Презентация на тему "Методы количественного анализа, применяемые в фармацевтической химии"

Содержание

• 
  Слайд 1

  МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

  Лекция для студентов 3 курса фармацевтического факультета

• 
  Слайд 2

  Классификация

  I. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА 1. Гравиметрический (весовой) метод 2. Газометрический метод 3. Титриметрические методы Осадительное титрование (аргентометрия, тиоцианатометрия, меркурометрия) Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации) Титрование в водной среде (алкалиметрия, ацидиметрия) Титрование в среде неводных растворителей (неводное титрование) Окислительно-восстановительное титрование (йодометрия, йодхлорометрия, йодатометрия, броматометрия, цериметрия, перманганатометрия,) Комплексонометрия Нитритометрия 4. Элементный анализ Определение азота в органических соединениях (метод Кьельдаля) Метод сжигания в колбе с кислородом

• 
  Слайд 3
  

  II. ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА Оптические методы (рефрактометрия, поляриметрия) Методы, основанные на поглощении электромагнитного излучения (спектрофотометрия, фотоколориметрия, атомно-абсорбционная спектрометрия) Методы основанные на испускании излучения (атомно-эмиссионная спектрометрия, флуориметрия) Методы, основанные на использовании магнитного поля (спектроскопия ядерного магнитного резонанса, масс-спектроскопия) Электрохимические методы (потенциометрия, полярография) Методы разделения (хроматография, электрофорез) III. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ (например, оценка активности лекарственного растительного сырья и лекарственных препаратов, содержащих сердечные гликозиды )

• 
  Слайд 4

  Химические методы количественного определения лекарственных веществ

• 
  Слайд 5

  Комплексонометрия

  Комплексонометрический метод основан на реакции образования прочных комплексов полиаминокарбоновых кислот (комплексоны) с ионами металлов. Комплексоны: Трехосновная нитрилотриуксусная кислота (НТА) или H3Y, где Y3+ анион (комплексон I) Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ) или ЭДТУК (комплексон II, трилон А) Динатриевая соль этелендиаминтетрауксусной кислоты Na2H2Y – ЭДТА (комплексон III, трилон Б) Диаминциклогексантетрауксусная кислота (ДЦТУ)  - комплексон IV

• 
  Слайд 6

  Металлоиндикаторы

  Эрихром черный Т (окраска свободного индикатора синяя рН=9,5-10) Кислотный хром темно-синий (окраска свободного индикатора сине-фиолетовая рН=9,5-10) Кальконкарбоновая кислота (окраска свободного индикатора синяя рН=12-14) Пирокатехиновый фиолетовый (окраска свободного индикатора желтаярН=2-3)

• 
  Слайд 7

  Комплексонометрическое определение на примере магния сульфата

  Среда – рН=9,5-10,0 (аммиачный буфер: NH4OH; NH4Cl) Титрант – Трилон Б 0,05 моль/л Индикатор – Эрихром черный Т (фармакопейный для солей магния и цинка) 1 стадия. Реакция взаимодействие MgSO4 ∙ 7Н2О с эрихром черным Т окраска синяя окраска красно-фиолетовая

• 
  Слайд 8
  

  2 стадия. Реакция титрования (взаимодействие трилона Б с Mg2+) 3 стадия. Разрушение комплекса металл-индикатор; образование комплекса металл-трилон Б и свободного индикатора окраска красно-фиолетовая окраска синяя

• 
  Слайд 9
  

  Способы титрования Прямое титрование (определение ионов быстро реагирующих с ЭДТА и при условии существования подходящего индикатора) Обратное титрование 1) при отсутствии подходящего индикатора для прямого титрования 2) реакция ЭДТА с металлом протекает медленно 3) гидролиз ионов металла при оптимальной величине рН образования комплексоната Титрование по заместителю

• 
  Слайд 10

  Кислотно-основное титрование

  Прямое титрование Обратное титрование (если вещества реагируют со щелочами и сильными кислотами медленно, но практически необратимо). Например, малорастворимые в воде оксиды и карбонаты - магния оксид, магния карбонат основной. Титрование по заместителю (косвенное титрование) (если вещества обладают слабо выраженными кислотно-основными свойствами или практически не обладают ими). Например, титрование теофиллина, теобромина, прегнина по кислоте азотной, которая выделяется при реакции указанных веществ с серебра нитратом.

• 
  Слайд 11

  Классификация кислотно-основных индикаторов

  Фталеиновые индикаторы (бесцветны в умеренно кислых растворах и окрашены в щелочных) фенолфталеин (бесцветнаякрасная окраска рН=8,2-10,0) тимолфталеин (бесцветнаясиняя окраска рН=9,3-10,5) Сульфофталеиновые индикаторы феноловый красный (желтаякрасная окраска рН=6,8-8,4 Азоиндикаторы (с увеличением щелочности среды меняют окраску – становятся не красными, а желтыми; точка перехода окраски индикатора несколько смещена в кислую область). метиловый оранжевый (краснаяжелтаяокраска рН=3,0-4,4) метиловый красный (краснаяжелтаяокраска рН=4,2-6,3)

• 
  Слайд 12

  Титрование кислот и солей слабых оснований и сильных кислот

  Кислоты (борная, салициловая, аскорбиновая кислота. Соли органических оснований (титрование по кислотной части молекулы HNO3, H2SO4) – атропина сульфат и другие соли алкалоидов, прокаина гидрохлорид. Основания косвенным методом (определение кислоты азотной, образующейся при взаимодействии препаратов с серебра нитратом).

• 
  Слайд 13

  Определение кислот

  Алкалиметрия спиртового раствора с индикатором фенолфталеином Алкалиметрия кислоты глутаминовой с индикатором бромтимоловым синим

• 
  Слайд 14

  Определение солей органических оснований (на примере новокаина)

  Титрант – раствор NaOH Индикатор – фенолфталеин Титрование ведут в присутствии хлороформа, который извлекает выделяющееся основание.

• 
  Слайд 15
  

  Определение оснований косвенным методом (на примере норэтистерона и теобромина)

  HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O Точку эквивалентности определяют потенциометрически HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

• 
  Слайд 16

  Титрование оснований и солей сильных оснований и слабых кислот

  Прямая ацидиметрия гексаметилентетрамина, индикатор - смесь метилового оранжевого и метиленового синего Ацидиметрия натрия бензоата, индикатор – смесь метилового оранжевого и метиленового синего Обратная ацидиметрия хлоралгидрата, индикатор – фенолфталеин

• 
  Слайд 17

  Особенности титрования в неводных растворителях

  Определение органических и неорганических кислот и оснований и смесей, которые при титровании в водной среде не дают резких конечных точек титрования. Определение соединений, которые нерастворимы в воде и образуют стойкие эмульсии или разлагаются водой. Определение смеси веществ без их предварительного разделения. Тщательное обезвоживание реактивов и защита их от влаги воздуха.

• 
  Слайд 18

  Классификация растворителей

  I. По виду действия: Нивелирующее действие (уменьшают разницу в силе кислот и оснований) Дифференцирующее действие (повышают разницу в силе кислот и оснований) II. По участию растворителя в кислотно-основном процессе: Апротонные (нейтральные) – не участвуют в кислотно-основном взаимодействии – бензол, хлороформ, толуол, четыреххлористый углерод – применяют в качестве вспомогательных. Протолитические (способны отдавать или присоединять протоны) Протолитические растворители: амфотерные: вода, этанол протогенные (кислые: отдают протоны, усиливают основные свойства): муравьиная, ледяная уксусная кислоты, уксусный ангидрид протофильные (основные: принимают протоны, увеличивают силу слабых органических кислот): аммиак, пиридин, диметилформамид

• 
  Слайд 19

  Количественное определение органических оснований и их солей

  1. HClO4 + CH3COOH → ClO4– + CH3COOH2+ 2. R3N + CH3COOH → R3N+H + CH3COO– 3. CH3COO– + CH3COOH2+ → 2 CH3COOH 4. R3N+H + ClO4– → [R3N+H]ClO4–

• 
  Слайд 20

  Количественное определение органических кислот

  1. Получение титранта СH3OH + NaOH → CH3O– + Na+ + H2O 2. Реакция в колбе для титрования 3. Реакция титрования CH3O– + HCOHN(CH3)2→ CH3OH + HCON(CH3)2 4. Реакция в точке эквивалентности

• 
  Слайд 21
  

  СН3ОН + NaOH → Na+ + CH3O – + H2O CH3O – + HCOH+N (CH3)2→ CH3OH + HCON (CH3)2

• 
  Слайд 22

  Йодометрия

  1. Прямое титрование I2+ 2Na2S2O3 → 2NaI+ Na2S4O6 2. Заместительное титрование Пример I Cl2 + 2KI → I2 + 2KCl I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 Пример II 2CuSO4 + 4KI → 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4 I2+ 2Na2S2O3 → 2NaI+ Na2S4O6

• 
  Слайд 23
  

  3. Обратное титрование I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

• 
  Слайд 24

  Броматометрия (обратное титрование)

  KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 → 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O Избыток брома определяют йодометрически: Br2 + 2KI → I2 + 2KBr I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

• 
  Слайд 25
  

  Перманганатометрия MnO4 - + 5e + 8H+Mn +2+ 4 H2O Цериметрия Ce+4 + e Ce +3

• 
  Слайд 26

  Нитритометрия

  Метод количественного определения: первичных ароматических аминов (стрептоцид, сульфацил-натрий), ацилированных производных первичных ароматических аминов (после предварительного гидролиза) – парацетамол, ароматических нитропроизводных, которые легко могут быть восстановлены до ароматических аминов (хлорамфеникол), вторичных ароматических и алифатических аминов (тетракаин), гидразидови других соединений.

• 
  Слайд 27
  

  Среда – кислая (рHCl) Условия – катализатор KBr; температура 18-20оС или 0-10оС Титрант – NaNO2 Индикатор – внутренний (тропеолин 00) или внешний (йодкрахмальная бумага) Без индикатора – потенциометрически Пример I

• 
  Слайд 28
  

  Пример II Пример III

• 
  Слайд 29
  

  Пример IV

• 
  Слайд 30

  Аргентометрия

  Метод прямого аргентометрического титрования: Метод Мора (фармакопейный метод для хлоридов и бромидов) Метод Фаянса с адсорбционным индикатором эозинатом натрия (фармакопейный метод для йодидов, можно титровать бромиды) Метод Фаянса с адсорбционным индикатором бромфеноловым синим (нефармакопейный для хлоридов и бромидов) Метод обратного аргентометрического титрования: Метод Фольгарда (для титрования в сильнокислой среде) Косвенный метод Фольгарда (методКольтгоффа-Стенгера) (для бромкамфоры)

• 
  Слайд 31
  

  Количественное определение методом аргентометрии на примере сульфаниламидов

  Среда – нейтральная Титрант – AgNO3 Индикатор – K2CrO4 1. Реакция титрования 2. Реакция в точке эквивалентности 2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓+ 2KNO3 избыток оранжево-желтый

• 
  Слайд 32

  Количественное определение методом аргентометрии

  Новокаин (в присутствии эфира)

• 
  Слайд 33
  

  Инструментальные методы количественного определения лекарственных веществ

• 
  Слайд 34

  Рефрактометрия

  Метод анализа, основанный на измерении показателя преломления анализируемого вещества. Применение в фармацевтическом анализе - для идентификации лекарственных веществ, контроля их чистоты и количественного анализа. Показатель преломления (n) - отношение скорости света в воздухе к скорости света в испытуемом веществе. Величина показателя преломления зависит от природы вещества, длины световой волны, концентрации раствора, температуры.

• 
  Слайд 35
  

  X = (n− no)/F X – концентрация, в процентах; n– показатель преломления раствора; no– показатель преломления растворителя при той же температуре; F – фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1 % (устанавливается экспериментально)

• 
  Слайд 36

  Фотометрия и спектрофотометрия

  Определения, связанные с измерением поглощения света, основаны на 2 законах Бугера-Ламберта и Бера. Закон Бугера-Ламберта-Бера: D – оптическая плотность (абсорбция А) ε – показатель поглощения раствора (удельный и молярный) С – концентрация раствора l – толщина слоя вещества, см 1) Определения, связанные с измерением оптической плотности для монохроматического излучения – предмет спектрофотометрии 2) Определения, связанные с измерением оптической плотности для немонохроматического излучения – предмет фотометрии (обычно в видимой области)

• 
  Слайд 37

  Фотоэлектроколориметрия

  Расчеты количественного содержания веществ: 1. С применением РСО (по величине его оптической плотности или величине удельного показателя поглощения). 2. По калибровочному графику.

• 
  Слайд 38

  Спектрофотомерия

  Ультрафиолетовая (УФ) область электромагнитного спектра охватывает интервал - от 190 до 380 нм Видимая область – 380-780 нм Инфракрасная (ИК) область 700 нм (0,7 мкм)-30000 нм (30 мкм) Спектр поглощения — графическое выражение отношения поглощения к длине волны

• 
  Слайд 39

  ИК-спектр

• 
  Слайд 40

  Функциональные группы и соответствующие им частоты

• 
  Слайд 41

  Расчеты в СФМ

  1. Используя величину поглощения (Е1см1% ) А — оптическая плотность; Е1см1% — удельный показатель поглощения; l— толщина оптического слоя (1 см) 2. Используя стандартные образцы Ах— оптическая плотность испытуемого раствора; А0 — оптическая плотность раствора стандартного образца; Сст — концентрация раствора стандартного образца, г/мл

• 
  Слайд 42
  

  3. Расчет содержания вещества в одной таблетке в граммах (х), считая на среднюю массу таблетки — при использовании стандартного образца, формуле: 4. При использовании значения удельного показателя поглощения: Ах— оптическая плотность испытуемого раствора; Аст — оптическая плотность раствора стандартного образца; Сст — концентрация раствора стандартного образца, г/мл, b — разведение; а — навеска, г, q — средняя масса таблетки, г

• 
  Слайд 43

  Хроматография

  Метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении компонентов между двумя фазами – неподвижной (носитель) и подвижной (элюент) Виды I. По принципу протекающих при разделении смеси веществ физико-химических процессов: распределительная адсорбционная ионообменная хроматография II. По способу разделения компонентов анализируемой смеси хроматография на колонке хроматография на бумаге хроматография в тонком слое сорбента газовая хроматография высокоэффективная жидкостная хроматография и другие

• 
  Слайд 44
  
• 
  Слайд 45