид, образуются сопряжённое основание и сольватированный протон, например:

C6H5COOH + C5H5N C5H5NH+ + C6H5COO

кислота растворитель «ониевый» ион сопряженное с кислотой основание

Следовательно, кислотность при этом возрастает и появляется «ониевый ион», кото- рый и титруют:

C5H5NH+ + C6H5COO + CH3ONa C6H5COONa + C5H5N + CH3OH

Определение барбитуратов проводится в среде диметилформамида путём титрования более сильных кислот барбитала, фенобарбитала (рКа 7,3–7,8) – 0,1 н раствором натрия гидроксида в смеси метилового спирта и бензола, а очень слабых кислот – 0,1 н раствором натрия метилата.

На примере фенобарбитала рассмотрим реакции, которые протекают при его количе- ственном определении. Под действием основного растворителя диметилформамида, кото- рый обладает способностью присоединять протон, происходит усиление кислотных свойств фенобарбитала:

 

 

H

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

C H

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

C2H5

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ H C N

 

O

 

 

 

+ H C N

O

 

 

 

 

C6H5

 

 

 

 

 

C H

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

+

 

 

 

 

 

 

N

 

 

6

5

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

O

 

 

 

O

 

 

 

H

 

O

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фенобарбитал диметилформамид

При титровании «ониевого» иона раствором натрия гидроксида образуется натриевая соль фенобарбитала и растворители (диметилформамид и вода):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

C H

+ H

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

2

 

5

 

C

 

N

+ NaOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6H5

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

O

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анион фенобарбитала «ониевый» ион

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

C H

+ H

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaO

 

 

 

 

 

 

2 5

 

 

C

 

N

 

+ H2 O

 

 

 

 

 

 

 

N

 

C6H5

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фенобарбитал натрия

 

растворители

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Окислительно-восстановительное титрование лекарственных веществ

99

Окислительно-восстановительные процессы лежат в основе многих химических реак- ций, используемых для количественного определения ЛВ. Если определяемое ЛВ способ- но отдавать электроны, т.е. действовать как восстановитель, то его можно определить тит- рованием стандартным раствором подходящего окислителя, и наоборот. Конечная точка титрования чаще всего определяется с помощью специальных обратимых окислительно- восстановительных индикаторов (ферроин, дифениламин), специфических индикаторов (например, крахмал индикатор на иод) или же безиндикаторным методом (в перманга- натометрии индикатором служит избыток титранта). Кроме того, конечная точка титрова- ния может быть определена потенциометрическим методом.

Величину молярной массы (М.м.) эквивалента окислителя (или восстановителя) нахо- дят путем деления его молекулярной массы на число принимаемых (или отдаваемых) им в данной химической реакции электронов:

Мэкв. = М.м. n

Методами окисления-восстановления может быть определено количественное содер- жание многих ЛС, которые в достаточной степени проявляют окислительные или восста- новительные свойства; применение косвенных методов позволяет проводить количест- венное определение ЛВ, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами.

Вфармацевтическом анализе применяется большое количество методов окислительно- восстановительного титрования: иодометрия, броматометрия, перманганатометрия, цери- метрия и др.

6.2.1.Иодометрия

Воснове иодометрического метода лежит полуреакция:

I2 + 2e2I ; E0 = 0,536 B

Видно, что каждый атом иода присоединяет один электрон и, следовательно, масса эк- вивалента иода равна его атомной массе.

Иод, будучи относительно слабым окислителем, применяяется для определения силь- ных восстановителей в средах, близких к нейтральной. Титрованный раствор иода пред- ставляет собой раствор иода в водном растворе иодида (иод очень мало растворим в воде и легко растворим в водном растворе калия иодида с образованием трииодидного ком-

плекса КI3).

Конечная точка титрования может быть определена тремя способами:

при титровании бесцветных растворов конечная точка титрования определяется по окраске трииодид-иона (желтый цвет);

для более высокой чувствительности к раствору добавляют несколько миллилитров несмешивающегося с водой растворителя, например хлороформа. При встряхивании ос- новная масса иода переходит в органический слой и придает ему интенсивную фиолето- вую окраску;

наиболее широко используемым индикатором в иодометрии служит водная суспен- зия крахмала. Крахмал является специфическим индикатором и в присутствии небольших количеств иода образует адсорбционный комплекс, окрашенный в синий цвет, в образова-

нии которого участвует растворимая часть крахмала β-амилоза. Комплекс легко разру- шается, а следовательно, раствор обеспечивается при восстановлении I2 до I . При боль- шой концентрации I2 крахмал разрушается с образованием продуктов, являющихся необ- ратимыми индикаторами. Поэтому крахмал следует добавлять к растворам, содержащим незначительные количества иода, на что указывает светло-желтая окраска раствора.

При способе обратного титрования к испытуемому раствору добавляют избыток стан- дартного раствора иода и после окончания реакции окисления испытуемого вещества из- быток иода титруют раствором натрия тиосульфата.

100