Файл: Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии.pdf

РУКОВОДСТВО
К ЛАБОРАТОРНЫМ
ЗАНЯТИЯМ
ПО ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ
ХИМИИ
Под редакцией
Г. В. Раменской
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(Сеченовский Университет)

УДК 615.1/4 (076)
ББК 52.8я73
Р85
Р85
Руководство к лабораторным занятиям по фарма- цевтической химии : практикум / под ред. Г. В. Ра- менской. — 3-е изд.,
электрон. — М.
:
Лаборатория знаний,
2021. — 355 с. — Систем.
требования:
Adobe
Reader
XI
;
экран 10". — Загл. с титул. экрана. —
Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-387-7
Учебное пособие по курсу фармацевтической химии составлено на основе многолетнего опыта работы студенче- ского практикума по фармацевтической химии фармацевти- ческого факультета Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова. Содержит методики синтеза веществ различных классов. Изложены общие правила и методы работы в органическом практикуме,
даны общие указания по интерпретации спектров веществ.
Пособие подготовлено в комплекте с учебником «Фар- мацевтическая химия»
(под редакцией
Г. В. Раменской),
составленном в соответствии с программой по дисциплине
«Фармацевтическая химия»
по специальности
«33.05.01,
060301, 060108 — Фармация».
Для студентов, аспирантов и преподавателей фармацев- тических вузов и факультетов медицинских университетов.
УДК 615.1/4 (076)
ББК 52.8я73
Деривативное издание на основе печатного аналога: Руковод- ство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии :
практикум / под ред. Г. В. Раменской. — М. : Лаборатория знаний, 2016. — 352 с. : ил. — ISBN 978-5-906828-18-7.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных
техническими
средствами
защиты
авторских
прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-387-7
©
Лаборатория знаний, 2016
©
ФГАОУ ВО Первый МГМУ
им. И. М. Сеченова Минздрава России
(Сеченовский Университет), 2016 2

1.1. Рефрактометрия
Общие положения
Если луч света пересекает границу раздела двух прозрачных однородных сред, то направление луча изменяется — происходит его преломление, или
рефрак-
ция. Согласно закону преломления света, отношение синусов углов падения и преломления — величина постоянная:
n
=
sin sin
α
β
Коэффициент
n называется показателем преломления. Это безразмерная ве- личина, которая указывает, во сколько раз скорость света в «среде 1» больше скорости света в «среде 2» (рис. 1.1):
n
v
v
=
1 2
Если «среда 1» — это вакуум, то
v
1
— скорость света в вакууме (
≈3 ⋅ 10 8
м / с), а коэффициент
n — абсолютный показатель преломления (обычно его опреде- ляют для газов). Для жидкостей и твердых тел наиболее часто определяют по- казатель преломления относительно воздуха. В этом случае
n — относительный
Общие методы и приемы исследования качества
лекарственных средств
Г
ЛАВА
1
Физические и физикохимические методы
исследования лекарственных средств
Рис. 1.1. Показатель преломления

8
Глава 1
показатель преломления вещества. Связь между абсолютным n
абс и относитель- ным
n
отн показателями преломления имеет вид:
n
абс
=
n
возд
× n
отн где
n
возд
— абсолютный показатель преломления воздуха (
≈1,00027). Проводить подобный расчет, однако, обычно нет необходимости, так как в реф- рактометрических таблицах для жидких и твердых веществ (и для растворов лекарственных веществ) также приводят значения
n
отн
В фармакопейном анализе метод рефрактометрии в основном применяет- ся для установления подлинности и анализа чистоты лекарственных веществ
(в последнем случае — как косвенный показатель). В экспресс-анализе (т. е.
нефармакопейном) данный метод широко используется для количественного анализа растворов лекарственных веществ. С этой целью применяются реф- рактометры, позволяющие определять показатель преломления с относитель- но высокой точностью:
n ± 0,0001.
Анализ жидких лекарственных форм, содержащих одно растворенное
вещество
В этом разделе мы рассмотрим рефрактометрический анализ двухкомпонент- ных систем, состоящих из растворителя и растворенного лекарственного ве- щества.
Наиболее точный количественный рефрактометрический анализ возмо- жен только в определенном диапазоне концентраций. Для большинства ле- карственных веществ верхний предел этого диапазона находится в области
20—30%. При этом важно отметить, что регламентируется и нижний предел концентрации:
в общем случае он составляет 3%. Это связано с тем, что при низком содержании вещества в растворе недопустимо возрастает относитель- ная погрешность рефрактометрического анализа. В частности, необходимо от- метить, что
изотонический раствор натрия хлорида (т. е. 0,9%) не анализируют
методом рефрактометрии.
Для определения концентрации раствора по показателю преломления су- ществуют два подхода:
Первый подход заключается в использовании рефрактометрических таблиц, в которых приводятся значения показателей преломления и соответствующих им концентраций (или наоборот). В том случае, если в таблице отсутствует найденная экспериментально величина, для нахождения промежуточных зна- чений используют метод интерполяции.
Методика
Раствора магния сульфата 25% — 10 мл.
Измеренный показатель преломления составил 1,3551. Находим в реф- рактометрической таблице ближайшие значения — 1,3550 и 1,3560. Им со- ответствуют концентрации 24,70% и 25,92%. Рассчитываем, на сколько из- меняется концентрация при изменении показателя преломления на 0,0001:
(25,92% — 24,70%) / 10 = 0,122%. Отсюда, показателю преломления 1,3551 со- ответствует концентрация:
24,70% + 0,122%
≈ 24,82%

Физические и физикохимические методы исследования лекарственных средств
9
Сущность
второго подхода состоит в нахождении уравнения, описывающе- го зависимость показателя преломления раствора от концентрации растворен- ного вещества (и наоборот). Если эта зависимость линейна, то искомое урав- нение в общем случае имеет вид:
n = n
0
+
F
X
⋅ °С
Х
где
n
0
— показатель преломления растворителя (для воды n
D
20
≈ 1,3330);
F
Х
— фактор показателя преломления вещества Х, физический смысл ко- торого заключается в том, что он равен величине прироста показате- ля преломления при увеличении концентрации на 1%;
С
Х
— концентрация раствора вещества Х, %.
Отсюда, для нахождения концентрации раствора вещества Х в процентах по показателю преломления, определенному с помощью рефрактометра, рас- чет ведут по формуле:
C
n n
F
X
X
= −
0
(1)
Если содержание определяемого компонента в препарате необходимо по- лучить в граммах (
m
X
), расчет ведут по формуле:
m
n n
F
V
X
X
= − ×
0 100
ПРЕПАРАТА
(2)
где
V
ПРЕПАРАТА
— общий объем препарата, мл;
100 — коэффициент, служащий для перевода концентрации из процентов
(г / 100 мл) в г / мл.
В рефрактометрических таблицах всегда указывается, какому способу вы- ражения концентрации (массовая доля или массо-объемная концентрация) соответствуют приводимые показатели преломления и факторы показателей преломления.
Значение
F находят для каждого конкретного вещества на основании экс- периментальных данных. Примером линейной зависимости показателя пре- ломления раствора от массообъемной концентрации растворенного веще- ства могут служить водные растворы глюкозы. Для этого лекарственного вещества фактор показателя преломления для массообъемной концентрации
F = 0,00142%
–1
, и линейное уравнение имеет вид:
n = 1,3330 + 0,00142
⋅ °C
(3)
Для большинства лекарственных веществ во всем диапазоне концентраций зависимость
n от С нелинейна, т. е. фактор показателя преломления Fменяется вместе с концентрацией. Учитывая это, на основании экспериментальных дан- ных были рассчитаны значения
F для конкретных концентраций и составлены соответствующие таблицы зависимости фактора показателя преломления
F от концентрации для ряда веществ. В этом случае для расчета
С
X
в формулу подставляют то значение
F, которое соответствует предполагаемой концентра- ции вещества Х.

10
Глава 1
Рассчитаем концентрацию с использованием фактора
F на примере рас-
твора магния сульфата 25%. Фактор показателя преломления F для этой кон- центрации, найденный по рефрактометрической таблице, равен 0,00089. Из- меренный с помощью рефрактометра показатель преломления
n = 1,3551.
По формуле рассчитываем концентрацию анализируемого раствора:
С = (1,3551 – 1,3330) / 0,00089 = 24,83%
Методика
Раствора глюкозы 10% — 100 мл.
Измерение показателя преломления раствора при 18 °С дало результат
1,3475. Требуется найти концентрацию глюкозы.
Первый подход. По формуле (3) рассчитываем, что при 20 °С показатель пре- ломления должен быть равен 1,3473. По рефрактометрической таблице нахо- дим (с привлечением метода интерполяции), что такому значению
n соответ- ствует концентрация глюкозы 10,07%. Можно также по рефрактометрической таблице найти, что фактор показателя преломления
F для растворов глюкозы равен 0,00142, и рассчитать по формуле (1) концентрацию глюкозы:
С = (1,3473 – 1,3330) / 0,00142 = 10,07%
Второй подход. Используя вышеуказанное правило для водных растворов твердых веществ, измеряем при той же температуре показатель преломления воды очищенной — 1,3332. По рефрактометрической таблице находим, что фактор показателя преломления
F для растворов глюкозы равен 0,00142. Под- ставляем найденные значения в формулу (1):
С = (1,3475 – 1,3332) / 0,00142 = 10,07%
Часто для расчета содержания глюкозы в водном растворе приводят следу- ющую формулу:
C
n n
=
−
⋅
0 0 00142 100
,
где
n и n
0
— показатели преломления соответственно раствора и растворите- ля, а 0,00142 — фактор показателя преломления водных растворов глюкозы. При этом значение 100 в знаменателе служит для перевода концентрации глюкозы из процентов (г / 100 мл) в г / мл, если в нор- мативной документации концентрация указана в г / мл.
Анализ многокомпонентных лекарственных форм
Рефрактометрический анализ смесей лекарственных веществ основывается на правиле аддитивности (сложения) показателей преломления:
n = n
0
+
n
1
+
n
2
+ … +
n
i
=
n
0
+
C
1
F
1
+
C
2
F
2
+ … +
C
i
F
i
Показатель преломления раствора равен сумме показателей преломления всех его компонентов — растворителя и растворенных веществ. Из этого урав- нения можно вывести формулу для расчета концентрации одного из компо- нентов смеси:
C
n
n
C F
C F
F
i i
1 0
2 2
1
= −
+
+…+
(
)
(4)

Физические и физикохимические методы исследования лекарственных средств 11
При этом имеется в виду, что все остальные компоненты смеси определяют- ся какими-либо другими методами, например титриметрически, и перед про- ведением расчета по формуле (4) все концентрации, кроме
C
1
, уже известны.
Если содержание определяемого компонента в препарате необходимо по- лучить в граммах (
m
1
), расчет ведут по формуле:
m
n
n
C F
C F
F
V
i i
1 0
2 2
1 100
= −
+
+…+
×
(
)
ПРЕПАРАТА
(5)
где
V
ПРЕПАРАТА
— общий объем препарата, мл; 100 — коэффициент, служащий для пе- ревода концентрации из процентов (г / 100 мл) в г / мл.
Пример
Натрия бромида — 2,0 мл.
Магния сульфата — 5,0 мл.
Раствора глюкозы 20% — 200,0 мл.
В этом случае натрия бромид определяют методом аргентометрии (ти- трант — 0,1 М раствор нитрата серебра), магния сульфат — методом комплек- сонометрии (титрант — 0,05 М раствор трилона Б). Глюкозу в присутствии натрия бромида целесообразно определить рефрактометрическим методом.
Расчет содержания глюкозы в процентах (
С
ГЛК
) выполняют по формуле (4):
С
n
n
C
F
C
F
F
ГЛК
NaBr
NaBr
MgSO
MgSO
ГЛК
/
=
−
+
×
+
×
⎡⎣
⎤⎦
(
)
0 4
4
где
n — показатель преломления раствора;
n
0
— показатель преломления воды очищенной, измеренный при той же температуре;
С
NaBr
— концентрация натрия бромида в растворе, определенная методом аргентометрии;
F
NaBr
— фактор показателя преломления раствора натрия бромида для най- денной концентрации;
C
MgSO
4
— концентрация магния сульфата (MgSO
4
⋅ 7H
2
O) в растворе, опреде- ленная методом комплексонометрии;
F
MgSO
4
— фактор показателя преломления раствора магния сульфата
(MgSO
4
⋅ 7H
2
O) для найденной концентрации;
F
ГЛК
— фактор показателя преломления раствора глюкозы.
1.2. Поляриметрия
Рассмотрим методику анализа таблеток валидола в качестве примера использо- вания поляриметрии для количественного определения (
подробнее см. Учебник).
Анализ таблеток валидола
Около 15 г порошка растертых таблеток (точная навеска) помещают в кониче- скую колбу вместимостью 100 мл, прибавляют 15—20 мл петролейного эфи- ра и взбалтывают в течение 5 мин; затем взвеси дают отстояться и осторожно декантируют жидкость с осадка на стеклянный фильтр № 2 в мерную колбу вместимостью 50 мл. К осадку вновь прибавляют 6 мл петролейного эфира и перемешивают содержимое колбы в течение 3 мин. Взвеси дают отстоять- ся и фильтруют через тот же фильтр и в ту же колбу. Извлечение повторяют