Лекція №12

ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ АНАЛІЗ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ СПОЛУК

к. фарм. н. Поляк О.Б.

 

Функціональними групами називають такі атомні групи, які, зазвичай, визначають “хімічну поведінку” речовини. Проте, потрібно пам’ятати, що на їх властивості і “поведінку” впливає і решта частини молекули.

Виявлення певної функціональної групи в молекулі органічних сполук використовується в аналізі з тією ж метою, що і відкриття окремих катіонів і аніонів в неорганічних речовинах, тобто для ідентифікації лікарських органічних речовин (в тому числі і біологічно активних сполук).

До функціональних груп відносять наступні групи:

1.      Фенольний гідроксил – ArOH

2.      Спиртовий гідроксил – R-OH,

3.      Карбонільна група (альдегідна і кето-) –

,                           

4.      Карбоксильна група –

5.      Етерна група (прості ефіри)– R-O-R1

 

6.      Естерна (складноефірна) група –

7.      Первинна ароматична аміногрупа – Ar-NH2

 

8.      Аліфатичні аміногрупи – R-NH2,

9.      Нітрогрупа – NO2

10.  Амідна і імідна, гідразинова, гідразидна і гідразонова групи –

 

11.  Фенільний радикал, а також піридиновий цикл

12.  α-Кетольна група –

13.  Подвійні і потрійні зв’язки (ненасичені вуглеводні) –

14. Органічно зв’язані атоми галогенів

15. Органічно зв’язаний атом Сульфуру

16. Фосфоровмісні органічні сполуки.

І. ВИЗНАЧЕННЯ ФЕНОЛЬНОГО ГІДРОКСИЛУ

1. Реакція з ферум(ІІІ) хлоридом – це найпоширеніша реакція , яка є загальною для усіх фенолів. Вона протікає у водному спиртовому середовищі; виникаюче забарвлення фенолів звичайно синє або фіолетове і залежить від замісників в бензеновому циклі, кількості фенольних гідроксилів.

Одноатомні феноли, як правило, дають забарвлення синє або синьо-фіолетове. Наприклад, фенол утворює суміш комплексних сполук фіолетового кольору:

Двухатомні феноли, в залежності від положення гідроксилів, утворюють в о-положенні – зелений колір (пірокатехін, адреналін); м-положенні – синій (резорцин) або інтенсивно фіолетовий; п-положенні – зелений, який переходить в жовтий.

Трьохатомні феноли дають червоне забарвлення (пірогалол

і темно-фіолетове (флороглюцин)

Заміщенні феноли, які мають в о-положенні карбоксильну групу, дають з FeCl3 фіолетове забарвлення (саліцилова кислота, її солі, похідні – фенілсаліцилат). Якщо карбоксил знаходиться в п-положенні до фенольного гідроксилу – жовте або червоне забарвлення, а в м-положенні – дають з FeCl3 слабке забарвлення або зовсім не дають (тимол не утворює забарвлення). Якщо в о-положенні є ще ОСН3-група, то з FeCl3  утворюється синє забарвлення (гваякол).  

Реакція з FeCl3  застосовується для ідентифікації багатьох біологічно активних сполук і їх синтетичних аналогів: морфін та етилморфін (після гідролізу) – синє забарвлення; фізостигміну саліцилат – фіолетове забарвлення; піридоксину гідрохлорид – червоне; хлортетрацикліну гідрохлорид – коричневе, що переходить в червоне; рутин, діетилстильбестрол, адреналін – зелене та ін.

2. Реакція з ксантгідролом

В спиртовому розчині ксантгідрол в присутності мінеральної кислоти реагує з фенолами з утворенням забарвлених продуктів. Наприклад, фенол – малиново-червоного кольору, резорцин – синьофіолетового, тимол – винно-червоного.

3. Утворення бромпохідніх

Фенол, а також сполуки, які не містять замісників в о- або п-положенні, знебарвлюють бромну воду, утворюючи ди- і трибромфеноли:

    або   

 

4. Утворення азобарвника

Феноли, які мають незаміщене пара- або орто-положення легко взаємодіють із солями діазонію з утворенням азобарвників. При додаванні солі діазонію до лужного розчину фенолу утворюється інтенсивно забарвлений розчин або осад:

5. Індофенолова реакція

Досліджувана сполука, яка містить фенольний гідроксил, з вільним п- положенням окислюється будь-яким окисником (бромна вода, гіпохлорид та ін.) в хінон, який при взаємодії з амоніаком перетворюється в хінонімін, який реагує ще з однією молекулою фенола в присутності окисника з утворенням індофенолу синього кольору:

Реакція використовується для якісного і кількісного визначення багатьох лікарських речовин, що містять фенольний гідроксил.

Реакцію окиснення в присутності амоніаку дають не лише феноли, але й деякі їх етери. Прикладом може слугувати реакція талейохінної проби.

6. Нітрозореакція або реакція Лібермана

Ця реакція характерна для фенолів, які не мають замісників в о- і п-положеннях. Під дією нітритної кислоти утворюється п-нітрозофенол, який ізомеризується в п-хіноїдоксим, що, реагуючи з надлишком фенолу в кислому середовищі, дає забарвлений індофенол:

7. Реакція з реактивом Мілона

Нітрозування фенолів відбувається і з реактивом Мілона (розчин меркурію в нітратній кислоті – реактив містить: Hg(NO3)2, Hg2(NO3)2, HNO3), який при взаємодії з фенолами утворює забарвлені сполуки – від жовтого до червоного кольору в залежності від концентрації.

     8. Реакція з 4-хлорімін-2,6-дихлорхіноном (2,6-дихлорхінонхлорімідом)

Для фенолів, у яких вільне пара-положення, характерною є реакція конденсації з 2,6-дихлорхінонхлорімідом. Цього типу індофеноли забарвлені переважно в жовтий або коричневий колір, їх амонійні солі в синій колір. Дана реакція використовується для ідентифікації піридоксину гідрохлориду (блакитний колір):

При струшуванні з н-бутанолом блакитний колір переходить в шар бутанолу. Щоб відрізнити піридоксин від інших фенолів, додають в реакційну суміш 1 мл 4 % розчину Н3ВО3, в цьому випадку піридоксин не дає забарвлення, оскільки утворюється його комплексна сполука з борною кислотою, а інші феноли дають забарвлення.

9. Утворення естерів

Феноли можуть вступати в реакції естерифікації з ангідридами, галоїдангідридами карбонових кислот:

Продукти реакції ідентифікують за температурою плавлення.

10. Кислотні властивості фенолів

Однією з характерних властивостей фенолів є їх слабка кислотність. Феноли розчиняються в 5 % розчині натрій гідроксиду з утворенням фенолятів і не розчиняються в розчині натрій карбонату.

Залежно від наявності в молекулі інших функціональних груп деякі феноли розчиняються в розчинах натрій гідроксиду з утворенням забарвлених розчинів. Наприклад, рутин дає жовте забарвлення, нітроксолін – оранжево-червоне, дантрон – червоне.

Кислотні властивості фенолів підсилюються в присутності електроноакцепторних замісників і такі сполуки набувають розчинності в розчинах карбонатів (трихлорфенол, нітрофеноли, 8-оксихінолін):

11. Реакції фенолів з альдегідами

Феноли і їх естери (після гідролізу) реагують з альдегідами при наявності концентрованої сульфатної кислоти (відіграє роль окисника і дегідратующого засобу) при нагріванні з утворенням інтенсивно забарвлених продуктів (арилметинових барвників). Продукти конденсації безбарвні, а при окисненні з’являється забарвлення. Ця реакція використовується для ідентифікації саліцилової кислоти, її солей і багатьох лікарських речовин, а також деяких похідних. При дії на них формалін-сульфатною кислотою (реактив Маркі) з’являється рожеве забарвлення.

Гексаметилентетрамін при нагріванні з конц. H2SO4 виділяє формальдегід, який конденсується з саліциловою кислотою з утворенням забарвленого в рожевий колір продукту:

CH2)6N4 + 2H2SO4 + 6H2O  6НСНО­ + 2(NH4)2SO4

Реакцію фенолів з альдегідами використовують для виявлення альдегідів з хромотроповою кислотою, глюкози з тимолом та ін.

На реакції фенолів з альдегідами базується реакція резорцину з фталевим ангідридом:

Утворення флуоресцеїну використовується для ідентифікації фталазолу після його попереднього гідролізу.

12. Реакції з хлороформом

Феноли при нагріванні з хлороформом при наявності NaOH утворюють ауринові барвники жовтого кольору (наприклад, резорцин):

13. Взаємодія з нітратною кислотою

При взаємодії з нітратної кислотою залежно від її концентрації і кількості можуть утворюватися мононітрорпохідні (орто- або пара-) або 2,4,6-тринітрофенол (жовтий барвник – пікринова кислота):

а) з 20 % розчином нітратної кислоти

Появу забарвлення також пояснюють утворенням ацинітроформи жовтого кольору, який посилюється при додаванні натрій гідроксиду:

б) з концентрованою нітратною кислотою

14. Утворення полімерних сполук

При наявності надлишку фенолу в кислому середовищі утворюються низькомолекулярні смоли (“новолаки”):

 

ІІ. ВИЗНАЧЕННЯ СПИРТОВОГО ГІДРОКСИЛУ

1.      Реакція естерифікації

Взаємодія спиртів з ангідридами, хлорангідридами або карбоновими кислотами в присутності конц. H2SO4 призводить до утворення естерів:

Продукти реакції ідентифікують за характерним запахом або температурою плавлення (наприклад, етанол з ацетатною кислотою – фруктовий запах етилацетату, метиландростендіол з ацетатним ангідридом – температура плавлення отриманого моноацетату, ментол з хлорангідридом – температура плавлення отриманого естеру).

2.      Реакції окиснення

Для ідентифікації спиртів часто застосовують реакції окиснення. Утворені при цьому альдегіди або кетони встановлюють за характерним запахом або відповідними якісними реакціями:

Ця реакція застосовується для підтвердження тотожності:

а) ефедрину гідрохлориду (запах бензальдегіду):

б) бензилового спирту (запах бензальдегіду):

в) етанолу (запах ацеталю):

5C2H5OH + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5CH3CHO + K2SO4 + 8H2O

г) визначення домішки метанолу в етанолі:

3.      Йодоформна проба

В реакцію утворення йодоформу вступають етанол і сполуки, які містять етоксильну (-ОС2Н5), ацетильну (-СО-СН3), моно- і дийодацетильні групи.

C2H5OH + 4I2 + 6NaOH ® CHI3 ¯ + 5NaІ + HCOONa + 5H2O

В реакцію утворення йодоформу вступають етанол, хлоралгідрат, ацетатний альдегід, лактат-йони (після окиснення до ацетатного альдегіду), метилкетони (ацетон) і вторинні спирти, які при окисненні утворюють метилкетони.

4. Реакція з метаванадатом амонію (точніше з оксихінолінатом ванадію)

Реактив отримують взаємодією метаванадата амонію з етанольним розчином 8-оксихіноліну в присутності концентрованої ацетатної кислоти. Осад ди-(8-оксихіноліл)-ортованадата відфільтровують і готують з нього реактив.

В результаті реакції утворюється синьо-фіолетове забарвлення (реакція проводиться в органічних розчинниках – бензолі, дихлоретані).

При додаванні спирту забарвлення переходить в червоне. Багатоатомні спирти або не утворюють цього кольору, або утворюють дуже слабкий колір. Аналогічне забарвлення дають терпени, холестерин, тестостерон. Забарвлення утворюється за рахунок утворення сольватів –ОН···(С2Н5ОН)n, або за рахунок ізомерії.

5.      Реакція з реактивом Фреде (розчин молібдату амонію в конц. сульфатній кислоті – (NH4)6Mo7O24*H2O)

До досліджуваного розчину, який містить сполуку зі спиртовим гідроксилом, додають по стінках пробірки дуже обережно реактив. На межі поділу двох шарів утворюється синьо-фіолетове забарвлення.

6.      Багатоатомні спирти

а) Утворення комплексних сполук. Наприклад, при взаємодії з борною кислотою утворюються комплексні сполуки, і нейтральний або слаболужний спочатку розчин стає кислим, що визначають кислотно-основними індикаторами:

б) Розчини багатоатомних спиртів розчиняють купрум(ІІ)гідроксид з утворенням сполук,забарвлених в інтенсивно-синій колір:

в) Реакція дегідратації. Наприклад, пентози в такій реакції утворюють фурфурол, а гліцерин – акролеїн (пентеналь), який ідентифікують за запахом:

Після лужного гідролізу таку реакцію дають естери гліцерину (жири, нітрогліцерин), а також дипрофілін.

г) Реакція на гліцерин з оксихінолінатом ванадію (див.вище).

7. Енольний гідроксил

До енолів відносять сполуки, які знаходяться в рівновазі з відповідними карбонільними сполуками:

Енольний гідроксил значно кисліший від спиртового і в цьому відношенні близький до фенольного. За рахунок наявності енольного гідроксилу етил- і феніл барбітурова кислоти мають підвищену кислотність порівняно з барбіталом і фенобарбіталом, їх розчини дають кислу реакцію за метиловим червоним, що й використовується для виявлення домішки цих сполук у відповідних субстанціях.

Наявність енольного гідроксилу зумовлює здатність сполук (наприклад, фенілбутазону) розчинятися в лугах і утворювати забарвлені комплекси з солями важких металів:

8. Ендіольне угруповання

Аскорбінова кислота є прикладом речовин, які в своїй структурі містять ендіольне угруповання, завдяки чому мають кислі властивості і реагують з натрій гідроксидом:

а) Ендіоли здатні утворювати комплекси з солями важких металів.

 


\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Ендіоли називають ще редукторами, оскільки вони характеризуються високою відновною здатністю і легко дегідруються з утворенням відповідних α-дикарбонільних сполук. При цьому вони в нейтральному або слабокислому середовищі відновлюють арґентум нітрат до металічного арґентуму, солі купрум(ІІ) до сполук купруму(І), знебарвлюють розчин йоду, відновлюють хіноїдні барвники до лейкосполук.

 

ІІІ. ВИЗНАЧЕННЯ КАРБОНІЛЬНОЇ ГРУПИ (АЛЬДЕГІДИ І КЕТОНИ)

Для альдегідів і кетонів характерні 5 груп хімічних реакцій:

1)      окиснення (альдегіди);

2)      приєднання (альдегіди і кетони);

3)      конденсації (альдегіди і кетони);

4)      заміщення (альдегіди і кетони);

5)      полімеризації (альдегіди).

1.      Реакції окиснення

Реакції окиснення альдегідів під дією іонів металів (арґентуму, купруму, меркурію) дозволяють відрізнити їх від кетонів. Разом з тим, треба пам’ятати, що ці реакції не є специфічними, їх дають будь-які відновники – ендіоли, о-, п-дифеноли, похідні гідразину та ін.

а) Реакція “срібного дзеркала”. Реактивом є амоніачний розчин арґентум оксиду або арґентум нітрату (реактив Толленса). У результаті реакції альдегіди окислюються до кислоти, а арґентуму окис відновлюється до металічного срібла:

Ag2O + 4NH4OH  = 2[Ag(NH3)2]OН + 3H2O

RCНO + 2[Ag(NH3)2]OН = 2Ag¯ + RCOONH4 + 3NH3­ + H2O; або

AgNO3 + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]NO3  + 2H2O

RCНO + 2[Ag(NH3)2]NO3  + H2O = 2Ag¯ + RCOONH4 + NH3­ + 2NH4NO3

б) Реакція з реактивом Фелінга (купрум-тартратним реактивом). Альдегіди відновлюють реактив до купрум(І) оксиду:

в) Реакція з реактивом Несслера. Альдегіди відновлюють реактив Несслера з утворенням осаду металічної ртуті:

R–CHO + K2[HgІ4] + 3KOH = Hg¯ + R–COOK + 4KI + 2H2O

Цю дуже чутливу реакцію використовують для виявлення альдегідів як домішок у лікарських препаратах.

г) Йодоформна проба. При взаємодії альдегідів з розчином йоду у лужному середовищі випадає жовтий осад йодоформу зі специфічним запахом:

СН3CHO + 3I2 + Н2O ® CHI3¯ + 3НI + НCOOН

2.      Реакції приєднання

Із реакцій приєднання альдегідів в фарманалізі найчастіше використовується реакції з натрій гідрогенсульфітом NaHSO3 та з фуксинсульфітною кислотою.

а) Приєднання натрій гідрогенсульфіту NaHSO3 відбувається з утворенням гідросульфітних похідних альдегідів – кристалічних речовин, які мають певну температуру плавлення:

При нагріванні з розведеними кислотами гідросульфітні похідні альдегідів знову розпадаються  на альдегід і нестійку сульфітну кислоту:

Цю реакцію використовують не тільки для ідентифікації, але і для очищення альдегідів і виділення їх із суміші з іншими речовинами, що не реагують з NaHSO3.

б) Взаємодія альдегідів (і кетонів) з фуксинсульфітною кислотою.

Цей реактив одержують у результаті пропускання сульфур діоксиду SO2 крізь розчин фуксину (червоного кольору), в результаті чого фуксин знебарвлюється. При додаванні цього реактиву до розчину альдегіду виникає червоно-фіолетове забарвлення (через деякий час). При підкисленні мінеральною кислотою забарвлення зникає. Виключення складає формальдегід, у присутності якого забарвлення зберігається, що використовується для відрізнення формальдегіду від інших карбоніловмісних сполук (альдегідів і кетонів).

Глюкоза такої реакції не дає через низьку концентрацію у водному розчині альдегідної форми.

3.      Реакції конденсації

а) Реакцію конденсації альдегідів з фенолами ми вже розглядали (див. розділ І.11).

У фарманалізі дану реакцію використовують для виявлення сполук, які можуть утворити формальдегід у процесі окиснення (метанол) або гідролізу (гексамідин, метазид, нікодин).

б) Аліфатичні і ароматичні альдегіди вступають у реакцію конденсації з первинними ароматичними амінами. В експрес-аналізі застосовується реакція з альдегідами лігніну (див. первинні ароматичні аміни).

в) Альдегіди реагують з кетонами, утворюючи забарвленні продукти конденсації (халькони). Конденсація відбувається в кислому і лужному середовищі. Наприклад, камфора реагує з фурфуролом, ваніліном, п-диметиламінобензальдегідом з утворенням забарвлених сполук.

4.      Реакції заміщення

Кетони, як і альдегіди, при взаємодії з гідроксиламіном, фенілгідразином, 2,4-динітрофенілгідразином, семікарбазидом дають реакцію конденсації, яку прийнято називати реакцією заміщення – заміщення карбонільної групи на залишок відповідного реактиву.

а) Реакція з гідроксиламіну гідрохлоридом NH2OH*HCl

Виділений оксим можна ідентифікувати з ферум(ІІІ) хлоридом – темно-червоне або коричневе забарвлення. Оксими при кип’ятінні з розведеними кислотами гідролізують, утворюючи знову альдегід:

Оксими добре кристалізуються і для їх ідентифікації визначають температуру плавлення.

Кетони також вступають в дану реакцію, але вона проходить повільніше і при нагріванні. Даною реакцією визначають багато кортикостероїдів і статевих гормонів, камфору.

б) Реакція з гідразинами – фенілгідразином H2N–NH–C6H5 або 2,4-динітрофенілгідразином, ізоніазидом (для альдегідів і кетонів); утворюються гідразони (переважно жовтого кольору):

Утворені гідразони легко кристалізуються, що дає змогу ідентифікувати їх за температурою плавлення. Реакції використовуються для аналізу багатьох стероїдних гормонів і біциклічних терпеноїдів.

в) Реакції із семікарбазидом H2N–NH–C(O)–C6H5 або з тіосемікарбазидом H2N–NH–C(S)–C6H5 (для альдегідів і кетонів) з утворенням семікарбазонів:

Утворені семікарбазони ідентифікують за температурою плавлення.

Реакції заміщення використовуються для ідентифікації карбонільних сполук, а також для їх кількісного визначення  методом непрямої алкаліметрії, гравіметрії, фотоколориметрії.

5. Реакції полімеризації

У загальному вигляді реакцію полімеризації можна представити так:

Ця реакція оборотна: при нагріванні з мінеральними кислотами полімерні молекули розпадаються до мономерів – альдегідів. Реакція полімеризації альдегідів характерна тим, що вони у водних розчинах утворюють гідратну форму й у такій формі з’єднуються між собою в довгі ланцюги, відщеплюючи воду.

Полімеризація формальдегіду призводить до утворення параформу – сполуки білого кольору:

У спрощеному вигляді цю реакцію можна представити так:

Іноді утворяться циклічні полімери, наприклад, тримеризація ацетальдегіду веде до утворення паральдегіду:

6. Реакції кетонів

Кетони менше реакційно здатні сполуки, ніж альдегіди, оскільки не мають рухомого атома Гідрогену, зв’язаного з карбонільною групою. Вони не дають окисно-відновних реакцій, їх можна окиснити тільки сильними окисниками; не дають реакції з фуксинсульфітною кислотою; з гідроксиламіну гідрохлоридом реакція проходить повільно при нагріванні.

а) Кетони дають реакцію з натрій нітропрусидом – Na2[Fe(CN)5NO] в лужному середовищі – інтенсивно червоне забарвлення, яке при стоянні і додаванні ацетатної кислоти переходить у фіолетове.

б) Реакція з динітробензолом в лужному середовищі (реакція Яновського):

Деякі автори припускають, що кетон може реагувати в енольній формі, тоді аци-сіль має таку будову:

7.      Альдегіди реагують з солями діазонію, утворюючи забарвлені сполуки.

 

ІV. ВИЗНАЧЕННЯ КАРБОКСИЛЬНОЇ ГРУПИ (КАРБОНОВІ КИСЛОТИ)

Гідроген карбоксилу є рухливим, тому що він зв’язаний не з радикалом (як у спиртів), а з карбонілом, який відтягує електрони на себе, тому у водних розчинах [H] відщеплюється, створюючи кисле середовище розчину. Сила кислоти залежить від впливу радикалу (ацетатна кислота – слабка, а трохлорацетатна – сильна – індуктивний ефект, зміщення електронів до атомів Хлору).

1.      Попередня проба – реакція рН середовища (індикатори).

2.                 Реакція естерифікації (утворення естерів)

Часто використовується для ідентифікації лікарських препаратів, які містять спиртові, фенольні, або карбоксильні групи. Реакція відбувається в присутності водовіднімаючого засобу (див. розділ ІІ.1).

3.      Кольорові реакції з солями важких металів

Завдяки наявності в кислотах рухомого Гідрогену, вони утворюють солі з металами. Наприклад, тартратна кислота утворює білий осад калій гідротартрату, альгінова – драглисті желатиноподібні осади з солями кальцію та магнію, цитринова – кальцієву сіль, яка розчиняється у холодній воді і не розчиняється при кипінні.

Найчастіше для підтвердження тотожності карбонових кислот та їх солей використовують реакції з солями важких металів (Cu2+, Fe3+, Co2+, Аg+, Pb2+), які утворюють кольорові розчини або осади. Реакцію зазвичай проводять відразу з декількома солями важких металів в різних пробірках. Розчин кислоти попередньо нейтралізують 0,1 М розчином NaOH (до рожевого забарвлення за фенолфталеїном), а потім додають розчин солі металу. Попередня нейтралізація необхідна для того, щоб виділені в результаті реакції мінеральні кислоти не розчиняли осадів. Наприклад:

CuSO4 + 2RCOOH → (RCOO)2Cu + H2SO4

Реакція використовується для ідентифікації кислоти нікотинової.

4.      Реакції декарбоксилювання

Ароматичні та гетероциклічні карбонові кислоти при нагріванні до температури 150-160 °С декарбоксилюються, при цьому деякі з них утворюють речовини, що мають характерний запах:

а) піридину:

б) фенолу:

Натрію карбонат або натрію цитрат додають, щоб втримати речовину від сублімації до досягнення температури, необхідної для декарбоксилування.

5. Амінокислоти аліфатичного ряду

а) Реакція утворення комплексів з солями купруму(ІІ). До нейтрального або слабо лужного розчину амінокислоти додають декілька крапель купруму сульфату або ацетату – з’являється інтенсивно-синє або синьо-фіолетове забарвлення:

γ-Амінокислоти цієї реакції не дають.

б) Реакція з нінгідрином (утворюється сіль синьо-фіолетового кольору):

Необхідно врахувати, що нінгідрин утворює забарвлені продукти реакції не лише з амінокислотами, але й з первинними амінами, гідразидами кислот і деякими іншими речовинами.

в) Реакція з 1,2-нафтохінон-4-сульфокислотою. В результаті реакції утворюється нафтохінонімін червоного, оранжевого або жовтого кольору в залежності від будови (хімізм див. розділ VІІ.9).

 

V. ВИЗНАЧЕННЯ ЕТЕРНОЇ ГРУПИ (ПРОСТІ ЕФІРИ)

1. Реакція утворення алкілйодидів

При нагріванні етерів з концентрованою йодидною кислотою утворюються леткі алкілйодиди:

Виділені алкілйодиди ідентифікують за температурою кипіння. Метод неспецифічний, оскільки відповідну реакцію дають також спирти.

2. Реакція утворення оксонієвих солей

Наявність двох неподілених пар електронів на атомі Оксигену надає етерам дуже слабких основних властивостей. Проте у середовищі концентрованої сульфатної кислоти вони можуть утворювати оксонієві солі (від жовтого до цегляно-червоного кольору):

 

VІ. ВИЗНАЧЕННЯ ЕСТЕРНОЇ ГРУПИ (СКЛАДНІ ЕФІРИ)

1. Лужний гідроліз (реакція омилення)

При нагріванні естерів з лугами вони омилюються і при подальшому підкисленні реакційної маси виділяються спирти (феноли) і кислоти, які можна визначити за запахом або різними реактивами.

2. Реакція утворення гідроксамових кислот (гідроксамова проба)

При дії на естери гідроксиламіну в спиртовому середовищі при наявності лугу, утворюються гідроксамові кислоти, які після підкислення суміші з ферум(ІІІ) хлоридом утворюють червоно-бурий, вишнево-червоний або червоно-фіолетовий колір:

Надлишок гідроксиламіну заважає протіканню реакції, тому що відбувається відновлення:

4FeCl3 + 2NH2OH → N2O + 4HCl + H2O + 4FeCl2

Окрім естерів, аналогічну реакцію дають лактони, а також β-лактами (лікарські речовини групи пеніциліну).

3. Реакція Легаля

Окремим випадком естерів можна вважати лактони – внутрішньо молекулярні циклічні складні ефіри. Специфічною реакцією на п’ятичленне лактонне кільце є реакція Легаля (з натрій нітропрусидом в лужному середовищі). Найчастіше цю реакцію застосовують для ідентифікації серцевих глікозидів з групи карденолідів, але її дає також алкалоїд, який має п’ятичленне лактонне кільце – пілокарпін.

VІІ. ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРВИННОЇ АРОМАТИЧНОЇ АМІНОГРУПИ

1. Реакція діазотування і азосполучення

Первинні ароматичні аміни при взаємодії в кислому середовищі з нітритною кислотою утворюють безбарвні або блідо-жовті солі діазонію, які з лужними розчинами фенолів дають реакцію азосполучення з утворенням азобарвників різних відтінків червоного кольору.

При проведенні реакції діазотування співвідношення реагентів має становити мінімум 2,5 моля НСl на 1 моль ароматичного аміну. З них 1 моль витрачається на утворення нітритної кислоти в реакції з натрій нітритом, 1 моль – на утворення солі діазонію, а 0,5 моля – на створення кислого середовища, в якому сіль діазонію є найбільш стійкою.

Деякі солі діазонію мають забарвлення і не потребують проведення реакції азосполучення (наприклад, етакридину лактат).

2. Реакція з альдегідами


Первинні ароматичні аміни при взаємодії в кислому середовищі з ароматичними альдегідами (п-диметиламінобензальдегід, альдегіди лігніну, ванілін та ін.) утворюють забарвлені в жовтий або оранжевий колір основи Шиффа (азометинові барвники):

В експрес-аналізі на первинну ароматичну аміногрупу проводять лігнінову пробу за такою методикою: кристалик речовини, що аналізується, вміщують на клаптик невибіленого газетного паперу і змочують краплею розведеної HCl – утворюється пляма оранжевого кольору.

Деколи для ідентифікації ароматичних амінів використовують саліциловий альдегід, фурфурол та ін.

В кислому середовищі ароматичні аміни реагують з фурфуролом з утворенням барвників Стенгауза червоного кольору (поліметинова сполука дианілоксиглутаконового альдегіду):

3. Утворення ізонітрилу

Первинні ароматичні аміни при нагріванні зі спиртовим розчином лугу і хлороформу утворюють ізонітрили, які мають неприємний нудотний запах:

4. Реакції, основані на окисненні первинної ароматичної аміногрупи

Деякі первинні аміни легко окислюються навіть киснем повітря, утворюючи забарвлені продукти реакції, які легко розчиняються в органічних розчинниках. Використовують наступні окисники: хлорне вапно, хлорамін, гіпохлорити, калій дихромат в кислому середовищі та ін. Реакція використовується для ідентифікації бензокаїну, фенацетину (після гідролізу) та сульфаніламідів

5.      Реакція утворення індофенолів

Більшість первинних ароматичних амінів при взаємодії з різними фенолами в присутності окисників (хлорне вапно, натрій гіпохлорит, бромна вода та ін.) утворюють забарвлені сполуки – індофеноли. Цією реакцією ідентифікують різні аміни, оскільки забарвлення буде різне:

6.      Реакція з біндоном (ангідро-біс-індандіоном)

Цю реакцію дають як первинні (синє забарвлення, при малих концентраціях – зелене) так і вторинні (фіолетове забарвлення) ароматичні аміни:

7.      Реакція з натрій пентаціаноаквафератом – Na2[Fe(CN)5·5H2O]

Первинні ароматичні аміни реагують з вказаним реактивом з утворенням продуктів синього або зеленого кольору і складу – Na2[Fe(CN)5ArNH2].

8.      Реакція з 2,4-динітрохлорбензолом

Реакція протікає в середовищі органічного розчинника з утворенням інтенсивно жовтого або фіолетового кольору. Цю реакцію дають сполуки, які містять рухомий атом Гідрогену і ароматичний цикл, які здатні нітруватися (наприклад, реакція Віталі-Морена на атропін).

9.      Реакція з 1,2-нафтохінон-4-сульфокислотою

В результаті реакції утворюється нафтолхінон моноімін червоного або жовтого кольору залежно від будови аміну:

Реакцію дають і аліфатичні аміни, амінокислоти, гідразиди, сульфаніламіди, резорцин і морфолін.

10.  Реакції електрофільного заміщення

Так само як і фенольний гідроксил, аміногрупа є орієнтантом першого роду і тому ароматичним амінам притаманні реакції електрофільного заміщення. Розчин аніліну при взаємодії з бромною водою дає білий осад 2,4,6-триброманіліну:

11.  Реакція з пікриновою кислотою

Первинні ароматичні аміни утворюють пікрати, які розчинні в безводному толуені з утворенням жовтого забарвлення (пікринова кислота в толуені – безколірна).

VIII. ІДЕНТИФІКАЦІЯ АЛІФАТИЧНИХ АМІНІВ

1. Попередня проба

Сполуки, розчинні у діетиловому ефірі і не розчинні у воді, але розчинні в 5 %-ному розчині HCl, можуть бути амінами.

2. Реакція ацилювання

Первинні та вторинні аміни дають реакцію ацилювання – заміни Гідрогену в групах –NH2 і –NH- на ацильний радикал. Ацилюють найчастіше ацетатним ангідридом ацетилхлоридом або бензоїлхлоридом. Продукти реакції ідентифікують за характерною температурою плавлення. Третинні аміни не ацилюються.

Alk-NH2 + (CH3CO)2O → Alk-NH-CO-CH3↓ + CH3COOH

3. Реакції з солями купрум(ІІ)

Неподільна пара електронів не тільки надає амінам основних властивостей, але й може вступати в реакцію комплексоутворення. Так само як і амінокислоти, аміни в лужному середовищі утворюють комплекси з солями купруму(ІІ). Наприклад, етилендіамін утворює з CuSO4 комплекс фіолетового кольору:

Дана реакція характерна і для ефедрину гідрохлориду, при чому утворений комплекс синього кольору екстрагується ефіром, забарвлюючи його в фіолетово-червоний колір:

4. Реакція з нітритною кислотою

Первинні аліфатичні й ароматичні аміни, а також вторинні аліфатичні аміни можна розрізнити за реакцією з нітритною кислотою. Первинні аміни утворюють діазосполуки. Але якщо ароматичні діазосполуки стійкі, то аліфатичні – нестійкі й відразу після утворення, навіть на холоді, швидко розкладаються з виділенням азоту:

R-NH2 + HNO2 → R-OH + H2O + N2↑

Вторинні аміни при взаємодії з нітритною кислотою утворюють нітрозосполуки:

Продуктом реакції найчастіше є жовта важка рідина або кристалічний осад, розчинні в діетиловому ефірі. Ефірний шар відділяють і випаровують до сухого залишку. Отриманий нітрозоамін при нагріванні з концентрованою кислотою сульфатною гідролізує з утворенням нітритної кислоти, яка в присутності фенолу дає реакцію Лібермана (див. розділ І.6).

5. Реакція з саліциловим альдегідом

В середовищі хлороформу в присутності ацетатної кислоти утворюється жовте забарвлення.

6. Реакція з біндоном (ангідро-біс-індандіоном)

З первинними аліфатичними амінами продукти забарвлені в фіолетовий колір.

7. Реакція з солями діазонію

Ця реакція протікає по-іншому, ніж з ароматичними амінами. До розчину препарату додають буферний розчин до певного рН, потім сіль діазонію і краплями 10 % розчин лугу.

8. Реакція вторинних аліфатичних амінів з натрій нітропрусидом – Na2[Fe(CN)5NO] утворюється фіолетове забарвлення (реакція протікає в середовищі ацетатної кислоти і ацетатного ангідриду).

         9. Реакція з цитриновою кислотою для виявлення третинних амінів.

Розчини цитринової, аконітової, малонової кислот в ацетатному ангідриді при нагріванні з третинними амінами набувають червоного або фіолетового забарвлення.

10. Реакція з загальноалкалоїдними осадовими реактивами (Драгендорфа, Люголя, Вагнера, Бушарда, Майєра, Марме, Зонненштейна, Шейблера, Бертрана та ін.). Найчастіше використовується для ідентифікації третинних амінів, хоч позитивну реакцію дають і первинні і вторинні аміни. В результаті реакції утворюються аморфні або кристалічні забарвлені осади.

 

ІХ. ВИЗНАЧЕННЯ НІТРОГРУПИ

1. Реакція утворення ацинітрогрупи

Ароматичні нітросполуки – це жовті або білі з жовтуватим відтінком кристалічні речовини. Якщо в орто- або пара-положенні до нітрогрупи є група, яка має рухомий атом Гідрогену, то в лужному середовищі внаслідок утворення ацинітрогрупи з’являється жовте, оранжеве або оранжево-червоне забарвлення. Дану реакцію дає нітроксолін і левоміцетин:

2. Реакції відновлення

Як правило, для виявлення ароматичних нітросполук використовують реакції відновлення:

При відновленні ароматичних нітросполук цинком у кислому середовищі утворюються відповідні ароматичні аміни, які можна ідентифікувати за реакцією утворення азобарвника:

 

Х. ІДЕНТИФІКАЦІЯ АМІДНОЇ І ІМІДНОЇ, ГІДРАЗИДНОЇ ГРУП

1. Аміди – похідні карбонових кислот, у яких гідроксильну групу заміщено на залишок первинного або вторинного, аліфатичного чи ароматичного аміну:

Окремим випадком амідів є похідні сечовини – уретани, уреїди.

а) Реакція гідролізу. Гідроліз може бути каталізовано лугами або кислотами. Якщо амід утворено амоніаком або летким аміном, то при нагріванні з розчинами лугів виділяється амоніак чи відповідний амін, який ідентифікують за запахом або посинінням вологого червоного лакмусового папірця (наприклад, диетиламід нікотинової кислоти).

Якщо амід утворено леткою органічною кислотою з незначною молекулярною масою, під час кислотного гідролізу відчувається запах відповідної кислоти (наприклад, бромізовал).

Реакція кислотного гідролізу дозволяє ідентифікувати не лише кислоту, але й амін (наприклад, парацетамол).

б) Гідроксамова реакція. Даною реакцією можна розрізнити незаміщені аміди ароматичних і аліфатичних кислот. Більшість ароматичних амідів на відміну від аліфатичних при взаємодії з перекисом водню утворюють гідроксамові кислоти. Більшість аліфатичних амідів перетворюються на гідроксамові кислоти при обробці гідроксиламіном у водному або спиртовому розчині, у той час як ароматичні аміди в цих умовах реагують набагато важче:

ArCONH2 + H2O2 → ArCONHOH + H2O

AlkCONH2 + NH2OH*HCl → AlkCONHOH + NH4Cl

Утворені гідроксамові кислоти ідентифікують за реакцією з ферум(ІІІ) хлоридом – червоне, червоно-фіолетове або червоно-коричневе забпаарвлення.

в) Реакції з солями купруму і кобальту. Амідам, утвореним первинними амінами або амоніаком, притаманне явище амідо-імідольної таутомерії, за рахунок якої вони мають слабкі кислотні властивості й здатні утворювати комплекси з солями важких металів, наприклад купруму:

В результаті реакції з’являється синє забарвлення.

Для підтвердження тотожності амідів проводять також реакцію з солями кобальту – утворюється синьо-зелений осад (у випадку лідокаїну).

г) Біуретова реакція. Такий амід як сечовина, а також її ацильні похідні – уреїди дають біуретову реакцію (нагрівають розчин препарату з купрум(ІІ) сульфатом в лужному середовищі). Ця реакція є спільною для сполук, що містять не менше двох груп:

При нагріванні бромізовалу з розчином СuSO4 в лужному середовищі з’являється рожево-червоне або (при надлишку СuSO4) червоно-фіолетове забарвлення:

д) Реакція Сакагучі. До похідних сечовини можна віднести сполуки, що містять гуанідинове угрупування:

Реакція Сакагучі на гуанідинові залишки: утворення фіолетово-червоного забарвлення, яке виникає в лужному середовищі під дією на досліджуваний розчин a-нафтолу і натрію гіпохлориту (гіпоброміду) концентрованого.

2. Іміди – сполуки загальної формули:

На практиці частіше доводиться зустрічатися з циклічними амідами:

а) Реакції гідролізу. Іміди гідролізують важче, ніж аміди. Для їх гідролізу потрібні більш жорсткі умови – тривале кип’ятіння з 30 %-вим розчином натрій гідроксиду або сплавлення з кристалічним натрій гідроксидом чи натрій карбонатом. Ця реакція характерна, наприклад, для барбітуратів. При сплавленні з їдкими лугами вони розкладаються з утворенням солей діалкіл- або арилалкілпохідних ацетатної кислоти, натрій карбонату й амоніаку, який ідентифікують за запахом або посинінням вологого червоного лакмусового папірця:

При наступному підкисленні виділяються бульбашки газу (СО2) і вільні похідні ацетатної кислоти, які мають специфічний запах:

б) Реакція з солями кобальту і купруму. Наявність імідної групи за рахунок імідо-імідольної таутомерії надає сполуці слабких кислотних властивостей:

Як більшість органічних сполук, що мають кислотні властивості, іміди ідентифікують за реакціями утворення комплексних солей з іонами важких металів. Найчастіше використовують реакцію з солями Со2+ - з’являється синьо-фіолетове забарвлення:

Розрізняють барбітурати за допомогою реакції з купрум(ІІ) сульфатом у присутності калій гідрокарбонату і карбонату:


Нерідко іміди ідентифікують за реакцією Цвіккера. Речовину, що досліджується, розчиняють в 1 мл суміші піперидину і хлороформу (1:9) і додають 0,5 мл розчину купрум(ІІ)сульфату (розчин Фелінга 1, розбавлений в 10 разів). При енергійному струшуванні хлороформний шар набуває забарвлення: в присутності барбітурових кислот – фіолетового, тіобарбітурових кислот і тіоурацилів – зеленого, гідантоїнів – синього. Слід мати на увазі, що реакцію Цвіккера дають також пурини, деякі сульфаміди, сахарин і ноксирон.

Комплексні солі з кобальтом також утворюють алкалоїди пуринового ряду – теобромін і теофілін:

Досить часто для ідентифікації сполук, що містять імідну групу, застосовують реакції з солями арґентуму (наприклад, для ідентифікації рибофлавіну, теофіліну, теоброміну).

в) Реакція з реактивом Мілона. (Реактив містить меркурій нітрат). Барбітурати розчиняють в ацетоні і додають реактив Мілона – утворюється білий осад, розчинний при нагріванні (барбітал, фенобарбітал), інші барбітурати утворюють не розчинні осади.

г) Одержання п-нітробензоїлпохідних, які мають різну температуру плавлення. До розчину барбітуратів в розчині калій карбонату додають п-нітробензоїлхлорид – випадає осад, який перекристалізовують і визначають температуру плавлення. Реакція можливо протікає за схемою:

д) Сплавлення з СаО або МgО. Препарат змішують в фарфоровій чашці з оксидом магнію або кальцію і нагрівають на пальнику. Утворюється червоно-коричневе забарвлення. Цю реакцію дають всі барбітурати, за винятком фенобарбіталу.

е) Реакція з п-диметиламінобензальдегідом. При дії на барбітурати в конц. H2SO4 п-диметиламінобензальдегідом з’являється різне забарвлення залежно від будови барбітуратів:

Наприклад, червоне забарвлення відразу ж з зеленою флуоресценцією – етамінал-натрію, через 2 хв – барбаміл і барбітал. Фенобарбітал цієї реакції не дає. Ця реакція характерна для рухомого атому гідрогену імідної групи. ЇЇ дають також сульфамідні препарати, але в інших умовах.

3. Гідразини, гідразиди, гідразони

Гідразини – сполуки, у яких один із атомів гідрогену молекули гідразину заміщено на алкільний або арильний радикал: R-NH-NH2.

До гідразидів відносять сполуки, у яких один із атомів гідрогену в молекулі гідразину заміщено на залишок карбонової кислоти:

,

де R1 = H; Alk; Ar.

Гідразони – продукти конденсації гідразинів або гідразидів з альдегідами або кетонами, у яких два атоми гідрогену при одному з атомів нітрогену заміщено на залишок альдегіду або кетону:

,

де R1 = H; Alk; Ar; Acyl.

а) Реакції на наявність гідразину. Залишок гідразину надає гідразинам і гідразидам відновних властивостей. Реакції відновлення Ag+ до вільного срібла, відновлення купруму в реактиві Фелінга. Залишок гідразину окислюється до вільного азоту:

б) Реакції на амідну групу. Гідразидну групу можна розглядати як окремий випадок амідів. За рахунок утворення імідольної форми гідразиди дають комплексні солі з іонами важких металів – арґентуму або купруму(ІІ). При подальшому нагріванні відбувається окиснення гідразину і відновлення іонів арґентуму до металічного срібла, а іонів купруму(ІІ) – до купрум(І) оксиду.

в) Реакції з альдегідами. Якщо альдегіди ідентифікують за реакцією утворення гідразонів з гідразином, то так само гідразини і гідразиди ідентифікують за реакцією з альдегідами:

безпосередньо:

Після відповідного гідролізу:

г) Реакція з 1,4-нафтохіноном або бензохіноном. Використовується для відкриття ізоніазиду:

Дану реакцію дають після нагрівання з розведеною HCl і інші сполуки з гідразидною групою.

д) Реакція гідролізу. Для ідентифікації гідразонів застосовують реакцію гідролізу, під час якої утворюється відповідний альдегід, який можна ідентифікувати за характерним запахом:

ХІ. ВИЯВЛЕННЯ ФЕНІЛЬНОГО РАДИКАЛА І ПІРИДИНОВОГО ЦИКЛУ

1. Реакція нітрування

Наявність фенольного радикалу може бути встановлено реакцією нітрування бензенового циклу. Нітрогрупу можна відновити до аміногрупи, а потім провести реакцію утворення азобарвника.

2. Реакції галогенування

Утворення йод- і бромпохідних в результаті дії на бензенове кільце розчину йоду або йодмонохлориду, або бромної води.

3. Реакція Цінке

Для ідентифікації похідних піридину, у яких вільне α,α’-положення, проводять реакцію утворення поліметинової основи з 2,4-динітрохлорбензолом (глутаконового альдегіду буро-червоного кольору):

Поліметинові основи утворюються і при використанні таких реагентів, як брому тіоціанат (роданбромідний реактив), хлору тіоціанат, брому ціанід, хлороформ, хлоралгідрат. У присутності зазначених реагентів у лужному середовищі відбувається розмикання піридинового циклу й утворюється глутаконовий альдегід. При подальшому додаванні первинних ароматичних амінів (анілін, проокаїн, сульфацил-натрій) відбувається їх конденсація з глутаконовим альдегідом і утворюються основи Шиффа, забарвлені в жовтий, оранжевий або червоний колір:

4. Реакція піролізу

При нагріванні нікотинової кислоти, її солей, нікотинаміду з безводним натрій карбонатом відчувається запах піридину (див розділ IV.4).

5. Реакція з розчинами купрум сульфату і амоній тіоціанату -  виникає зелене забарвлення:

6. Реакції з загальноалкалоїдними осадовими реактивами

Реакція на гетероциклічний третинний амін – утворюються осади різного кольору.

ХІІ. ВИЯВЛЕННЯ α-КЕТОЛЬНОЇ ГРУПИ

α-Кетольна група володіє відновними властивостями (окиснюється до карбоксильної). Це використовується для ідентифікації кортикостероїдів.

а) Реакція з реактивом Фелінга (мідно-тартратний реактив). При нагріванні на водяному нагрівнику суміші спиртового розчину речовини і реактиву Фелінга випадає червоно-оранжевий осад Cu2O.

б) Крім реактиву Фелінга як окисники можуть бути використані реактив Толленса (амоніачний розчин арґентум нітрату) – реакція “срібного дзеркала”, реактив Зонненштейна (фосфорно-молібденова кислота), солі феруму (ІІІ).

в) Реакція Гьорега – при окисненні кортикостероїдів етанольним розчином трифенілтетразолій хлориду в присутності розчину тетраметиламоній гідроксиду, як продукт відновлення утворюються забарвлені в червоний колір формазани:

 

 

 

 

 

 

 


Реакцію використовують для ідентифікації та кількісного визначення методом спектрофотометрії.

г) При окисненні калій перйодатом виділяється 17-карбонова кислота, виділяється формальдегід, який можна зв’язати хромотроповою кислотою (ауриновий барвник).

 

ХІІІ. ВИЯВЛЕННЯ НЕНАСИЧЕНИХ ЗВ’ЯЗКІВ

Характерними реакціями ненасичених вуглеводнів є, головним чином, реакції електрофільного приєднання:

1. Реакція з бромною водою

При взаємодії лікарських речовин, які містять ненасичений зв'язок, з бромною водою спостерігається знебарвлення останньої (наприклад, при проведенні талейохінної проби на хінін).

Використання в такій реакції як середовища безводного розчинника, наприклад тетрахлоретану, дає змогу відрізнити алкени чи алкіни від ароматичних сполук, які реагують з бромом з виділенням бромоводню (він не розчиняється в тетрахлоретані й виділяється у вигляді бульбашок).

2. Реакція з калій перманганатом

Калій перманганат в нейтральному або слабко лужному середовищі окислює ненасичені сполуки, при цьому його розчини знебарвлюються:

У кислому середовищі, особливо при нагріванні, реакція не зупиняється на стадії окиснення подвійного зв’язку і проходить далі з розривом карбон-карбонового зв’язку з утворенням відповідних альдегідів або кислот:

Реакція не є специфічною, тому у фармацевтичному аналізі широко не застосовується. Використовується вона, наприклад, для визначення домішок цінамоїлкокаїну та інших відновлюючих речовин у кокаїну гідрохлориді.

3. Реакція з солями важких металів

π-Зв'язки ненасичених вуглеводнів можуть брати участь в утворенні комплексів із солями важких металів, наприклад, стибій(ІІІ) хлоридом. 1 мг речовини розчиняють в 1 мл хлороформу; до отриманого розчину додають 5 мл хлороформного розчину стибій(ІІІ) хлориду – з’являється відповідне забарвлення. Ретинолу ацетат у таких умовах дає синє забарвлення, ергокальциферол при взаємодії з хлороформним розчином стибій(ІІІ) хлориду, що містить 2 % ацетилхлориду, дає оранжево-рожеве забарвлення.

4. Реакція на етинільний радикал

Характерними, однак недостатньо чутливими і неспецифічними реакціями на ацетилен і його похідні є реакція з солями арґентуму, меркурію, купруму(І), що призводить до утворення нерозчинних продуктів:

Cu22+ + C2H2 + 2NH3 → C2Cu2↓ + 2NH4+

У фармацевтичному аналізі деякі стероїдні гормони, що містять етинільні радикали, кількісно визначають методом непрямої алкаліметрії за нітратною кислотою, що виділяється в результаті реакції з арґентум нітратом.

 

     ХІV. ВИЯВЛЕННЯ ОРГАНІЧНО ЗВ’ЯЗАНИХ АТОМІВ ГАЛОГЕНІВ

1. Найпростішою попередньою спробою на наявність галогену в складі органічної речовини є проба Бельштейна. Петельку на кінці тоненького мідного дроту прожарюють, поки вона перестане забарвлювати полум’я спиртівки. Ні до чого не торкаючись, дають охолонути, набирають декілька кристалів речовини й обережно, згори вниз, вносять у безбарвне полум’я. При наявності галогену полум’я забарвлюється в зелений колір.

Проба Бельштейна не завжди дає правильний результат. Деякі речовини, що містять нітроген і сульфур, або здатні при нагріванні виділяти карбон(ІІ) оксид, також спричиняють подібне забарвлення полум’я.

2. Органічні речовини, у яких галоген має ковалентний зв'язок з атомом карбону, у звичайних умовах не дають реакції з арґентум нітратом. Деякі з них, де цей зв'язок не дуже міцний, реагують при нагріванні з водно-спиртовим розчином арґентуму нітрату (хлорбутин).

Щоб довести наявність галогену в молекулі органічної речовини, треба перевести його в іоногенний стан. Наприклад, наважку препарату прожарюють у фарфоровому тиглі з сумішшю для спікання (суміш натрій або калій карбонатів з калій нітратом), залишок розчиняють у гарячій воді, фільтрують, підкислюють нітратною кислотою. Фільтрат дає реакцію на хлориди.

За іншою методикою використовують “відновну мінералізацію”. Наприклад, бромкамфору розчиняють у спирті, додають розчин натрій гідроксиду, цинковий пил і кип’ятять протягом 1-2 хв. Суміш охолоджують, фільтрують; фільтрат дає реакції на броміди.

Дуже часто для переведення галогену в іоноген ний стан використовують реакцію лужного гідролізу при нагріванні з водним розчином натрій гідроксиду (бромізовал, циклофосфан, левоміцетин). Тривалість нагрівання залежить від міцності зв’язку карбон-галоген.

3. Наявність атомів йоду визначають за появою фіолетових парів йоду під час піролізу речовини (йодоформ) або окиснення її при нагріванні з розведеною нітратною (хініофон) чи концентрованою сульфатною кислотою (тиреоїдин, левотироксин, ліотиронін).

4. Фторорганічні сполуки ідентифікують після мінералізації з сумішшю для спікання. До розчину, що містить фторид-йони, додають розчин кальцію хлориду – з’являється біла каламуть (фторафур):

2F- + Ca2+ → CaF2↓

Більш сучасним є метод спалення в колбі з киснем. Продукти реакції розчиняють у воді і додають до розчину ферум(ІІІ) тіоціанату (криваво-червоне забарвлення); спостерігається значне послаблення забарвлення (фторурацил, фторвмісні кортикостероїди):

Fe(SCN)3 + 6F- → [FeF6]3- + 3SCN-

Після мінералізації субстанції під дією розплавленого металічного натрію, фториди виявляють за реакцією з розчином алізарину у присутності цирконій нітрату в середовищі НСl. Утворюється розчинна комплексна сполука цирконію з фтором і червоно-фіолетове забарвлення переходить у жовте:

           Алізарин S

1,2-діоксиантрахінон-                 цирконіл-                  червоно-фіолетове забарвлення

3-сульфонат натрію                    нітрат

     жовте забарвлення

                                                                                             Алізарин S

жовте забарвлення

 

     ХV. ВИЯВЛЕННЯ ОРГАНІЧНО ЗВ’ЯЗАНОГО АТОМУ СУЛЬФУРУ

До цієї групи належать сполуки:

Тіоли – R-SH

Тіони –    

Тіоефіри – R-S-R1

Тіоаміди –

 

Сульфокислоти – органічні сполуки загальної формули R-SO3H, належать до числа найбільш сильних органічних кислот.

Сульфаміди – похідні сульфокислот, у яких гідроксильну групу заміщено на залишок аміну або аміду. Вони мають загальну формулу:          R-SO2NH-R1

1. Найбільш загальною реакцією, яка використовується для ідентифікації сульфурвмісних сполук, є реакція окисної мінералізації з подальшою ідентифікацією утвореного сульфат-йону за реакцією з барій хлоридом.

2. Для ідентифікації сульфурвмісних сполук зі ступенем окиснення сульфуру (2-) застосовують реакції кислотного або лужного гідролізу. При цьому утворюється сірководень або сульфіди, які підкисленням переводять у сірководень, який ідентифікують за запахом. Наприклад, метіонін:

У деяких випадках (тіопентал-натрію) гідроліз проводять у присутності плюмбум ацетату:

3. Одним із реактивів, що широко застосовуються для ідентифікації тіолів, є натрію нітропрусид Na2[Fe(NO)(CN)5] (жовте забарвлення, яке переходить у зелене).

4. Тіоли, порівняно зі спиртами, мають підвищену кислотність і дають забарвлені комплексні солі з іонами важких металів (арґентуму, меркурію(ІІ), купруму(ІІ)). Таку саму реакцію дають також тіоаміди, деякі тіони, сульфокислоти, сульфаніламіди. В утворенні комплексів беруть участь неподілені електронні пари сульфуру.

5. Неподілені електронні пари сульфуру надають сполуці здатність утворювати комплекси з калій тетрайодбісмутатом (реактивом Драгендорфа), забарвлені в яскраво-червоний колір.

 

 

ХVІ. ВИЯВЛЕННЯ ФОСФОРОВМІСНИХ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Органічні сполуки фосфору ідентифікують, як правило, за реакцією на фосфат-йон після гідролізу або мінералізації.

Наприклад, фосфотіамін, розчинений у розведеній нітратній кислоті, дає характерну реакцію на фосфатну кислоту з розчином амоній молібдату. Кокарбоксилаза дає таку ж реакцію після 5 хв кип’ятіння з концентрованою нітратною кислотою, у результаті якого відбувається гідроліз речовини.

PO43- + 3NH4+ + 12MoO42- + 24H+ → (NH4)3PO4·12MoO3↓ + 12H2O