Альдегиды и их производные

Спирты

Ациклические и карбоциклические лекарственные средства

Органических лекарственных средств.

Алгоритм изучения

I. Общая характеристика класса органических соединений.

1. Определение, классификация, номенклатура.

2. Физические и химические свойства соединений.

II. Биологическая роль класса органических соединений.

III. Фармакопейный анализ лекарственного средства:

1. латинское, международное, русское название;

2. структура лекарственного вещества, химическое название;

3. источники, способы получения;

4. описание препарата, растворимость, физические константы;

5. подлинность: реакции на функциональные группы и специфические качественные реакции;

6. чистота (доброкачественность);

7. количественное определение:

· название метода,

· химические взаимодействия,

· расчет фактора эквивалентности (условной части), эквивалента определяемого вещества, индикация метода, определение титра.

IV. Хранение препарата в зависимости от физико-химических свойств.

V. Применение, форма выпуска.

Спирты - это производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами. В общем виде молекулу спирта можно представить как R – ОН.

В зависимости от количества гидроксильных групп в молекуле спирта, молекулярной массы, характера углерода, к которому присоединяется гидроксильная группа, характера углеводорода, лежащего в основе молекулы спирта, спирты имеют некоторые различия в физических и химических свойствах. Спирты подразделяют:

1) в зависимости от количества гидроксильных групп в молекуле на одноатомные (I) и многоатомные (II, III);

2) по характеру углерода, к которому присоединяется гидроксильная группа на первичные (I), вторичные (II) и третичные (III);

3) по характеру углеводорода на:

а) алифатические - углеводород представлен в виде цепочки неразветвленной (I) или разветвленной (II);

б) циклические - гидроксильная группа замещает атом водорода в циклическом углеводороде.

Во всех приведенных соединениях функциональной группой является спиртовая гидроксильная группа, именно этой группой обусловлены физические, химические и фармакологические свойства спиртов.

Так, например, гидроксильная группа повышает растворимость вещества. Спирты, особенно низшие, растворяются в воде. С увеличением длины углеводородной цепи растворимость уменьшается. Как правило, вторичные спирты более растворимы, чем первичные, а третичные более растворимы, чем вторичные. Это относится и к температуре кипения: температура кипения понижается от первичных спиртов к третичным.

Многоатомные спирты имеют сладкий вкус, это свойство возрастает с увеличением гидроксильных групп в молекуле спирта.

Спирты имеют нейтральную реакцию и реагируют с щелочными металлами с выделением водорода:

2ROH + 2Na → 2RONa + H₂↑

Образуют с кислотами сложные эфиры:

Н^+

R-OH + R 'COOH → R-COOR ' + H₂O

Первичные и вторичные спирты легко окисляются. При окислении первичных спиртов (I) образуются альдегиды, при окислении вторичных (II) - кетоны.

Третичные спирты окисляются с большим трудом.

Фармакопейным препаратом является спирт этиловый.

Спирт этиловый 95 %

Spiritus aethylicus 95%

С₂Н₅ОН

Этанол

Spiritus Vini 95%

Спирт винный 95% М. м. 46,07

Получение. Спирт этиловый может быть получен из природных соединений и синтетически. В первом случае он получается в результате брожения сахаристых веществ. Полисахариды под влиянием ферментов превращаются в сахар - мальтозу (I), которая в свою очередь расщепляется до глюкозы ( II ):

Конечным продуктом брожения глюкозы является этиловый спирт, или этанол:

Этиловый спирт может быть получен синтетически из непредельных соединений:

1) из этилена при действии на него серной кислоты. Последняя присоединяется к этилену, образуя серноэтиловый эфир, который при действии воды расщепляется на этанол и серную кислоту;

2) ацетилена по реакции Кучерова. Способ заключается в каталитическом гидрировании уксусного альдегида, который в свою очередь получается из ацетилена.

Уксусный альдегид отгоняется и восстанавливается водородом в присутствии катализатора (никель, сульфат ртути и др.), при этом получается этиловый спирт.

Этиловый спирт, предназначенный для медицинских целей и полученный любым из приведенных методов, подвергается тщательной очистке от возможных примесей путем дробной перегонки (ректификации). При этом удается получить 95-96% этанол. Для получения безводного (абсолютного) этанола используются химические методы связывания воды, например негашеной известью или безводным сульфатом натрия:

CaO + H₂O → + Ca(OH)₂

Более современным методом обезвоживания этанола является использование этилата алюминия, который поглощает воду, превращаясь в нерастворимый гидроксид алюминия:

Al(OC₂H₅)₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓ + 3C₂H₅OH

ГФ описывает следующие препараты этилового спирта: спирт этиловый 95%; 90%; 70%; 40%,

Этиловый спирт - прозрачная жидкость. Он летуч, легко воспламеняется, имеет характерный запах, жгучий вкус; горит синеватым, слабо светящимся пламенем, смешивается во всех отношениях с водой, эфиром, хлороформом, ацетоном и глицерином.

Определение подлинности. Подлинность этилового спирта устанавливается следующими реакциями:

1) образованием йодоформа при взаимодействии с раствором йода в щелочной среде:

CH₃CH₂OH + 4J₂ + 6NaOH → CHJ₃↓ + HCOONa + 4NaJ + 5H₂O

Реакция чувствительная, но недостаточно специфичная для этилового спирта, ее дают также соединения, имеющие в молекуле этоксильную группу ОС₂Н₅, ацетогруппу , например ацетон, некоторые оксикислоты;

2) образованием сложных эфиров с органическими кислотами. При взаимодействии этилового спирта с ледяной уксусной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты образуется уксусно-этиловый эфир, обладающий своеобразным запахом:

CH₃CH₂OH + CH₃COOH → CH₃CH₂OCOCH₃

3) окислением спирта:

а) дихроматом калия в присутствии серной кислоты с образованием ацетальдегида с характерным запахом свежих яблок.

При этом жидкость будет окрашена в зеленый цвет, вследствие образования Cr₂(SO₄)₃;

б) перманганатом калия в присутствии серной кислоты.

Образующийся ацетальдегид, как и в первом случае, можно определить органолептически, а также химическими реакциями:

· с нитропруссидом натрия Na₂[Fe(CN)₅NO] в среде пиридина - на фильтровальной бумаге, смоченной этим реактивом возникает синее пятно;

· с реактивом Несслера в щелочной среде образуется черное пятно Hgна фильтровальной бумаге, пропитанной данным реактивом.

Испытание на чистоту.

В качестве примесей в этиловом спирте могут быть: продукты его окисления (ацетальдегид и уксусная кислота); продукты дегидратации (непредельные соединения, обладающие восстановительной способностью); остатки продуктов сырья и полупродуктов синтеза. Например, если этиловый спирт был получен в результате брожения сахаристых веществ, в нем может быть примесь сивушных масел (смесь высших спиртов - бутилового и изоамилового), которые определяют по неприятному запаху.

В гидролизном спирте, полученном из древесных опилок, может быть примесь метилового спирта. Эта примесь недопустима, так как метиловый спирт очень ядовит и в определенной концентрации может привести к тяжелому отравлению, слепоте и смерти. В качестве примеси в этиловом спирте могут быть дубильные вещества, если он хранился в дубовых бочках.

Учитывая возможность наличия в этаноле приведенных примесей, ГФ предъявляет определенные требования к чистоте этилового спирта, применяющегося для медицинских целей. Так, нормируется предел кислотности этилового спирта, предлагается проводить реакции обнаружения альдегидов с аммиачным раствором нитрата серебра, восстанавливающих веществ - с раствором перманганата калия, который не должен обесцвечиваться в течение 20 мин.

Дубильные вещества рекомендуется определять добавлением к пробе этилового спирта небольшого количества раствора аммиака, при этом не должно появляться окрашивания. И обязательно требуется проведение реакции обнаружения примеси метилового спирта. Для этой цели используется общая реакция на спирты - окисление перманганатом калия в кислой среде. В этом случае окисляется как сам этиловый спирт, так и примесь метилового спирта.

При окислении метилового спирта образуется формальдегид:

который подтверждается реакцией конденсации с фенолами и, в частности, с фенолокислотой (хромотроповой) с образованием продукта конденсации фиолетового цвета. Ацетальдегид, образующийся при окислении этилового спирта, этой реакции не дает, так как способность к реакции конденсации у него очень мала.

Количественное определение содержания этанола проводится с помощью пикнометра, позволяющего измерить плотность этилового спирта. В зависимости от концентрации этанола величина плотности различна. Чем меньше концентрация этанола, тем величина плотности больше. В ГФ приводятся таблицы зависимости плотности от концентрации этанола (алкоголеметрические таблицы).

Применение. По фармакологическим свойствам спирт этиловый относится к веществам наркотического действия. Воздействуя на кору большого мозга, он вызывает характерное алкогольное возбуждение, в больших дозах - ослабление процессов возбуждения в коре и подавление деятельности дыхательного центра.

При концентрациях 50-70 % спирт обладает хорошими дезинфицирующими свойствами и применяется для дезинфекции рук и хирургических инструментов.

В медицинской практике спирт применяют обычно как наружное антисептическое и раздражающее средство для обтираний и компрессов. Спирт этиловый в различных разведениях применяется для изготовления настоек, экстрактов и ряда лекарственных форм, применяемых наружно. Спирт, кроме того, широко применяется в химической практике как растворитель. Спирт служит основным сырьем для ряда химических производств, из спирта получают уксус, хлороформ, йодоформ, различные эфиры.

Хранение. Хранить следует в хорошо закупоренных стеклянных бутылях в прохладном месте.

Функциональная группа

Она определяет общие химические свойства веществ, общие реакции идентификации.

Физиологическое действие лекарственных средств, производных альдегидов, главным образом зависит от характера альдегидного радикала.

Формальдегид – антисептическое, глюкоза – общеукрепляющее средство, цитраль (содержит непредельные связи) – снижает артериальное давление. Удлинение радикала приводит к усилению физиологической активности, но вместе с этим возрастает и токсичность.

Введение галогена повышает его наркотическое (снотворное) действие. Так наркотическое действие хлораля более выражено, чем у ацетальдегида.

хлораль

Токсичность альдегидов снижается за счет образования гидратных форм. Хлоралгидрат применяется в медицине как снотворное средство.

По физическим свойствам альдегиды могут быть газообразными (формальдегид), жидкими (низшие альдегиды), нерастворимые твердые (высшие альдегиды).

Альдегиды хорошо растворяются в спирте, эфире. Низшие альдегиды имеют неприятный, удушливый запах. Альдегиды с большой молекулярной массой – приятный цветочный.

Химические свойства.

Альдегиды весьма реакционноспособные соединения, это обусловлено наличием в их молекуле поляризованной двойной связи.

Из химических свойств альдегидов, лежащих в основе их реакционной идентификации, можно отметить следующие:

1. Альдегиды легко окисляются, являясь хорошими восстановителями.

1) Реакция «серебряного зеркала»

К раствору AgNO₃ прибавляют несколько капель раствора NH₃ и 2 – 3 капли раствора препарата, нагревают на водяной бане, выделяется металлическое серебро в виде зеркала или серого осадка.

2) Реакция с реактивом Фелинга

К раствору исследуемого альдегида добавляют реактив Фелинга, нагревают, при этом постепенно выпадает осадок Cu₂O кирпично-красного цвета.

кирпично-красный

3) С реактивом Несслера

2. Реакции присоединения (продукты таких реакций могут использоваться для идентификации альдегидов, т.к. они имеют определенную температуру плавления).

гидросульфит натрия

кристаллическое вещество определенной температуры плавления

Этой реакцией пользуются и для очистки альдегидов от примесей.

3. Реакции замещения (конденсации) по кислороду альдегидной группы.

1) Конденсация с аминами

2) Конденсация с фенолами (с салициловой кислотой)

К раствору салициловой кислоты в концентрированной серной кислоте прибавляют раствор препарата и нагревают, появляется красное окрашивание.

Фармакопейными препаратами альдегидов являются:

· Формальдегид (формалин)

· Гексаметилентетрамин, физиологическое действие которого основано на действии HCOH, выделяющегося в солянокислой среде.

(CH₂)₆N₄ + 4HCl + 6H₂O → 4NH₄Cl + 6HCOH

Дата добавления: 2014-11-25