Анализ лекарственных препаратов, производных мочевины

Карбамид, или мочевина, широко применяется в химико-фармацевтической промышленности как исходное вещество для синтеза барбитуратов.

Мочевина

CH4N2O      Мол. м. 60,06

Карбамид выпускается промышленностью в виде технического, марок А и Б, и для сельского хозяйства.

Свойства. Мочевина - белые или желтовато-розовые кристаллы, легкорастворимые в воде. Плавятся при температуре 131-133°С; при более сильном нагревании мочевина разлагается. Растворяется в метиловом спирте. Требования к продукту представлены в табл. 6.

Определение содержания азота в мочевине

Анализ мочевины основан на следующей реакции:

Таблица 6. Физико-химические показатели технической мочевины

Содержание аммонийной соли определяют связыванием ее с формальдегидом с образованием гексаметилентетрамина:

Гексаметилентетрамин не влияет на индикатор, что делает возможным титрование выделившейся серной кислоты.

Ход анализа. Около 1 г карбамида, взвешенного с точностью до 0,0002 г, вносят в колбу Кьельдаля емкостью 250 мл. Небольшим количеством воды смывают с горла и стенок колбы частицы продукта и вносят в колбу 5 мл 0,5 н. раствора серной кислоты. Содержимое колбы перемешивают и осторожно нагревают на асбестированной сетке до прекращения бурного выделения пузырьков углекислого газа. Затем усиливают нагрев до слабого кипения жидкости и продолжают нагревать до полного прекращения выделения отдельных пузырьков углекислого газа и появления белых паров серной кислоты, после чего содержимое колбы охлаждают. В охлажденный раствор добавляют 50 мл воды, перемешивают, прибавляют 1-2 капли раствора метилового красного и нейтрализуют избыток кислоты 5 н. раствором едкого натра до перехода розовой окраски раствора в желтую, а затем прибавляют по каплям 0,5 н. раствор серной кислоты до появления вновь светло-розовой окраски раствора. К нейтрализованному раствору прибавляют 40 мл 25% раствора формалина, нейтрализованного по фенолфталеину 1 н. раствором едкого натра, ; 5 капель раствора смешанного индикатора (смесь равных объемов фенолфталеина и тимолфталеина) и через 1-2 мин титруют выделившуюся кислоту 1 н. раствором едкого натра до появления малиновой окраски раствора, не исчезающей в течение 1-1,5 мин.

Следует иметь в виду, что раствор после прибавления формалина приобретает розовую окраску. По мере титрования окраска раствора переходит вначале в желтый цвет, а затем в малиновый, что указывает на конец титрования. Содержание азота в процентах в пересчете на сухое вещество (X) вычисляют по формуле:

где V - количество 1 н. раствора едкого натра, пошедшее на титрование, мл; а - навеска карбамида, г; Х1 - содержание влаги, %; 0,014 - количество азота, соотетствующее 1 мл 1 н. раствора едкого натра, г.

Определение содержания влаги

Ход анализа. Около 5 г карбамида (точная навеска) взвешивают в алюминиевой бюксе. Затем бюксу с продуктом помещают под электролампу инфракрасного света мощностью 500 Вт и сушат продукт до постоянной массы при температуре 70-75°С. Расстояние от лампы до высушиваемого продукта должно быть 15-16 см. Через 15 мин сушки чашку с продуктом закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,0002 г. Повторные взвешивания производят с интервалом в 10 мин.

Содержание влаги в процентах (Х1) вычисляют по формуле:

где т - масса карбамида до сушки, г; т1 - масса высушенного карбамида, г.

Фотоколориметрическое определение биурета в мочевине

Приготовление смешанного раствора, 0,5 г сульфата меди (точная навеска) растворяют в 20 мл воды в мерной колбе емкостью 100 мл. Затем в колбу добавляют 40 мл 0,5 н. раствора едкого натра, в котором предварительно растворяют 1,5 г калия - натрия тартрата. Раствор перемешивают и добавляют 0,5 г йодида калия, растворенного в 5-10 мл воды, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают.

Построение калибровочной кривой. В мерные колбы емкостью 50 мл вводят следующие количества раствора биурета (1 мг на 1 мл воды): 0,5; 0,8; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14 мл. Затем в каждую из колб добавляют по 15 мл смешанного раствора и по 10 мл 0,5 н. раствора едкого натра. Объем в колбах доводят водой до метки, перемешивают содержимое и оставляют на 10 мин. Одновременно готовят раствор, содержащий в том же объеме те же реактивы, кроме биурета. Этот раствор служит для сравнения при определении оптической плотности. По окончании выдержки измеряют оптическую плотность каждого раствора с биуретом на фотоколориметре с зеленым светофильтром в кювете с толщиной слоя 50 мм.

Калибровочную кривую строят, откладывая на оси абсцисс содержание биурета, а на оси ординат - величины соответствующих оптических плотностей.

Ход анализа. 10 г карбамида взвешивают с точностью до 0,01 г, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, растворяют в воде, перемешивают и доводят водой объем раствора в колбе до метки (исходный раствор). Отбирают 10 мл исходного раствора в мерную колбу емкостью 50 мл, добавляют 15 мл смешанного раствора, 10 мл 0,5 н. раствора едкого натра, доводят объем раствора до метки, перемешивают содержимое и оставляют на 10 мин. Затем измеряют оптическую плотность испытуемого раствора при зеленом светофильтре в кювете с толщиной слоя 50 мм. Одновременно готовят раствор, содержащий в том же объеме те же реактивы, кроме карбамида. Этот раствор служит для сравнения при определении оптической плотности. По калибровочной кривой находят содержание биурета С, соответствующее найденной оптической плотности.

Следует иметь в виду, что если исходный раствор карбамида в воде (приготовленный в колбе емкостью 100 мл) мутный, то необходимо внести поправку в определяемую оптическую плотность. Для этого такое же количество исходного раствора, какое взято для определения оптической плотности, разбавляют водой до объема 50 мл и производят измерение оптической плотности. Раствор для сравнения - дистиллированная вода. Светофильтр зеленый; толщина слоя 50 мм. Оптическую плотность исходного раствора вычитают из оптиеской плотности основного определения.

Содержание биурета в процентах (X1) вычисляют по формуле:

Где С - содержание биурета, найденное по калибровочой кривой, мг; а - навеска карбамида, г.

Определение содержания свободного аммиака

Ход анализа. 50 г карбамида взвешивают с точностью до 0,01 г, растворяют в 200 мл воды, добавляют 2-3 капли метилового оранжевого и титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски в оранжевую.

Содержание свободного аммиака в процентах (Х2) вычисляют по формуле:

Где V - количество 0,1 н. раствора соляной кислоты, пошедшее на титрование, мл; а - навеска карбамида, г; 0017 - количество аммиака, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты, г.

Анализ производных мочевины

Из производных полного амида угольной кислоты - мочевины наибольший интерес представляют ацильные производные мочевины, которые могут быть открытыми (карбромал, бромизовал) и циклическими, или полными, уреидами (барбитал, фенобарбитал и др.).

Циклические, или полные, уреиды составляют большой класс барбитуровых препаратов. По физическим свойствам барбитураты представляют собой белые кристаллические вещества. Барбитураты-кислоты (барбитуровая, фенобарбитуровая) малорастворимы в воде, нерастворимы в кислотах, но легко - в растворах щелочей, растворе углекислого натрия, некоторых органических растворителях (эфир, спирт, хлороформ, этилацетат). Кислотные формы барбитуратов стойки при хранении.

Барбитураты-соли (мединал, гексенал, барбамил, этаминал-натрий) хорошо растворимы в воде. Натриевые соли некоторых барбитуратов гигроскопичны (гексенал, тиопентал-натрий).

Нейтрализация является общим и наиболее распространенным методом количественного определения барбитуратов. Метод основан на способности барбитуратов к таутомерной перегруппировке:

Енольная форма производных барбитуровой кислоты обусловливает их кислый характер. Образующаяся при взаимодействии со щелочью однозамещенная соль способна к гидролизу. Спирт несколько уменьшает гидролиз натриевой соли барбитурата. В качестве индикатора при титровании барбитуратов применяют тимолфталеин. Титрование можно производить 0,1 н. растворами КОН и NaOH.

Ход анализа. В две одинаковые колбы емкостью 100 мл вливают по 10 мл спирта, подщелоченного по тимолфталеину 0,1 н. раствором едкого натра до устойчивого голубого окрашивания. В одну из колб вносят около 0,5 г барбитурата (точная навеска), в другую колбу добавляют 20 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды. Раствор препарата титруют 0,1 н. раствором едкого натра до получения окраски, одинаковой с окраской контрольного опыта. Процентное содержание барбитурата рассчитывают по формуле прямого титрования: 1 мл 0,1 н. раствора едкого натра соответствует 0,01842 г барбитала или 0,02322 г фенобарбитала.

Аргентометрическое титрование связано с образованием барбитуратами-кислотами серебряных солей в присутствии карбоната натрия:

Однозамещенная серебряная соль тотчас растворяется в присутствии барбитурата натрия с образованием серебряно-натриевой соли, которая при дальнейшем действии раствора нитрата серебра образует нерастворимую двузамещенную серебряную соль:

Титрование ведут без индикатора до помутнения раствора.

Ход анализа. 0,15-0,2 г (точная навеска) барбитурата и 0,75-1 г безводного карбоната натрия растворяют в 25-30 мл воды и титруют 0,1 н. раствором нитрата серебра до образования мути, не исчезающей при взбалтывании. Процентное содержание барбитуратов рассчитывают по формуле прямого титрования: 1 мл 0,1 н. раствора нитрата серебра соответствует 0,02322 г фенобарбитала или 0,018419 г барбитала.

Броматометрический, йодхлорметрический методы используются для количественного определения барбитуратов с непредельной связью (гексенал).

Колориметрический метод количественного определения заключается в том, что барбитураты дают цветные окраски при взаимодействии с солями тяжелых металлов. Обычно окраску полученного при взаимодействии спиртового раствора барбитурата, нейтрализованного по индикатору щелочью с раствором солей тяжелых металлов, сравнивают с окраской, полученной со стандартным раствором барбитурата.

Неводное титрование. Кислотные формы барбитуратов количественно титруются в среде диметилформамида 0,1 н. раствором едкого натра в смеси метилового спирта и бензола (индикатор - тимоловый синий).

В основе определения лежит реакция:

Барбитал (5,5-Диэтилбарбитуровая кислота)

C8H12N2O3      Мол. м. 184,20

Свойства. Белый кристаллический порошок без запаха, слабогорького вкуса, растворим в кипящей воде, малорастворим в воде, растворим в 95% спирте, легкорастворим в растворах щелочей, трудно - в эфире и хлороформе. Температура плавления 189-192 °С.

Требования к препарату. Содержание диэтил-барбитуровой кислоты в препарате должно быть не менее 99%, хлоридов - не более 0,02%, сульфатов - не более 0,05%, сульфатной золы и тяжелых металлов - не более 0,001%.

Применение. Снотворное средство.

Определение основного вещества в препарате

Ход анализа. Около 0,15 г барбитала (точная навеска) растворяют в 10 мл смеси диметилформамида и бензола (1:3), предварительно нейтрализованной по тимоловому синему в диметилформамиде, и титруют с тем же индикатором из полумикробюретки 0,1 н. раствором едкого натра в смеси метилового спирта и бензола до синего окрашивания.

Процентное содержание диэтилбарбитуровой кислоты (X) вычисляют по формуле:

где V - количество 0,1 н. раствора едкого натра, пошедшее на титрование, мл; 0,01842 - количество барбитала, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора едкого натра, г; а - навеска препарата, г.

Фенобарбитал (5-этил-5-фенилбарбитуровая кислота)

C12H12N2O3      Мол. м. 232,24

Свойства. Белый кристаллический порошок без запаха, слабогорького вкуса, очень мало растворим в холодной воде, труднорастворим в кипящей воде, легко - в 95% спирте и в растворах щелочей, растворим в эфире. Температура плавления 174-178 °С.

Требования к препарату. Содержание этилфенилбарбитуровой кислоты в препарате должно быть не менее 99%, хлоридов - не более 0,02%, сульфатов - не более 0,05%, сульфатной золы и тяжелых металлов - не более 0,001 %.

Применение. Снотворное и спазмолитическое средство.

Определение основного вещества в препарате

Ход анализа. Около 0,2 г препарата (точная навеска) растворяют в 10 мл диметилформамида, предварительно нейтрализованного по тимоловому синему в диметилформамиде, и титруют с тем же индикатором из полумикробюретки 0,1 н. раствором едкого натра в смеси метилового спирта и бензола до синего окрашивания. 1 мл 0,1 н. раствора едкого натра соответствует 0,02322 г фенобарбитала.