П. Г. Демидова Кафедра органической и биологической химии А. С. Лебедев В. Ю. Орлов Лабораторный контроль лекарственных средств в соответствии с правилами glp и gmp учебнометодическое пособие
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Оборудование: фарфоровая (или агатовая) ступка и пестик, пипетки, пипет-дозаторы, пробирки, шпатели, пузырьки объемом 10 мл, воронки, фильтровальная бумага, весы аналитические. Ход работы Выделение основного вещества из аспирина Берут две таблетки ацетилсалициловой кислоты и при помо- щи пестика размалывают аспирин в мелкий порошок. Отбирают 0.1 г аспирина в пенициллиновый пузырек или пробирку и рас- творяют в 4 мл ДМФА или ацетона, проводят перемешивание суспензии в течение минимум 7 минут, а затем фильтруют в чи- стый пенициллиновый пузырек, пробирку или иную емкость не- большого размера через фильтровальную бумагу. 24 Положительный и отрицательный контроль Параллельно готовят тест положительного и отрицательного контроля. В случае положительного контроля на кончике шпате- ля или канцелярской скрепки в пенициллиновый пузырек или пробирку вносят салициловую кислоту, приливают 4 мл ДМФА или ацетона, растворяют, а затем вносят 2 мл раствора FeCl 3 *6H 2 O (c = 2.5 г/л). В случае отрицательного контроля в пробирку наливают 4 мл ДМФА или ацетона и приливают 4 мл раствора FeCl 3 *6H 2 O (c = 2.5 г/л) Обнаружение салициловой кислоты Приливают 2 мл раствора FeCl 3 к органическому раствору аспирина. Наблюдают за окраской раствора на фоне листа белой бумаги, рядом располагают пробирки с положительным и отри- цательным контролем. Если окраска не появилась сразу (визу- альный контроль), то ожидают в течение как минимум 5 минут. Делают соответствующие выводы, если установлено присутствие салициловой кислоты, предполагают источники ее появления. Контрольные вопросы 1. Для чего используется ДМФА? Почему образец аспирина нельзя растворить в воде или в этиловом спирте? 2. Что такое положительный и отрицательный контроль? Как эти тесты соотносятся с ошибками первого и второго рода? 3. Как синтезируют ацетилсалициловую кислоту? Какие аци- лирующие агенты вам известны? 4. Откуда может взяться салициловая кислота в аспирине? Какой тип реакций этому способствует? 5. Какой тип реакций использован для обнаружения салици- ловой кислоты? 6. Почему использован более концентрированный раствор FeCl 3 *6H 2 O, чем в лабораторной работе 1? 7. Как называются соединения металлов с органическими ли- гандами? 2.2. Реакция салициловой кислоты с бромной водой Цель работы: провести качественную реакцию на салицило- вую кислоту. 25 Реактивы: салициловая кислота (сух.), бромная вода. Оборудование: пипетки, мерные цилиндры, пробирки, шта- тив для пробирок, пузырьки объемом 10 мл, химические стаканы, весы аналитические, шпатели. Ход работы В емкость на кончике шпателя или канцелярской скрепки помещают небольшое количество салициловой кислоты, прили- вают 2–6 мл воды и добиваются полного растворения кристаллов. К раствору по каплям добавляют бромную воду. После первых капель (1-я стадия) появляется мутный осадок, растворяющийся при перемешивании. При добавлении еще 10–30 капель бромной воды окраска жидкости становится светло-желтой и выпадают белые хлопья осадка, не растворяющиеся при перемешивании (2-я стадия). Контрольные вопросы 1. Укажите тип протекающих реакций, напишите уравнения реакций. Назовите атакующий агент и тип ориентации. Объясни- те, почему реакция протекает даже в мягких условиях. Чем обу- словлена бледно-желтая окраска раствора? 2. Для каких соединений данная реакция также является ка- чественной? Укажите механизмы этих реакций. Лабораторная работа 3 3.1. Гидролиз ацетилсалициловой кислоты Цель работы: провести гидролиз ацетилсалициловой кисло- ты в кислотных и щелочных условиях. Реактивы: таблетки «Аспирин», раствор хлорида железа(III) 6-водного (FeCl 3 *6H 2 O; c = 2.5 г/л), ДМФА, ацетон, гидроокись натрия (NaOH; ω = 2 %), соляная кислота (HCl; ω = 10 %). Оборудование: фарфоровая (или агатовая) ступка и пестик, пипетки, пипет-дозаторы, мерные цилиндры, химические термо- стойкие стаканы на 50–150 мл, воронки, фильтровальная бумага, пузырьки объемом 10 мл, термометры ртутные, универсальная индикаторная бумага (УИБ), кипелки, шпатели, весы аналитиче- ские, электроплитка, водяная баня. 26 Ход работы Выделение основного вещества из аспирина Берут две таблетки ацетилсалициловой кислоты и при помощи пестика размалывают аспирин в мелкий порошок. Отбирают 0.02 г аспирина в емкость и приливают сначала 6 мл ДМФА (или ацето- на), а затем 14 мл дистиллированной воды. Подогревают раствор до растворения ацетилсалициловой кислоты (кипение не допуска- ется; t = 50–70 o C). При наличии осадка раствор фильтруют в чи- стый пенициллиновый пузырек через фильтровальную бумагу. Гидролиз ацетилсалициловой кислоты В два термостойких стакана объемом 50 мл переносят 2 мл полученного раствора аспирина в водно-органической фазе. До- бавляют 20 мл дистиллированной воды в каждый из стаканов. В один из стаканов приливают 0.4 мл 2 %-го раствора NaOH (ре- акция раствора должна быть слабощелочной), контроль pH по УИБ. Если цвет УИБ не изменился, по каплям подщелачивают раствор до появления слабощелочной реакции. Во второй стакан вносят 2–4 капли 10 %-го раствора HCl до слабокислой или вы- раженной кислой реакции. В оба стакана вносят кипелки. Далее на электроплитке проводят нагревание растворов до начала кипе- ния. С момента начала кипения засекают 5 мин и кипятят, не до- пуская выплескивания раствора из стакана. После этого содер- жимое охлаждают на водяной бане или на воздухе до комнатной температуры. В емкость со щелочью добавляют 10 %-й раствор HCl до получения слабокислой реакции (обычно 2–5 капель). Да- лее в оба стакана приливают 10 мл раствора FeCl 3 (2.5 г/л). Со- держимое стаканов перемешивают и наблюдают за изменением окраски и ее интенсивностью. Приготовление раствора сравнения В емкость вместимостью 50 мл вносят 1 мл раствора аспирина в водно-органическом растворителе, добавляют 20 мл дистиллиро- ванной воды и затем 10 мл раствора FeCl 3 *6H 2 O (2.5 г/л). В работе записывают схему реакции гидролиза ацетилсалициловой кислоты в кислой и щелочной среде, фиксируют механизм гидролиза аце- тилсалициловой кислоты в кислых и щелочных условиях. Делают соответствующие выводы о характере гидролиза. 27 Контрольные вопросы 1. Для чего растворяют аспирин в ДМФА или в ацетоне? 2. Для чего нужен контроль pH при подщелачивании р-ра ацетилсалициловой кислоты? 3. Почему нейтрализуем щелочь после кипения? 4. Запишите реакцию гидролиза сложного эфира в кислой и щелочной средах. 5. Разберите механизм реакции гидролиза в кислой и щелоч- ной средах. 6. Почему реакция гидролиза в щелочной среде идет более интенсивно? 7. Как называется реакция, обратная гидролизу сложного эфира? Какие ацилирующие агенты вам известны? Лабораторная работа 4 4.1. Образование ауринового красителя Цель работы: провести реакцию обнаружения салициловой кислоты через образование ауринового красителя. Реактивы: таблетки «Аспирин», салициловая кислота (сух.), бензойная кислота (сух.) формалин, серная кислота (H 2 SO 4 ; конц.). Оборудование: пипетки, пипет-дозаторы, фарфоровая (или агатовая) ступка и пестик, химические термостойкие стака- ны, конические колбы, пузырьки объемом 10 мл, весы аналитиче- ские, шпатели. Ход работы Обнаружение салициловой кислоты в аспирине Берут две таблетки ацетилсалициловой кислоты и при помощи пестика размалывают аспирин в мелкий порошок. Отбирают 0.01 г аспирина в емкость (например, пенициллиновый пузырек) и при- ливают сначала 0.5 мл концентрированной серной кислоты, а затем вносят 2–4 капли формалина и наблюдают за изменениями. Положительный контроль Процедуру получения ауринового красителя проводят в тех же условиях, но в качестве субстрата используют 0.01 г салици- ловой кислоты. 28 Отрицательный контроль В пенициллиновый пузырек вносят 0.01 г бензойной кисло- ты, затем приливают 0.5 мл концентрированной серной кислоты. Далее добавляют 2–4 капли раствора формальдегида (триоксана) и наблюдают за изменениями. Контрольные вопросы 1. Что такое формалин? Почему формалин был в виде сус- пензии? Что такое триоксан и параформ? 2. Каков механизм реакции? Какова функция серной кислоты в данной реакции? Каковы побочные реакции? Укажите электро- фил и нуклеофил, разберите электронные эффекты в субстрате и реагенте. Сформулируйте понятия субстрата и реагента, их от- личия друг от друга. 3. Что такое реакции конденсации? 4. Можно ли достоверно определить содержание салицило- вой кислоты в ацетилсалициловой данным методом? 4.2. Растворимость бензойной кислоты Цель работы: изучить растворимость бензойной кислоты при различных pH. Реактивы: бензойная кислота (сух.), соляная кислота (HCl; ω = 10 %), гидроокись натрия (NaOH; ω = 20 %). Оборудование: пузырьки объемом 10 мл, химические стака- ны, пипетки, пипет-дозаторы, конические колбы, мерный ци- линдр, весы аналитические, шпатели. Ход работы В две конические колбы вместимостью 250 вносят 0.3 г бен- зойной кислоты, приливают 25 мл дистиллированной воды, пе- ремешивают и оставляют в покое на 1 минуту, фиксируют сте- пень растворимости бензойной кислоты. Далее в одну кониче- скую колбу приливают 2 мл дистиллированной воды, а во вторую — 2 мл NaOH (ω = 20 %). Содержимое интенсивно перемешива- ют и дают отстоятся 5 минут, отмечают степень растворимости бензойной кислоты. Затем в колбу со щелочью вносят 5 мл HCl (ω = 10 %), а в первую колбу вносят 5 мл дистиллированной во- ды. Отмечают растворимость бензойной кислоты. 29 Контрольные вопросы 1. Объясните изменение характера растворимости бензойной кислоты при различных pH раствора. Каким физическим свой- ством это определяется? Объясните, каково влияние минеральной кислоты и щелочи. 2. Подумайте, как можно применять полученные данные в аналитической практике. Лабораторная работа 5 5.1. Окисление полифенолов при различных значениях pH среды Цель работы: провести реакцию окисления полифенола, сделать заключение о характере протекания реакции в средах с различным pH. Реактивы: резорцин или гидрохинон (сух.), соляная кислота (HCl; ω = 10 %), соляная кислота (HCl; ω = 1 %), гидроокись натрия (NaOH; ω = 10 %), ДМФА, ацетон. Оборудование: химические стаканы, пенициллиновые пу- зырьки или иные емкости с плотными крышками, пипетки, пи- пет-дозаторы, электроплитка, шпатели, весы аналитические, тер- мометры, фарфоровая (или агатовая) ступка и пестик, универ- сальная индикаторная бумага (УИБ). Ход работы При необходимости полифенол предварительно размалывают в ступке. В химическом стакане взвешивают 0.01 г гидрохинона или 0.05–0.1 г резорцина. Растворяют навеску в 2 мл ДМФА или в ацетоне, далее добавляют 20 мл дистиллированной воды. Допускается незначительное подогревание раствора (до 65 o C). Полученный раствор объемом 2 мл переносят в три пеницил- линовых пузырька (в каждый из трех). В первом пузырьке pH до- водят до нейтрального значения раствором HCl (ω = 1 %; кон- троль по УИБ), во второй пузырек добавляют несколько капель HCl (ω = 10 %) до выраженной кислой реакции, в третий по кап- лям добавляют 10 % NaOH до отчетливой щелочной реакции. Во все три пузырька добавляют 5 мл дистиллированной воды, пу- зырьки закрывают крышками. Растворы выдерживают. В случае 30 резорцина необходимо провести подогревание пенициллиновых пузырьков на электрической плитке до начала кипения. Отмеча- ют изменение окраски. Контрольные вопросы 1. Что такое полифенолы? Назовите основных представите- лей полифенолов. Как в фармацевтической практике используют- ся гидрохинон и резорцин? Что такое карболовая кислота? 2. Назовите характер протекающего окисления (ионный или радикальный), аргументируйте ваши предположения. Назо- вите ключевой интермедиат реакции. 3. Откуда берется окислитель, за счет чего образуется атаку- ющий агент? 4. Почему реакции окисления полифенолов лучше протекают в водных растворах, нежели в порошках? Почему реакция лучше идет именно при определенных значениях pH? Почему в случае нейтрального водного раствора полифенола необходимо подкис- лить среду? У какого из указанных преподавателем фенолов наиболее выражены кислотные свойства? 5.2. Качественные реакции на аскорбиновую кислоту Цель работы: провести качественные реакции на аскорби- новую кислоту (в драже). Реактивы: драже аскорбиновой кислоты или чистая суб- станция, соляная кислота (HCl; ω = 10 %), раствор красной кро- вяной соли (K 3 [Fe(CN) 6 ]; ω = 0.12 %), раствор хлорида железа(III) 6-водного (FeCl 3 *6H 2 O; ω = 0.2 %), раствор нитрата серебра (AgNO 3 ; с = 2 ммоль/л). Оборудование: фарфоровая (или агатовая) ступка и пестик, химические стаканы, пенициллиновые пузырьки, пипетки, пи- пет-дозаторы, конические колбы, электроплитка, весы аналити- ческие, мерные цилиндры. Ход работы Пробоподготовка. Драже аскорбиновой кислоты размалы- вают в фарфоровой или агатовой ступке до порошкообразного состояния. 0.5 г размолотого драже переносят в стакан емкостью более 100 мл и растворяют в 50 мл дистиллированной воды. До- пускается нагревание раствора до 60 o C. 31 Опыт 1. 10 мл раствора переносят в стеклянный химический стакан объемом 50 мл, последовательно прибавляют 4–5 капель HCl (ω = 10 %), 1 мл K 3 [Fe(CN) 6 ] (ω = 0.12 %) и 1 мл FeCl 3 *6H 2 O (ω = 0.2 %). Наблюдают за изменением окраски. Делают соответ- ствующие выводы. После пары минут в стакан снова вносят 3 мл K 3 [Fe(CN) 6 ] (ω = 0.12 %) и 1 мл FeCl 3 *6H 2 O (ω = 0.2 %). Раствор выстаивают 20–30 минут и наблюдают выпадение осадка. Опыт 2. В стакан вместимостью 50 мл последовательно вно- сят 3 мл AgNO 3 (с = 2 ммоль/л) и 20 мл дистиллированной воды. Стакан нагревают на электроплитке до начала кипения, затем по каплям (4–12 капель) начинают прибавлять ранее приготов- ленный р-р аскорбиновой кислоты и наблюдают за изменениями. Контрольные вопросы 1. Нарисуйте формулу аскорбиновой кислоты в восстанов- ленной и окисленной формах (формулы Фишера и Хеуорса). 2. Почему водные растворы аскорбиновой кислоты не- устойчивы? 3. Что за осадок наблюдается в опыте 1? Напишите уравне- ния протекающих реакций. 4. Назовите реакцию из опыта 2, напишите ее схему. Охарак- теризуйте получаемую дисперсную систему. Что является дис- персионной средой, а что — фазой? Лабораторная работа 6 6.1. Обнаружение редуцирующей активности углеводов Цель работы: провести реакции обнаружения редуцирую- щей способности различных углеводов. Реактивы: сахар пищевой, D-глюкоза, раствор Фелинга I (CuSO 4 *5H 2 O; ω = 4 %), раствор Фелинга II (калий-натрий вин- нокислый; ω = 20 % раствор в 15 % NaOH), соляная кислота (HCl; ω = 10 %), гидроокись натрия (NaOH; ω = 10 %), фенолфталеин (ω = 1 % спиртовой раствор). Оборудование: весы аналитические, шпатели, стаканы хими- ческие, колбы Эрленмейера на 100–250 мл, плоскодонные колбы, пипетки, пипет-дозаторы, водяная баня, универсальная индикатор- ная бумага (УИБ), термостат, электроплитка, мерные цилиндры. 32 Ход работы Приготовление растворов сахаров 0.6 г сахара и D-глюкозы взвешивают на весах в отдельных емкостях. Каждую из навесок растворяют в 200 мл дистиллиро- ванной воды (сначала приливают 100 мл воды, раствор встряхи- вают до полного растворения и приливают оставшиеся 100 мл). Проведение инверсии сахарозы Отбирают 25 мл 0.3 %-го водного раствора пищевого сахара, приливают 0.5 мл HCl (ω = 10 %). Раствор термостатируют при температуре не выше 65–67 o C в течение 10 минут. Далее в раствор добавляют 1–2 капли индикатора фенолфталеина и тит- руют раствор 10 % NaOH до появления слабой розовой окраски (в отсутствие фенолфталеина pH контролируют по УИБ). Обнаружение редуцирующих веществ Обнаружение редуцирующей способности проводят в раство- рах сахара, D-глюкозы и инвертного сахара. Для этого в химиче- ский стакан или колбу объемом 100 или 250 мл, вносят 10 мл ис- следуемого раствора, 10 мл раствора Фелинга I и 10 мл раствора Фелинга II. Раствор доводят до кипения и кипятят ровно 3 минуты. После оседания осадка надосадочную жидкость аккуратно слива- ют, не допуская контакта осадка с воздухом. К остаткам надоса- дочной жидкости с осадком аккуратно, не допуская всплесков, приливают 20 мл горячей прокипяченной дистиллированной воды. Если раствор остается окрашенным, процедуру декантации и вне- сения горячего дистиллята повторяют. Визуально оценивают коли- чество образовавшегося осадка в растворах сахара, D-глюкозы и инвертного сахара. При необходимости полученные осадки фильтруют через фильтровальную бумагу и их количество также оценивают визуально. Делают соответствующие выводы. В рабо- чем журнале отмечают протекание реакции образования осадка. Контрольные вопросы 1. Какие соединения будут вступать в проведенную реакцию? Напишите схему превращений. Нарисуйте формулы используемых в работе углеводов. Что такое редуцирующая способность? Назо- вите углеводы, не обладающие редуцирующей способностью. 33 2. Что такое инверсия? Нарисуйте схему реакции. Укажите практическое применение данной реакции. Что будет происхо- дить, если перегреть или передержать раствор сахара при нагре- вании? Что такое реакции Майяра? 3. Что такое мутаротация? За счет чего она происходит? Укажите таутомеры сахаров, образующиеся в водных растворах, какие из них наиболее устойчивы? Что такое оптическая изоме- рия, каковы условия ее реализации? Сколько оптических изоме- ров будет иметь указанный преподавателем углевод? Что такое поляриметрия и сахариметрия? Назовите область применения и ограничения метода. 4. Что такое декантация? Для чего ее применяли в данной ла- бораторной работе? Для чего использовали кипяченую дистилли- рованную воду? Почему нельзя, чтобы осадок контактировал с воздухом? Для каких аналитических методов используется про- веденная вами реакция? 5. Почему растворы Фелинга хранят отдельно друг от друга? Для чего раствор Фелинга II необходимо растворять в щелочи? Укажите формулу основного соединения в данном растворе и назовите количество оптических изомеров. 6. Что такое эпимеризация? Какие условия для нее нужны? Почему фруктоза обладает восстанавливающей способностью, хотя является кетозой? |