Файл: Учебнометодическое пособие для студентов фармацевтического факультета А. Н. Серякова, А. М. Ивановская, А. В. Воронин фгбоу во самгму минздрава рф.pdf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
А.Н. СЕРЯКОВА А.М. ИВАНОВСКАЯ,
А.В. ВОРОНИН,
Качественный анализ
лекарственных средств
органической природы
Учебно-методическое пособие для студентов
фармацевтического факультета
Самара 2019

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА ХИМИИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
А.Н. СЕРЯКОВА А.М. ИВАНОВСКАЯ,
А.В. ВОРОНИН,
Качественный анализ
лекарственных средств
органической природы
Учебно-методическое пособие для студентов фармацевтического факультета
Утверждено
Центральным координационным
методическим советом
Самарского государственного
медицинского университета
(протокол № 5 от 20.03.2019 г.)
Самара 2019

УДК 615.3+547.2/.9+615.07(075.8)
ББК 52.821.73
С 33
Серякова, А.Н.
Количественный анализ лекарственных средств органической природы
: Учебно-методическое пособие для студентов фармацевтического факультета / А.Н. Серякова, А.М.
Ивановская, А.В. Воронин; «ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава РФ».
Самара: 2019. – 77 с.
В учебно-методическом пособии рассматриваются основные функциональные группы и реакционноспособные структурные фрагменты, на аналитических возможностях которых основываются методы качественного определения лекарственных веществ.
Цель методического пособия – систематизировать накопленные студентами знания по функциональному анализу органических соединений и раскрыть возможность прогнозирования качественного анализа лекарственных веществ органической природы.
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов 3-5 курсов фармацевтических институтов и факультетов медицинских вузов, изучающих методы фармацевтического анализа. Она также будет полезна для провизоров-ординаторов и практических работников, занимающихся контролем качества лекарственных средств.
Посвящается 100-летию Самарского государственного медицинского университета.
Рецензенты: Аввакумова
Н.П.
– зав. кафедрой общей бионеорганической и биоорганической химии ФГБОУ
ВО СамГМУ Минздрава России, профессор, доктор биологических наук.
Первушкин С.В. – зав. кафедрой фармацевтической технологии ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава России, профессор, доктор фармацевтических наук.
© ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава РФ, 2019
© Серякова А.Н., Ивановская А.М., Воронин А.В.,
2019

3
Содержание
Введение ...................................................................................................... 7
Часть 1. Аналитические возможности функциональных групп .. 10
Гидроксильная группа ....................................................................... 10
Енольный гидроксил .......................................................................... 11
Простая эфирная группа .................................................................... 12
Алкокси -группа ................................................................................. 12
Альдегидная группа ........................................................................... 12
Формальдегид ..................................................................................... 14
Кетогруппа .......................................................................................... 16
Карбоксильная группа ....................................................................... 16
Сложноэфирная группа ..................................................................... 17
ά- кетольная группа ............................................................................ 17
α-окси-карбоновая кислота ............................................................... 18
Лактонная группа ............................................................................... 18
Аминогруппа первичная алифатическая ........................................ 19
α-Аминокислота ................................................................................. 20
Амидная группа .................................................................................. 21
Фенольный гидроксил ....................................................................... 22
Нитрогруппа ароматическая ............................................................. 24
Аминогруппа первичная ароматическая ........................................ 25
Аминогруппа вторичная .................................................................... 26
Третичный атом азота ....................................................................... 26
Лактамная группа ............................................................................... 28
Циклические уреиды .......................................................................... 28
Уретановая группа ............................................................................. 28

4
Гидразинная группа ........................................................................... 29
Сульфгидрильная группа .................................................................. 29
Тиокарбонильная группа ................................................................... 30
Тиофосфорная группа ........................................................................ 30
Сульфогруппа ..................................................................................... 30
Аминометилен-сульфонатная группа .............................................. 30
Сульфамидная группа ........................................................................ 31
Сульфамидная группа замещенная .................................................. 31
Активная метиленовая группа ......................................................... 31
Галоген ................................................................................................ 32
Аналитические возможности структурных
реакционноспособных фрагментов ..................................................... 33
Фенильный радикал ........................................................................... 33
Фенильный радикал, активированный заместителем 1-го рода 33
Пиридиновое кольцо .......................................................................... 34
Метиленовая цепь .............................................................................. 35
Ненасыщенные углерод –углеродные связи ................................... 35
Часть П. Сущность и методическое обеспечение
функционального анализа .................................................................... 36
1. Спиртовой гидроксил .................................................................... 36 2. Енольный гидроксил ...................................................................... 37 3. Простая эфирная группа ................................................................ 38 4. Алкокси-группа .............................................................................. 38 5. Альдегидная группа ....................................................................... 39 6. Кетонная группа ............................................................................. 41 7. Карбоксильная группа ................................................................... 41 8. Сложноэфирная группа ................................................................. 42 9. α-кетольная группа ......................................................................... 43

5 10. α-оксикарбоновая группа ............................................................ 44 11. Лактонная группа ......................................................................... 44 12. Аминогруппа первичная алифатическая ................................... 45 13. α-аминокислота............................................................................. 46 14. Амидная группа ............................................................................ 46 15. Фенольный гидроксил ................................................................. 47 16. Ароматическая нитрогруппа ....................................................... 49 17. Аминогруппа первичная ароматическая ................................... 50 18. Вторичная аминогруппа .............................................................. 51 19. Третичная аминогруппа ............................................................... 52 20. Лактамная группа ......................................................................... 53 21. Циклическая уреидная группа .................................................... 53 22. Уретановая группа ....................................................................... 54 23. Гидразинная группа ..................................................................... 54 24. Сульфгидрильная группа ............................................................ 55 25. Тиокарбонильная группа ............................................................. 56 26. Тиофосфорная группа .................................................................. 56 27. Сульфогруппа ............................................................................... 57 28. Аминометиленсульфонат ............................................................ 57 29. Сульфамидная группа .................................................................. 58 30. Сульфамидная группа замещенная ............................................ 58 31. Активная метиленовая группа .................................................... 59 32. Галогенсодержащие органические препараты ......................... 60
Сущность и методическое обеспечение реакций на
структурные фрагменты ....................................................................... 62
33. Фенильный радикал ..................................................................... 62 34. Фенильный радикал, активированый заместителем 1-го рода 62 35. Пиридиновый цикл ...................................................................... 63

6 36. Метиленовая цепь ........................................................................ 63 37. Ненасыщенные углерод-углеродные связи ............................... 64
Сущность и методическое обеспечение специфических реакций
на ЛС .......................................................................................................... 65
Производные 5-нитрофурана ............................................................ 65
Производные тропана ........................................................................ 66
Производные пиримидино-тиазола .................................................. 67
Производные хинолина и хинуклидина .......................................... 68
Производные пурина .......................................................................... 69
Производные пиримидина ................................................................ 70
Производные диазепина .................................................................... 71
Сердечные гликозиды ........................................................................ 72
Рекомендуемая литература ................................................................... 74

7
Введение
Учебно-методическое пособие
«Качественный анализ лекарственных средств органической природы» для студентов III-V курсов фармацевтического факультета составлено в соответствии с
Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской Федерации № 219 от 27 марта
2018 г., по специальности 33.05.01 – Фармация.
Цель данного пособия – систематизировать накопленные студентами знания по функциональному анализу органических соединений и раскрыть возможность прогнозирования качественного анализа лекарственных веществ органической природы. Учебно-методическое пособие состоит из двух взаимно дополняющих друг друга частей. В первой части приводятся аналитические возможности функциональных групп и структурных реакционноспособныхфрагментов, во второй – сущность и методическое обеспечение качественного анализа ЛС с выделением специфических реакций на отдельные группы препаратов.
Материал первой части изложен по единой системе в виде таблицы, в которой на каждую функциональную группу или реакционноспособныйфрагмент приводятся основные реагенты
(иногда в общем виде, например, «ацилирующий агент»,
«окислитель» и т. д.), общая схема реакции и аналитический эффект. Во второй части приводятся подробные методики идентификации на конкретных примерах лекарственных средств.
Фармацевтический анализ лекарственных средств включает в себя оценку качества по множеству показателей, в т. ч. по важнейшему из них – качественному составу действующего вещества. Методики доказательства подлинности лекарственных средств, основанные на использовании химических методов анализа, включены в фармакопейные статьи на ЛС.

8
Лекарственные средства органического происхождения составляют большую часть фармацевтических препаратов. В отличие от неорганических, большинство органических соединений не являются электролитами, поэтому для их анализа обычно не могут быть применены реакции ионного типа, протекающие мгновенно. Характерной особенностью органических соединений является наличие в их молекуле определенных функциональных групп и реакционноспособных структурных фрагментов, химическим «поведением» которых и определяется выбор метода качественного определения.
Функциональная группа – это комбинация атомов, имеющая характерные химические свойства и являющаяся критерием его отнесения к тому или иному классу органических соединений.
Структурный реакционноспособный фрагмент – это часть молекулы лекарственного вещества, которая взаимодействует с реактивом с заметным аналитическим эффектом или количественно
(например, анионы органических кислот, фенильный радикал, кратные связи и т.д.).
Изучение материалов пособия направлено на формирование у студентов общепрофессиональной компетенции
ОПК-1: способность использовать основные биологические, физико- химические, химические, математические методы для разработки, исследований и экспертизы лекарственных средств, изготовления лекарственных препаратов.
Изучив материал учебно-методического пособия студент должен
Знать:

номенклатуруфункциональных групп;

теоретические основы методов химического анализа;

особенности анализа веществ органической природы;

9

методологические подходы к качественному анализу ЛС с позиции наличия в молекуле функциональных групп и реакционноспособных структурных фрагментов;

варианты реализации методов качественного анализа, возможности использования их в различных химических ситуациях, границы применимости каждого из них, особенности, достоинства, недостатки.
Уметь:

идентифицировать функциональные группы в структуре веществ органического строения;

использовать аналитические возможности функциональных групп и реакционноспособных структурных фрагментов молекулы ЛС для прогнозирования методов идентификации;

составлять схему доказательства подлинности с использованием химических свойств анализируемых ЛС.
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов фармацевтических институтов и факультетов медицинских вузов, изучающих методы фармацевтического анализа. Оно также будет полезно для провизоров-ординаторов и практических работников, занимающихся контролем качества лекарственных средств (ЛС).

10
Часть 1. Аналитические возможности функциональных групп
№
п/п
Функциональные
группы
Реагент
Общая схема реакций
Аналитический
эффект
1.
Гидроксильная
группа
1) Кислота органическая; водоотнимающе е средство (напр.
H
2
SO
4
конц.)
Этерификация
Эфиры низкомолекулярны х соединений имеют характерный запах. Эфиры высокомолекулярн ых соединений характеризуются определенной температурой плавления.
2)Ацилирующий агент
(ангидриды или галогенангидрид ы кислот)
Ацилирование
3) окислитель

K
2
Cr
2
O
7
,
H
2
SO
4 к.

KMnO
4
,
Окисление
Альдегиды низкомолекулярных соединений имеют характерный запах, либо
OH
R
H
2
SO
4
OR
C
R`
O
H
2
O
R OH
+
R`
C
O
OH
+
конц.
C
O
CH
3
CH
3
O
O
C
R OH
+
CH
3
OR
O
C
CH
3
O
C
OH
+
HCl
C
O
Cl
CH
3
R OH
+
CH
3
OR
O
C
+
R CH
2
OH
[O], H
+
R C
O
H
+
H
2
O

11
H
2
SO
4
к.

K
3
[Fe(CN
6
)] идентифицируются по реакциям на альдегидную группу.
1.1
Спирт этиловый
CH
3
CH
2
OH
I
2
, NaOH
Йодоформная проба
CH
3
CH
2
OH + 4 I
2
+ 6 NaOH
CHI
3
+ 5 NaI + HCOONa + 5 H
2
O
Желтый осадок йодоформа, имеющий характерный запах.
1.2
Многоатомные
спирты
CH
2
CH
OH
CH
2
OH
OH
CuSO
4
, NaOH
Реакция комплексообразования
CH
2
CH
OH
CH
2
OH
OH
Cu(OH)
2
+
CH
2
CH
O
CH
2
O
OH
Cu
H
CH
2
CH
O
CH
2
O
HO
H
+
2 H
2
O
NaOH
2
CuSO
4
+ 2 NaOH
Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4
Комплексное соединение синего или сине- фиолетового цвета.
2.
Енольный
гидроксил
1) ацилирующий агент
(ангидриды или галоген- ангидриды кислот)
Этерификация
Сложный эфир идентифицируют по температуре плавления
2) FeCl
3
+HCl
(или др. соли тяжелых металлов)
C
R(H)
RCH
OH + FeCl
3
C
R(H)
RCH
OFe
+2
Cl
2
Окрашенные комплексы синего, сине-фиолетового, красно-фиолетового и др. цветов.
C
R
R
1
OH
O
C
R
R
1
O
+
H
2
O
C
RCH
R(H)
OH
C
RCH
R(H)
OH
HX
+
+
R` C
O
X
C
RCH
R(H)
O C
O
R`