Реферат: Фотоколориметрическое определение салициловой кислоты в фармпрепаратах

Нижегородскийрайонный отдел образования.

Лицей №8 с углубленнымизучением предметов естественных наук.

Реферат.

«Фотоколориметрическое определениесалициловой кислоты в фармпрепаратах».

Руководитель: Выполнил:

Красильникова Елена Остапенко Анастасия-

Владимировна-доцент. ученица 10«Г» кл.

г. НижнийНовгород.

2000г.

Содержание.

I.Салициловаякислота и ее производные…………....3

II.Фотометрическийанализ…………………………...8

III.Лабораторнаяработа……………………………...11

IV.Снятиекалибровочной кривой. Фотоколориметри-

ческоеопределение салициловой кислоты в таблетках аспирина…………………………………..12

V.Калибровочнаякривая…………………………….13

VI.Схема устройства ФЭК-56……….………….…...14

VII.Списоклитературы………………………………15

Салициловая кислота и ее производные.

Салициловая (о-гидроксибензойная) кислота (Acidum salicylicum) – одна из трех изомерных гидроксибензойных кислот,относящихся к группе фенолокислот. Получила свое название от латинскогоназвания ивы – Salix. В коре ивы содержится гликозид салицин, при гидролизекоторого получен фенолоспирт салигенин C6H4(OH)CH2OH. При окислении салигенинаполучена салициловая кислота:

C6H4(OH)CH2OH Ü C6H4(OH)COH Ü C6H4(OH)COOH

cалигенин салициловый салициловая

альдегид кислота

В настоящее время салициловая кислотапроизводится в промышленности методом прямого карбоксилирования феноладиоксидом углерода (реакция Кольбе). Диоксид углерода представляет собой слабыйэлектрофильный реагент, поэтому для осуществления реакции необходимо усилениенуклеофильных свойств субстрата. В связи с этим реакцию проводят не с самимфенолом, а с его натриевой солью, так как феноксид-ион более сильныйнуклеофил, чем фенол. Реакцию осуществляют в автоклавах при нагревании поддавлением. Затем реакционную смесь подкисляют и выделяют салициловую кислоту:

С6H5-ONa+ CO2 Ü C6H5-OHÜ С6H4-OH

фенолят натрия ê ½

COONa COOH

салицилат салициловая

натрия кислота

Салициловая кислота представляет собойбесцветные кристаллы, tпл159°С, трудно растворимые в холоднойводе. При нагревании салициловая кислота легко декарбоксилируется собразованием фенола:

С6H4(OH)COOHÜC6H5OH + CO2

салициловаякислота фенол

В салициловой кислоте имеется внутримолекулярнаяводородная связь, стабилизирующая карбоксилат-ион, что приводит к повышению еекислотности (рКа 2,98) сравнительно с бензойной (рКа 4,20) и п-гидроксибензойной(рКа4,58) кислотами.

Салициловая кислота дает с FeCl3 фиолетовоеокрашивание не только в водном, но и в спиртовом растворе (в отличие отфенола).

При действии гидроксида щелочного металла салициловаякислота растворяется с образованием фенолятосоли щелочного металла, например:

C6H4-COOH+ 2 NaOH Ü C6H4-COONa + 2 H2O

ú ½

OH ONa

фенолятнатрия

При действии на салициловую кислотукарбонатов щелочных металлов проявляется различная степень кислотностикарбоксила и фенольного гидроксила; при этом происходит образование солей.Карбоксильная группа салициловой кислоты разлагает карбонаты щелочных металлов,вытесняя слабую угольную кислоту, тогда как фенольный гидроксил, обладающийболее слабыми кислотными свойствами, чем угольная кислота, неспособен разлагатьэти соли и поэтому остается свободным:

2 C6H4-COOH+ Na2CO3Ü 2 С6H4-COONa + H2O +CO2

½ ½

OH OH

салицилатнатрия

Так же салициловая кислота, как всефенолокислоты способна нитроваться, сульфироваться, галогенироваться сзамещением атомов водорода в бензольном ядре.

Применяют салициловую кислоту впроизводстве красителей, лекарственных и душистых веществ, в пищевойпромышленности(при консервировании), как аналитический реагент. Широкоприменение салициловой кислоты в медицине. Она обладает антиревматическим,жаропонижающим и антигрибковым действием, но, как сильная кислота, вызываетраздражение пищеварительного тракта и поэтому применяется только наружно.Внутрь применяют ее производные – соли или эфиры.

Салициловая кислота способна даватьпроизводные по каждой функциональной группе.

Na2CO3

C6H4(OH)COOH ® C6H4(OH)COONa

салициловая кислота салицилатнатрия

CH3OH

С6H4(OH)COOH ® C6H4(OH)COOCH3

метилсалицилат

C6H5OH

С6H4(OH)COOH ® C6H4(OH)COOC6H5

фенилсалицилат(салол)

(CH3CO)2O

C6H4(OH)COOH ® C6H4(CO2CH3)COOH

ацетилсалициловая кислота

(аспирин)

Салицилат натрия (Natrium salicylicum) часто применяют как противоревматическое и жаропонижающее средство. Вотличие от свободной салициловой кислоты салицилат натрия хорошо растворим вводе и не раздражает кишечник. Эту соль применяют также при получении некоторыхдвойных солей салициловой кислоты, например с кофеином.

Метилсалицилат (Methylum salicylicum) входит в состав эфирного масла растения Gaultheria. Внастоящее время его получают преимущественно синтетически –метилированиемсалициловой кислоты. Этот эфир представляет собой маслообразную жидкость сочень сильным характерным запахом. Применяют метилсалицилат при леченииревматизма в виде растирки и мази.

Фенилсалицилат, или салол, впервые получен нашимсоотечественником М.В. Ненцким. Фенилсалицилат – кристаллический порошок, оченьплохо растворимый в воде. Имеет свободный фенольный гидроксил. Вследствие малойрастворимости в воде в водных растворах он не дает реакции окрашивания с FeCl3, однако егоспиртовые растворы окрашиваются FeCl3 в фиолетовый цвет.Фенилсалицилат гидролизуется медленно. В медицине его применяют какдезинфицирующее средство при некоторых кишечных заболеваниях. Действие егосвязано с гидролизом и освобождением при этом салициловой кислоты и фенола.Фенилсалицилат применяют для покрытия пилюль в тех случаях, когда хотят, чтобылекарственные вещества прошли без изменений через желудок и проявили своедействие в кишечнике: фенилсалицилат, вообще медленно гидролизующийся, лишь вочень малой степени гидролизуется в кислом содержимом желудка и поэтомупилюльные оболочки из него распадаются в достаточной мере лишь в кишечнике.

Ацетилсалициловая кислота, или аспирин представляетсобой сложный эфир, образованный уксусной и салициловой кислотой, причемпоследняя при реакции образования этого эфира реагирует в качестве фенола.

Ацетилсалициловую кислоту можно получить действием насалициловую кислоту концентрированной уксусной кислотой или уксуснымангидридом:

C6H4-COOH+ HO-C-CH3 Ü C6H4-COOH + H2O

÷ || ½

OH O O-C-CH3

Ацетилсалициловая кислота – кристаллическое вещество,слабокислое на вкус. Довольно плохо растворима в воде. В отличие от салициловойкислоты чистая ацетилсалициловая кислота не дает реакции с FeCl3, так как неимеет свободного фенольного гидроксила.

Ацетилсалициловая кислота как сложный эфир,образованный уксусной кислотой и фенолокислотой (вместо спирта), очень легкогидролизуется. Уже при стоянии во влажном воздухе она гидролизуется науксусную и салициловую кислоты. В связи с этим фармацевтам часто приходится проверять,не гидролизовалась ли ацетилсалициловая кислота. Для этого очень удобна реакцияс FeCl3:ацетилсалициловая кислота не дает окрашивания с FeCl3, тогда как салициловая кислота, образующаяся врезультате гидролиза, дает фиолетовое окрашивание.

Ацетилсалициловую кислоту очень часто применяют какпротиворевматическое, жаропонижающее и анальгетическое (уменьшающее боль)средство. В организме происходит постепенный ее гидролиз.

Из других производных салициловой кислоты большеезначение имеет п-аминосалициловая кислота (ПАСК). Она синтезируется методомкарбоксилирования, как и салициловая кислота. Исходным соединением в данномслучае служит м-аминофенол:

COOH

C6H4-OH+ CO2Ü C6H3-OH

½ ½

NH2 NH2

м-аминофенол п-аминосалициловая

кислота

ПАСК обладает противотуберкулезнымдействием и применяется в виде натриевой соли. Другие изомеры этой кислотытакими действиями не обладают, а м-аминосалициловая кислота, напротив, являетсявысокотоксичным веществом. Протовотуберкулезное действие ПАСК объясняется тем,что она является антагонистом п-аминобензойной кислоты, необходимой длянормальной жизнедеятельности микроорганизмов.

Фотометрический анализ.

Фотометрия – это один из методовколориметрического анализа, который в свою очередь входит в группуфизико-химических методов анализа.

Физико-химические методы анализа основанына том, что о качестве и количестве исследуемого вещества судят по изменению каких-либо физических свойств, происходящему врезультате химической реакции.

При колориметрических определениях о количествеопределяемого элемента (или иона) судят по интенсивности окраски раствора,вызванной присутствием в нем какого-либо окрашенного соединения этого элемента,полученного по реакции его с каким-либо реактивом.

Чем интенсивнее окраска, тем больше элемента (иона) врастворе и наоборот.

Если для измерения окраски, а следовательно иконцентрации раствора использовать прибор – фотоэлектроколориметр, то такойметод анализа называется фотометрическим.

В основе фотометрических измерений лежит законЛамберта-Бера. Если поток монохроматического света с интенсивностью J0 падает на однородный слой какого-либо вещества, точасть его (с интенсивностью Jr)отражается от последнего, часть (Ja) поглощается и часть (Jt) проходит через слой, причем:

J0 = Jr + Ja + Jt

В случае водных растворов величина Jr очень мала и ей можнопренебречь, тогда:

J0 = Ja + Jt

Величина Ja зависит от наличия в растворе окрашенного вещества,которое поглощает свет гораздо сильнее, чем растворитель. Зависимость междуинтенсивностью окраски раствора и содержанием в них окрашенного веществаописывается уравнением:

-e×c×ℓ

Jt = J0× 10 , где (Закон Ламберта-Бера.)

ε – коэффициент светопоглощения, постояннаявеличина, зависит от природы окрашенного вещества.

с –концентрация окрашенного вещества в растворе.

ℓ- толщина слоя светопоглощаещего раствора.

Если прологарифмировать уравнение Ламберта-Бера иизменить знаки, то получим:

-ε×с×ℓ + ℓg×J0 = ℓg×Jt

ℓg×J0 — ℓg×Jt = ε×c×ℓ

Величина ℓg×J0 — ℓg×Jt называется оптической плотностьюраствора Д, то есть

Д = ε×с×ℓ

Оптическая плотность раствора прямо пропорциональнаконцентрации окрашенного вещества и толщине слоя раствора.

Другими словами, при одинаковой толщине слоя раствораданного вещества и прочих равных условиях оптическая плотность этого растворабудет тем больше, чем больше в нем содержится окрашенного вещества. Прииспользовании фотоэлектроколориметра измерение оптической плотности растворовпроизводится фотоэлементами.

Световой поток проходит через кювету (с определеннойтолщиной слоя раствора), наполненную исследуемым окрашенным раствором.Прошедший через раствор световой поток принимается фотоэлементом, в котором световаяэнергия превращается в электрическую. Возникающий при этом электрический токизмеряется при помощи чувствительного гальванометра.

При определении этим методом концентрации исследуемоговещества измеряют оптическую плотность исследуемого раствора (Дисл.) иэталонного (Дэтал.), концентрация которого известна, при одинаковойтолщине слоя.

Расчет производится по формуле:

Дисп.

/> <td/> />
Сисп. = × Сэтал.

Дэтал.

Для получения пучка монохроматическогосвета используются светофильтры – наборцветных стекол, которые характеризуются эффективной длиной волны. Для выборасветофильтра в каждом конкретном случае снимают оптическую характеристикураствора – то есть зависимость его оптической плотности от эффективной волнысветофильтра. Для этого измеряют оптическую плотность одного и того же растворапри различных светофильтрах и выбирают, при котором она максимальна.

Методика измерения светопропускания или оптическойплотности на приборе ФЭК-56.

Включить прибор и прогреть его 10-15 минут, установить«электрический нуль». Для этого рукояткой привести стрелкугальванометра к нулю, не раскрывая шторку световых пучков рукояткой. В левомсветовом пучке на все время измерения устанавливается кювета с растворителем.Если он не окрашен, можно в левый пучок вставить кювету с исследуемымраствором. Индекс правого барабана устанавливают на отсчет 100 по шкалесветопропускания. Вращением левого измерительного барабана ее вновь приводят кнулю и отсчитывают по шкале правого барабана оптическую плотность Д.

Для массовых фотометрических измерений предварительностроят калибровочную кривую. Для этого готовят серию эталонных растворовразличной концентрации, измеряют их оптическую плотность при выбранномсветофильтре и определенной толщине слоя ℓ и строят график зависимостиоптической плотности раствора Д от его концентрации С.

Лабораторная работа.

Определение концентрации ионов железа Fe по реакции с салициловой кислотой.

Для определения концентрации исследуемогораствора необходимо построить калибровочнуюпрямую, выражающую зависимость оптической плотности от концентрации вещества.

I. Построение калибровочной кривой.

Берут растворы с известной концентрацией салициловой кислоты: 0,5мг/мл, 0,25мг/мл, 0,125мг/мл, 0,0625 мг/мл,0,031 мг/мл, 0,01 мг/мл. По 10 мл каждого из указанных растворов помещают вмерные колбочки на 25 мл, добавляют по 1 мл раствора ионов железа дляобразования окрашенного комплекса и доводят объем дистиллированной водой дометки.

3+ +

Fe + 3 C6H4(OH)COOH Ü (C6H4(OH)COO)3Fe +3 H

После перемешивания перед каждым определениемополаскивают приготовленным раствором кювету, затем заполняют ее и фотометрируютотносительно воды. По полученным результатам строят график зависимостиоптической плотности Д от концентрации ионов железа в растворе С.

II.Определениеконцентрации ионов железа в исследуемом растворе.

В мерную колбу на 25 мл берут 10 мл исследуемогораствора, добавляют 1 мл насыщенного раствора салициловой кислоты и доводятобъем до метки. Измеряют оптическую плотность полученного раствора на ФЭК-56 ипо калибровочной кривой вычисляют концентрацию ионов железа в исследуемомрастворе.

Снятие калибровочнойкривой.

Д, оптическая плотность р-ра. С, концентрация р-ра, мг/мл. 95 0,5 75 0,25 65 0,125 57 0,0625 50 0,031 48 0,01

Фотоколориметрическоеопределение

салициловой кислотыв таблетках аспирина.

1. Измерение оптическойплотности раствора после 10 минут гидролиза таблетки аспирина в водяной банепри T= 82°С:

Д1 = 90, С1 =0,41 мг/мл

2. Измерениеоптической плотности раствора после 2 недель гидролиза таблетки аспирина:

Д2 = 99, С2 = 0,495 мг/мл

3. Расчетрастворимости и скорости гидролиза вещества:

α10мин = С1/С

α10мин = 0,41/0,5 = 0,82

U1 = С1/t1 -2