Бензоат натрия. Кофеин-бензоат натрия Контрольные вопросы и ситуационные задачи
Лабораторая работа №5
Анализ производных пурина
Кофеин-бензоат натрия (Coffeinum – natrii benzoas)
Вывод: препарат по своим физическим свойствам соответствует требованиям ГФ.
Подлинность:
Кофеин-бензоат натрия
УФ-спектрометрия
С общеалкалоидными осадительными реактивами. С 0,1 % раствором танина образуется белый осадок, растворимый в избытке реактива.
0,5 г препарата растворяют в 3 мл. воды, добавляют 1 мл. раствора едкого натра, 10 мл. хлороформа и взбалтывают в течении 1- 2 минут. Хлороформный слой фильтруют через фильтр с безводным сульфатом натрия и выпаривают хлороформ на водяной бане. Остаток даёт реакцию подлинности на кофеин:
К 10 мг. Препарата в фарфоровой чашке прибавляют 10 мл соляной кислоты и 0,5 мл перекиси водорода и выпаривают досуха на водяной бане. Прибавляют 1 каплю аммиака – осадок приобретает пурпурно-красную окраску, которая исчезает при добавлении 2-3 капель раствора гидроокиси натрия.
Мурексидная проба на кофеин
Реакция на бензоат. К 2 мл нейтрального раствора бензоата (0,01-0,02 г иона бензоата) прибавляют 0,2 мл раствора хлорида окисного железа; образуется осадок розовато-желтого цвета.
Соль натрия, внесённая в бесцветное пламя, окрашивает его в жёлтый цвет.
Прозрачность и цветность раствора. Раствор 0,5 г препарата в 10 мл воды должен быть прозрачным и бесцветным
Щелочность или кислотность. 0,25 г препарата растворяют в 5 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды и прибавляют несколько капель раствора фенолфталеина. Раствор не должен окрашиваться в розовый цвет. Розовая окраска должна появляться от прибавления не более 0,15 мл 0,05 н. раствора едкого натра.
Органические примеси . 0,3 г препарата растворяют в 3 мл концентрированной серной кислоты. Окраска раствора не должна быть интенсивнее эталона № 5а.
Хлориды . 0,1 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта. Полученный раствор должен выдерживать испытание на хлориды (не более 0,02% в препарате).
Сульфаты . 0,5 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта. Полученный раствор должен выдерживать испытание на сульфаты (не более 0,02% в препарате).
Тяжелые металлы. 0,5 г препарата растворяют в 10 мл воды. Полученный раствор должен выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате).
Потеря в весе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная навеска) сушат при 80° до постоянного веса. Потеря в весе не должна превышать 5%.
Количественное определение кофеина-бензоата натрия по к офеину.
Около 0,1 г порошкарастворяют в 10 мл воды в мерной колбе вместимостью 50 мл, прибавляют 2 мл разведенной серной кислоты, 8мл 0,1 моль/лраствора йода, объем доводят водой до метки и перемешивают. После отстаивания в течение 15 мин раствор быстро фильтруют через слой ваты в сухую колбу, прикрывая воронку часовым стеклом. Первые 10мл фильтрата отбрасывают. Переносят 25 мл фильтрата в колбу и избыток йодаоттитровывают0,1 моль /л растворомнатрия тиосульфата до обесцвечивания (индикатор - крахмал).
Параллельно проводят контрольный опыт, титруя раствор йода после фильтрования (А мл).
1 мл 0,1 моль/л раствора йода соответствует 0,004855 г безводного кофеина. Содержание кофеина-бензоата натрия (X) в граммах вычисляют по формуле:
где Р - средняя масса порошка, г; 2,564 - коэффициент пересчета на кофеин-бензоат натрия при содержании 38 - 40% кофеина в препарате.
Метод йодометрии. Основан на образовании осадка перйодида кофеина в кислой среде, который отфильтровывают и в фильтрате определяют избыток йода.
Дана ЛФ:
Кофеина-бензоата натрия 0,05 г
Сахара 0,1 г
Заключение:
Хранение: бывший список Б, в хорошо укупоренной таре.
Применение: стимулятор ЦНС, кардиотоническое средство.
1.Для проведения аналитического контроля субстанции кофеина-бензоата натрия:
· Приведитехимическую формулу и рациональное название кофеина-бензоата натрия. Обоснуйте его физико-химические свойства и предложите использование их в анализе качества лекарственных средств.
· В соответствии с химическим строением и свойствами предложите возможные методы для количественного анализа лекарственного вещества и предлагаемой микстуре.
кофеин-бензоат натрия
Coffeinum-natrii benzoas
1,3,7 – триметилксантин с натрия бензоатом
Кофеин-натрия бензоат – белый порошок без запаха, слабо горького вкуса, легко растворим в воде, трудно в спирте. Двойная соль, полученная путем смешения водных растворов, содержащих 40% кофеина и 60% натрия бензоата.
Кофеин – полностью метилированное производное ксантина (2,6 – диоксипурина в 7Н форме).
Пурин – конденсированная гетероциклическая система, состоящая из циклов пиримидина и имидазола. Является третичным основанием, вступает в реакции окисления и осаждения.
Натрия бензоат – соль, образованная сильным основанием и слабой органической кислотой, характерны реакции вытеснения осаждения.
Неорганические компоненты лек.формы – NaBr и MgSO 4 – средние соли, легко растворимы в воде. Вступают в реакции обмена, образуя нерастворимые осадки (цинкуранилацетат Na, пикрат Na, фосфат магния, аммония). Бромиды вступают в окислительно-восстановительные реакции, проявляя восстановительные свойства, реакции осаждения (с АaNO 3). Сульфаты вступают в реакции осаждения с солями бария.
Подлинность: - кофеин-натрия бензоат
1) Мурексидная проба (ГФ X), основана на разрушении молекулы пурина при t с окислителем до образования смеси метилированных производных аллоксана идиалуровой кислоты, при взаимодействии которых образуется аллоксантин, в аммиачной среде образующий аммонийную соль тетраметилпурпуровой кислоты.
Эта реакция применяется для анализа субстанции (после хлороформенного извлечения)
2)В ЛФ кофеин определяют по реакции осаждения с раствором I 2 и добавлением р-ра HCI, образуется бурый осадок.
3)бензоат-натрия определяется по реакции комплексообразования с FeCI 3 (ГФ X)
6С 6 Н 5 COONa +2FeCI 3 +10H2O → (C 6 H 5 COO) 3 Fe·Fe(OH) 3 ·7H 2 O + 3C 6 H 5 COOH+ 6NaCI
1,3,7-триметил-ксантин моногидрат
Получение:
2. Синтетическим путём
а) Синтез Траубе (для теофиллина и кофеина):
Описание: Белые шелковистые игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок горьковатого вкуса, без запаха.
Растворимость: Медленно растворим в воде, ЛР в горячей, ТР в спирте. Растворы имеют нейтральную реакцию.
Подлинность:
1. Мурексидная проба (окисление в кислой среде с разрушением имидазольного цикла):
2. ГФ – УФ спектр, 1 максимум;
3. реакция с I 2: при добавлении к кофеину раствора I 2 не должно быть ни осадка, ни помутнения, однако, если мы подкислим раствор выпадает бурый осадок Coff I 4 HI, растворимый в NaOH
Coff + I 2 à нет реакции à (при подкислении) Coff I 4 HI¯, растворимый в NaOH.
4. При добавлении танина образуется белый осадок растворимый в избытке реактива.
НеГФ:
1. МФ – ИК спектр в сравнении со стандартом.
2. В щелочной среде разрушается пиримидиновый цикл:
3. Реакция азосочетания:
Чистота:
1. Посторонние алкалоиды – недопустимы. Раствор препарата не должен давать осадок с реактивом Майера.
2. Теобромин и теофиллин – недопустимы. ТСХ. На хроматограмме допускается только 1 пятно.
3. Органические примеси с к.H 2 SO 4 – должен быть прозрачным и бесцветным.
Количественное определение:
1. Неводное титрование. Кофеин растворяют в хлороформе и добавляют уксусный ангидрид. Индикатор – кристаллический фиолетовый, титруют до желтой окраски.
2. Обратная йодометрия (ГФ для кофеина-бензоата натрия):
Coff + I 2 + KI + H 2 SO 4 à Coff I 4 HI + KHSO 4
I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 à Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
Прежде чем титровать избыток йода, надо отфильтровать осадок.
4. ФЭК (по реакции образования азокрасителя).
Хранение: список Б. В хорошо укупоренной таре.
Применение: Применяют кофеин (и кофеин-бензоат натрия) при инфекционных и других заболеваниях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС и сердечно-сосудистой системы, при отравлениях наркотиками и другими ядами, угнетающими ЦНС, при спазмах сосудов головного мозга (при мигрени и др.), для повышения психической и физической работоспособности, для устранения сонливости. Применяют также кофеин при энурезе у детей.
Подлинность.
Кофеин-бензоат натрия
Coffeinum natrio-benzoicum
Получение. Взаимодействие водных растворов бензоата натрия и кофеина, полученный раствор выпаривают до образования сухого порошка.
1. реакции на кофеин после выделения щелочью и хлороформом.
2. реакция на бензоат ион с трихлоридом железа образуется осадок телесного цвета.
3. препарат дает реакции, характерные для иона натрия.
1. определение кофеина йодометрическим методом после осаждения его из препарата кислотой в виде основания кофеина, содержание кофеина должно быть 38 - 40% в пересчете на сухое вещество.
Точную навеску препарата растворяют в воде, прибавляют разбавленную серную кислоту и 0,1 М раствор йода, после отстаивания в течение 15 минут раствор фильтруют и в фильтрате избыток йода оттитровывают 0,1 М раствором тиосульфата натрия, в конце титрования прибавляют раствор крахмала.
I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 = 2NaI + Na 2 S 4 O 6
УЧ=1/4; формула обратного титрования
2. В другой навеске определяют количество бензоата натрия методом нейтрализации. Титрование ведут в присутствии эфира, который извлекает выделяющуюся бензойную кислоту.
Точную навеску препарата растворяют в воде, прибавляют эфир, смешанный индикатор (метиловый оранжевый и метиленовый синий) и титруют 0,5 М раствором соляной кислоты до появления сиреневой окраски водного слоя
Бензоата натрия должно быть 58 - 62%.
Хранение. в хорошо укупоренной таре.
Применение. Стимулятор ЦНС, кардиотоническое средство.
Формы выпуска. Растворы для инъекций 10, 20%-ный, таблетки 0,1; 0,2.
См. Учебно-методическое пособие по внутриаптечному контролю: концентрированный раствор кофеина-натрия бензоата 10%; растворы для внутреннего применения - раствор натрия бромида и кофеин-натрия бензоата; настой травы горицвета, кофеин-натрия бензоата и натрия бромида; внутриаптечная заготовка и фасовка (микстура) состава: настой корневищ и корней валерианы, кофеин-натрия бензоат, магния сульфат, натрия бромид, настойка мяты перечной.
Natrii benzoas
C 7 H 5 NaО 2 М. м. 144,11
Описание. Белый кристаллический или аморфный порошок без запаха или с очень слабым запахом.
Растворимость. Легко растворим в воде, умеренно растворим в спирте 90 %, практически нерастворим в эфире и хлороформе (ГФ XI, вып.1, с.175).
Подлинность. Ультрафиолетовый спектр 0,001% водного раствора препарата в области от 220 до 300 нм имеет максимум поглощения при 226 нм ± 2 нм.
0,2 г препарата в 2 мл воды дают характерную реакцию на бензоаты (ГФ XI, вып. 1, с. 159).
Прозрачность раствора. Раствор 1 г препарата в 10 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды должен быть прозрачным или выдерживать сравнение с эталонным раствором 1 (ГФ XI, вып. 1, с. 198).
Цветность раствора. Раствор 0,5 г препарата в 5 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды должен быть бесцветным (ГФ XI, вып.1, с. 194).
Щелочность и кислотность. К раствору, полученному в испытании на “Прозрачность“, прибавляют 0,1 мл фенолфталеина. Окраска раствора должна измениться от прибавления не более 0,2 мл 0,1 М раствора натра едкого или 0,2 мл 0,1 М раствора кислоты хлористоводородной.
Хлориды. 0,1 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта 95%. Полученный раствор должен выдерживать испытание на хлориды (не более 0,02% в препарате; ГФ XI, вып. 1, с. 165).
Сульфаты. 0,5 г препарата растворяют в 4,5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта 95% и 0,5 мл кислоты хлористоводородной разведенной. Полученный раствор должен выдерживать испытание на сульфаты (не более 0,02% в препарате; ГФ XI, вып. 1, с. 165).
Тяжелые металлы. 0,5 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта 95 %. Полученный раствор должен выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате;ГФ XI, вып. 1, с. 165).
Потеря в весе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная навеска) сушат при температуре от 100 до 105°С до постоянной массы. Потеря в массе не должна превышать 2,0 % (ГФ XI, вып. 1, с. 176).
Количественное определение. Около 1,5 г препарата (точная навеска) растворяют в 20 мл воды в колбе с притертой пробкой, вместимостью 250 мл, прибавляют 45 мл эфира, 0,2 мл индикатора и титруют 0,5 М раствором кислоты хлористоводородной до появления сиреневой окраски в водном слое. В конце титрования содержимое колбы хорошо встряхивают.
1 мл 0,5 М раствора кислоты хлороводородной соответствует 0,07205 г С 7 H 5 NaO 2 . Препарат содержит не менее 99,0 % г С 7 H 5 NaO 2 в пересчете на сухое вещество.
Примечание. Приготовление индикатора. 1 мл 0,1 % раствора метилового оранжевого смешивают с 1 мл 0,15% раствора метиленового голубого. Раствор применяется свежеприготовленным.
Хранение. В сухом, защищенном от света месте, при температуре выше + 25 0 С.
Контрольные вопросы и ситуационные задачи.
1. Объяснить с электронной точки зрения кислые свойства фенолов.
2. Какова область применения в фармацевтическом анализе реакций электрофильного замещения фенолов? Привести примеры.
3. Одним из химических свойств фенолов является их хорошая окисляемость с последующей конденсацией исходных и образовавшихся продуктов. Привести примеры реакций данного типа с хлорамином или хлорной известью на примере фенола, с реактивом Марки (формальдегид с концентрированной серной кислотой) на примере резорцина.
4. Приведите уравнения реакций сочетания фенолов с солью диазония в щелочной среде на примере фенола и резорцина.
5. Из реакций замещения в фармацевтическом анализе используется способность фенолов бромироваться и нитроваться. Какие продукты при этом получаются? Как эти реакции можно использовать для подтвержения подлинности производных фенола? Привести уравнения реакций на примере синестрола (бромирование) и фенола (нитрование).
6. Продукт нитрования фенола используется в фармацевтической химии как реактив. Написать его формулу, привести химическое и тривиальное названия, а так же реакцию, в которой он выступает в качестве реагента.
7. Одной из общих реакций идентификации на фенольный гидроксил является реакция с хлорным железом. Назовите тип реакции. Какие из перечисленных веществ не дают этой реакции: фенол, ментол, резорцин, тимол.
8. ГФ Х для испытания подлинности резорцина рекомендует реакцию образования флюоресцина. Напишите уравнение реакции, назовите ее тип и стадии.
9. Обоснуйте йодо- и йодохлорметрические методы анализа резорцина, Чему будет равен фактор эквивалентности препарата.
10. Какие химические свойства викасола используются в цериметрическом и йодометрическом методах количественного определения.
11. Химические свойства ароматических кислот и их солей.
12. Способы получения ароматических кислот и их производных.
13. Общие и частные методы идентификации препаратов данной группы.
14. Общие и частные методы количественного определения.
15. Условия хранения препарата в зависимости от химического состава.
16. Обоснуйте фармакопейный метод количественного определения натрия бензоата. С какой целью определение ведётся в присутствии эфира. Приведите уравнения, выведите фактор эквивалентности.
17. Количественный анализ натрия бензоата по фармакопейной методике проводят ацидиметрическим методом вытеснения. Рассчитайте титр, если в качестве титрованного раствора будет использован раствор хлороводородной кислоты (0,5 моль/л).
18. Сделайте заключение о качестве тимола, если по методике ГФ на титрование навески 0,1501 г израсходовалось 13,0 мл раствора калия бромата (0,1 моль/л, УЧ 1/6 KBrO 3).
19. Рассчитайте массу порошка растертых таблеток викасола, чтобы на титрование по методике ГФ израсходовалось 22,5 мл раствора церия (IV) сульфата (0,1 моль/л, УЧ 1/2 Ce(SO 4) 2). Средняя масса таблетки 0,1014 г.
20. Какую навеску резорцина следует взять, чтобы при определении йодхлорметрическим методом на обратное титрование выделившегося йода пошло 10 мл натрия тиосульфата (0,1 моль/л), объем йода монохлорида был 30 мл (0,1 моль/л, УЧ ½ ICl).
Список литературы для подготовки.
1. Беликов, В.Г. Фармацевтическая химия: Учеб. Для вузов. – Пятигорск, 2003. С. 258-266.
2. Фармацевтическая химия: Учеб. Пособие / Под ред. А.П. Арзамасцева. – 2-е изд., испр. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2005.
3. Химический анализ лекарственных веществ по функциональным группам. Учебно-методическое пособие для студентов фармацевтического факультета. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной медицинской академии, 2003.
4. Органические лекарственные препараты. Ароматические соединения. Краткий конспект лекций. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской медицинской академии, 2004.