Zgodnie z wymaganiami Farmakopei Polskiej analiza jakościowa substancji aktywnych oraz substancji pomocniczych polega na przeprowadzeniu badań tożsamości, określeniu odpowiednich właściwości fizycznych i fizykochemicznych oraz wykonaniu wskazanych w monografiach reakcji chemicznych.

Badania tożsamości

W badaniach tożsamości związków organicznych preferowaną metodą jest absorpcyjna spektrofotometria w podczerwieni, która polega na porównaniu widm substancji badanej i porównawczej lub na porównaniu z widmem farmakopealnym analizowanej substancji.

Właściwości fizyczne i fizykochemiczne

1. Temperatura topnienia – temperatura, w której substancja ze stanu stałego przechodzi całkowicie w stan ciekły.

2. Temperatura krzepnięcia – temperatura, w której substancja ze stanu ciekłego przechodzi w stan stały.

3. Pomiar gęstości – stosunek masy badanej substancji do jej objętości.

4. Pomiar skręcalności optycznej – pomiar, w którym wykorzystuje się fakt, że substancje optycznie czynne (chiralna budowa cząsteczki) zdolne są do zmiany drgań spolaryzowanej liniowo fali elektromagnetycznej.

5. Pomiar osmolalności – oznaczenie liczby moli substancji osmotycznie czynnej rozpuszczonej w 1 kg rozpuszczalnika (wody); pomiar ten dotyczy płynów do podawania pozajelitowego i leków ocznych.

Reakcje chemiczne

Kwasy karboksylowe i ich sole

• Reakcje grupy karboksylowej – estryfikacja: po ogrzaniu z alkoholami w środowisku silnie kwasowym kwasy karboksylowe reagują, tworząc estry, lotne z parą wodną, mające charakterystyczny zapach.

  R1RclDIEcyXgO

  Grafika przedstawia wzór strukturalny kwasu benzoesowego, który jest zbudowany z pierścienia benzenowego zawierającego jedną grupę karboksylową. Poniżej w sposób schematyczny zaprezentowano reakcję estryfikacji, jako reakcję grupy karboksylowej z alkoholami. Schemat prezentuje reakcję dowolnego kwasu karboksylowego, R C O O H, gdzie R to grupa organiczna, z metanolem, wzór sumaryczny C H trzy O H, przebiegającą w środowisku kwasowym, co oznaczono jako kation wodorowy nad strzałkami równowagowymi. Produktami tej reakcji są ester R C O O C H trzy oraz woda, H dwa O.

  

• Reakcje jonów metali (sole kwasów karboksylowych):

  • jony wapnia: w wyniku reakcji jonów wapnia z heksacyjanożelazianem(II) potasu i chlorkiem amonowym wytrąca się biały, krystaliczny osad $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{NH}}_4\right)}_2\left[\mathrm{Fe}\left(\mathrm{CN}\right)\right]$₆,

  • jony sodu: w wyniku reakcji jonów sodu z piroantymonianem potasu powstaje gęsty, biały osad $\mathrm{Na}\left[\mathrm{Sb}{\left(\mathrm{OH}\right)}_6\right]$,

  • jony żelaza: w wyniku reakcji jonów żelaza z heksacyjanożelazianem(II) potasu w środowisku kwasowym powstaje niebieski osad heksacyjanożelazianu(III) żelaza(II) ${\mathrm{Fe}}_3{\left[\mathrm{Fe}{\left(\mathrm{CN}\right)}_6\right]}_2$.

Aminokwasy

Reakcje aromatycznej grupy aminowej: w wyniku kondensacji z aldehydami aromatycznymi powstają zasady Schiffa. Po zastosowaniu dimetyloaminobenzaldehydu (odczynnik Ehrlicha) powstaje pomarańczowy osad lub pomarańczowe/czerwone zabarwienie.

Estry

• Hydroliza estrów: wiązanie estrowe ulega rozkładowi pod wpływem kwasów i zasad.

• Transestryfikacja: umożliwia zidentyfikowanie alkoholu i kwasu wchodzących w skład estrów.

RrmqG1kDRoa5x

Schemat przedstawia reakcję transestryfikacji estru etylowego kwasu cztery aminobenzoesowego, pod wpływem kwasu octowego, C H trzy C O O H, i kwasu siarkowego, H dwa S O cztery. W wyniku tej reakcji powstaje kwas pe aminobenzoesowy oraz lotny octan etylu charakteryzujący się specyficznym zapachem.

Amidy

• Hydroliza amidów: zachodzi pod wpływem kwasów lub zasad, jest reakcją nieodwracalną.

• Reakcja na obecność grupy fenolowej: większość fenoli tworzy barwne związki kompleksowe z chlorkiem żelaza(III). Barwa jest nietrwała, uzależniona od rodzaju fenolu, użytego rozpuszczalnika i stężenia reagentów.

Sulfonamidy

Leki z grupy sulfonamidów są pochodnymi amidu kwasu 4‑aminobenzenosulfonowego (sulfanilamidu) o ogólnej strukturze przedstawionej na rycinie 4.

ReYoltShRnoJN

Grafika prezentuje wzór ogólny pochodnych sulfanilamidu. Sulfanilamid jest amidem kwasu pe aminobenzenosulfonowego, czyli aromatycznym, organicznym związkiem chemicznym zawierającym podstawnik aminowy i sulfonowy w konfiguracji para. Ugrupowanie sulfonowe może zostać podstawione podstawnikiem acetylowym, układem aromatycznym lub heterocyklicznym.

• Reakcja na grupę sulfonamidową:

  • tworzenie barwnych kompleksów z jonami kobaltu(II) i miedzi(II),

  • rozkład termiczny: większość pochodnych sulfanilamidu ogrzewana łagodnie w suchej probówce tworzy barwne stopy, ponadto często dodatkowo wydzielają się lotne związki o charakterystycznym zapachu, np. amoniaku, siarkowodoru.

• Chromatografia cienkowarstwowa (TLC): obejmuje procesy chromatograficzne, w których fazę nieruchomą stanowi cienka warstwa adsorbentu, a fazę ruchomą –rozpuszczalnik. Adsorbent o grubości ok. 0,2 mm umieszczony jest na płytkach szklanych, plastikowych, folii aluminiowej. Na płytkę chromatograficzną nanosi się za pomocą mikropipety substancję badaną i substancję wzorcową w odległości ok. 20 mm od krawędzi płytki. Po wyschnięciu płytki umieszcza się ją w komorze chromatograficznej z fazą ruchomą. Po przejściu fazy ruchomej na odpowiednią wysokość chromatogram jest wyjmowany i suszony. W przypadku substancji barwnych lub po wywołaniu substancji odczynnikiem chemicznym (odczynnik reaguje z substancją, tworząc z nią barwny produkt) ustala się miejsce położenia plamki wizualnie w świetle widzialnym i UV, w przypadku substancji bezbarwnych stosuje się odpowiedni odczynnik wywołujący.

Barbiturany

Barbiturany z jonami kobaltu(II) (tzw. reakcja Parriego) lub miedzi(II) (tzw. reakcja Zwikkera) w obecności zasad (np. pirydyny, amoniaku lub piperydyny) i w środowisku bezwodnym tworzą barwne związki kompleksowe. Reakcja z jonami kobaltu(II) jest charakterystyczna nie tylko dla barbituranów, ale także dla pochodnych hydantoiny, związków purynowych (np. teofiliny, teobrominy) oraz sulfonamidów. Sole sodowe pochodnych kwasu barbiturowego tworzą z wodnymi roztworami ${\mathrm{AgNO}}_3$ lub ${\mathrm{HgCl}}_2$ białe osady, które łatwo rozpuszczają się w 10‑procentowym wodnym roztworze amoniaku.

Ksantyny

Ksantyna jest pochodną puryny, która jest zbudowana ze skondensowanych pierścieni pirymidyny i imidazolu. Reakcja mureksydowa polega na utlenianiu pochodnych ksantyny do pochodnych alloksanu i kwasu 5‑aminobarbiturowego, które następnie tworzą metylowe pochodne kwasu purpurowego (o zabarwieniu czerwonożółtym). Po dodaniu wodorotlenku amonowego powstają odpowiednie sole amonowe (metylowe pochodne mureksydu) o zabarwieniu purpurowoczerwonym.

Zasady organiczne

Zasady organiczne reagują z jodobizmutanem potasu (odczynnik Dragendorffa), wydzielając pomarańczowy osad.

Sole zasad organicznych

• Podczas ogrzewania soli amonowych z roztworem wodorotlenku sodu wydzielają się pary, które mogą być identyfikowane na podstawie charakterystycznego zapachu i ich zasadowego odczynu.

• Reakcje anionów (sole zasad organicznych):

  • reakcja wykrywania obecności jonów chlorkowych – w wyniku reakcji jonów chlorkowych z roztworem ${\mathrm{AgNO}}_3$ w obecności 0,1 ml (oznaczenie miary litra ma alternatywną postać: l lub L) 10‑procentowego ${\mathrm{HNO}}_3$ powstaje biały osad, rozpuszczalny w 10‑procentowym roztworze amoniaku,

  • reakcja wykrywania obecności jonów fosforanowych – w wyniku reakcji jonów fosforanowych z roztworem ${\mathrm{AgNO}}_3$ powstaje żółty osad, rozpuszczalny w 10‑procentowym roztworze amoniaku,

  • reakcja wykrywania obecności jonów siarczanowych – w wyniku reakcji jonów siarczanowych z roztworem chlorku baru w obecności rozcieńczonego $\mathrm{HCl}$ powstaje biały osad siarczanu baru (${\mathrm{BaSO}}_4$).

W celu pogłębienia i ugruntowania tematu analizy jakościowej, można przejść do gry edukacyjnej „Od leku do wyniku”DCruHhO92gry edukacyjnej „Od leku do wyniku”.

Powrót do spisu treściDcoLyFBv4Powrót do spisu treści