Способ определения гетероциклических азотсодержащих оснований

 

СUUCUD оПРЕДЕЛЕНЙл ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОСНОВАНИЙ С использованием обработки анализит руемой пробы растворами иодида калия к азотнокислого висмута с последующим фильтрованием и анализом фильтрата, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повьваеиия его точности, o Jpa6oTKy ангшизируемой пробы растворами иодида калия и нитрата висмута проводят последовательно и анализ фильтрата осуществляют фотоколомет1Я1рованием в спиртовой среде. : 1(Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3f5l) G 01 N 21/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3626809/23-04 (22) 18. 07. 83 (46) 07.11.84. Бюл. 9, 41 (7 2 ) Э.М. Марек, И.В. Колмогорова и Л.П.Шевченко (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского химикофармацевтического института им. С.Орджоникидзе (53) 543.432 (088.8) (56) 1.Черонис Н.Д., Ма Т.С. Микрон полумнкрометоды органического функционального анализа. М., "Химия", 1973, с. 257-258.

2.Там же; с. 223-224, 260-261.

З.Там же, с. 261, 505-506.

4.Технологический регламент В 3 на производство нитазола. Ирбитский

ХФЗ, 1976.

5.Промышленный регламент 9 12 на производство папаверина гидрохлори@а и пирокатехина. Ирбитский ХФЗ, 1976. б. Шварценбах Г., Флашко Г. Комплексонометрическое титрование. М., "Химия", 1970, с. 285-286 (прототип) .

„.Б(.)„„А (54) (57) Сцо . лэ ииРЕДЕЛЕНИл т ЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОСНОВАНИЙ с использованием обработки анализиРуемой пробы растворами иодида калия н азотнокнслого висмута с последующим фильтрованием и анализом фнльтрата, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа н повьааення его точности, обработку анализируемой пробы растворамн иодида калия и нитрата висмута проводят последовательно и анализ фильтрата осуществляют фотоколометрнрованием в спиртовой среде.

1122947

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам анализа. материалов с помощью оптических методов, и может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности для контроля качества полупродуктов, таких как аминотиазол, основание дигидропапаверина и др., в производстве лекарстве н ных препаратов — нитазола, папаверина и др., а также для исследования маточных растворов в производстве кофеина и аналогичных соединений с целью их утилизации.

Известен способ кислотно-основного титрования гетероциклических )5 азотсодержащих оснований или их солей в водной или неводной средах, - заключающийся в растворении пробы в водном или неводном растворителе, оттитровывании оснований кислот (или их солей — щелочью) с индикатором — бромфеноловым синим и расчете количества гетероциклических азотсодержащих оснований в соединении (lj.

Однако этот способ при использова. нии дает ошибку определения 20

30 отн.% в связи с теи,что в водной среде оттитровываются не только гете роциклические аэотсодержащие основания, но и другие органические азотсодержащие основания. Применение данного способа для определения аминотиазола, основания дигидропапаверина или кофеина в неводной среде невозможно из-за того, что сами объек- 35 ты анализа находятся в водной фазе.

Известен метод Кьельдаля для определения гетероцикличе=ких азотсодержащих оснований, основанный на переходе органического азота в суль- 40 фат аммония при нагревании пробы с концентрированной серной кислотой с последующим выделением и определением аммиака (2) .

Этот метод при определении аиино- 45 тиазола, основания дигидропапаверина и кофеина не дает достаточной точности (ошибка. составляет 3-5 отн.%) в связи с тем, что трудно контролировать окончание процесса превраще- 50 ния основания в сульфат аммония.

Кроме того, известный метод длителен (3-б ч) и опасен из-эа применения нагревания концентрированной серной кислоты.

Известен также весовой метод анализа гетероциклическнх азотсодержащих оснований, включающий взвешивание пробы, добавление к ней пикролоновой кислоты, отстаивание образо- 60 вавшегося осадка, отделение его от жидкости, промывку осадка водой, сушку его при 105 С> взвешивание высушенного осадка и расчет количества определяемых соединений f3) .

Весовой метод анализа не обеспечивает достаточной точности определения аминотиазола, основания дигидропапаверина или кофеина (ошибка составляет 5-7 отн.%), так как происходит потеря пробы при осуществлении длительных операций: отстаивания, промывки, сушки и т.д.

Йзвестен способ количественного определения гетероциклических азотсодержащих оснований (аминотиазола), включающий отбор анализируемой пробы в количестве 25 мл, прибавление

25 мл воды, выпаривание ее на железном кольце над электроплитой до объе. иа 20 мл. Затем из охлаждаемого концентрированного раствора пробы осуществляют выделение 2-аминотиазола

40%-ным раствором гидроксида натрия до явно щелочной реакции на фенолФталеиновую бумагу при энергичном охлаждении. Осадок 2-аминотиазола отфильтровывают на воронке Бюхнера к промывают водой до полного растворения (450 мл воды). Промывные воды переносят в мерную колбу на 500 мл> туда же прибавляют 10-15 мл крепкой

НС1 до кислой реакции на бумагу конlro. Раствор доводят до метки водой и перемешивают.

Из колбы отбирают 25 мл раствора, разбавляют водой и оттитровывают избыточную кислотность 0,5 н, растворои гидроксида натрия с индикатором метилоранжем, а затеи оттитровывают

2-аминотиазол с индикатором фенолфталеином (4).

Недостатками этого способа явля» ются длительность анализа и завышение на 2-4% результатов за счет того, что при титровании оттитровывается не только азот, находящийся в кольце, но и другие аэотсодержащие основания (табл. 2 и 3).

Кроме того, известен способ количественного определения гетероциклических азотсодержащих оснований (основание дигидроиапаверина),.включающий отвешивание 0,5 r пробы, растворение ее в 20 мл разбавленной НС1 при нагревании и экстрагирование раствора хлороформом три раза по

20,15 и 10 мл соответственно. Затем экстракты фильтруют через Фильтр, увлаженный хлороформом, в колбу

Эрленмейера на 150 мл.

Хлороформенный раствор упаривают, отгоняют хлороформ досуха на водяной бане, остаток растворяют в 25 млэтилового спирта, прибавляют несколь ко капель фенол-фталеина и титруют

0,1 н раствором гидроксида натрия до розового окрашивания (5) .

Недостатками данного способа являются трудоемкость, длительность и завышение результатов на 2% вследствие экстрагирования всех присутст-(1122947 вующих соединений основного характе ра °

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ количественного определения гетероцикли. ческих азотсодержащих оснований, включающий обработку пробы раствором комплексообраэователя, содержащим ионы висмута и йода, отфильтровывание образовавшегося осадка и исследование фильтрата, причем для обработки пробы предварительно готовят раствор комплексообразователя

KBif4 путем смешивания растворов иодида калия и нитрата висмута, а исследование фильтрата осуществляют методом прямого титрования избытка Bi трилоном Б до обесцвечивания титруемого раствора )6j .

Недостатками известного способа являются низкая точность определения (ошибка 10-15 отн.Ъ, обусловленная окраской исследуемых растворов, препятствующей фиксации конечной точки титрования; длительное формирование осадка (15-20 мин) в связи с отсутствием оптимальных условий комплексообразования, т.е. недостаточной концентрации исходных реагентов; необходимость предварительно-З

-30 го приготовления раствоРа KBi 4 нестойкого реактива, оптическая плотность которого изменяется во времени, что влечет эа собой обязательное титрование данного раствора трилоном B 35 для установления конкретного значения титра к моменту определения.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение его точности. 40

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в последовательной обработке анализируемой пробы растворами иодида калия и азотнокислого висмута с последующим фильтрованием и анализом фильтрата фотоколориметрированием в спиртовой среде, обработку анализируемой пробы растворами иодида калия и нитрата висмута проводят последовательно и анализ фильтрата осущест- . 50 вляют фотоколориметрированием в спиртовой среде.

Последовательная обработка пробы иодидами калия и нитрата висмута способствует ускорению формирования 55 осадка при полном переходе s него определяемых соединений, следовательно, обеспечивается их отсутствие в фильтрате и повышается точность определения. 60

Осуществление исследования фильтрата фотоколориметрически в спиртовой среде позволяет повысить точность определения гетероциклических аэотсодержащих оснований, находящих- 65 ся в промышленных растворах химикофармацевтических производств (нитазола, папаверина, кофеина), за счет понижения концентрации фильтрата при создании спиртовой среды и обеспечения воэможности точного измерения его оптической плотности (оптическая плотность фильтрата значительно выше 1, перевод его в спиртовую среду обеспечивает возможность точного измерения оптической плот.-. ности, значение которой становится меньше 1, эа счет понижения концент. рации фильтрата при разбавлении спиртом) .

Для осуществления способа предварительно строят калибровочные графики для растворов 2-аминотиаэола, основания дигидропапаверина и кофеина известных концентраций с использованием этилового спирта в качестве раствора сравнения.

Построение калибровочного графика для раствора 2-аминотиаэола проводят следующим образом.

Готовят ряд стандартных растворов 2-аминотиаэола с концентрацией

120-200 г/л в 15%-ной соляной кислоте. Затем из каждого стандартного раствора пипеткой отбирают пробу в количестве 12,5 мл и переносят в мерную колбу емкостью 25 мл. Объем доводят до метки 15Ъ-ной соляной кислотой.

Затем в коническую колбу помещают

7 мл иодистого калия, добавляют

0,5 мл стандартного раствора 2-амино тиазола из мерной колбы, и постепенно приливают при постоянном вэбалтывании 7 мл раствора нитрата висмута.

При добавлении последнего происходит выпадение ярко-красного осадка, кото рый после 10-минутной выдержки отфильтровывают.

1 мл фильтрата разбавляют зтило. вым спиртом в мерной колбе емкостью

50 мл, после чего 5 мл полученного раствора еще раз разбавляют этиловым спиртом в мерной колбе емкостью

25 мл. Затем измеряют оптическую плотность приготовленного раствора на фотоколориметре ФЭК-56 при длине волны 344 нм в кювете длиной 10 мм.

В качестве раствора сравнения исполь. зуют этиловый спирт. По полученным значениям оптической плотности строят.калибровочный график зависимости оптической плотности от содержания аминотиазола в пробе.

Аналогично строят калибровочные графики для растворов основания дигидропапаверина и кофеина.

Пример 1. Определение 2-аминотиазола.

12,5 мл пробы — раствора, содержащего 2-аминотиазол в количестве

13,5; 15,7; 14,0 и 17,4%, поочеред- . но помещают в мерную колбу на 25 мл

1122947 тон путем фотоколориметриравания

1 ил каждого филътрата переводят в спиртовую среду при разбавлении этиловым спиртом в мерной колбе емкостью 50 мл. 3 мл полученного раствора еще раз разбавляют зтиловым спиртом в мерной колбе емкостью

25 мл. Затем осуществляют фотоколориметрирование данного раствора измерения оптической плотности (Д) на фотоколориметре ФЗК-56 при 344 нм в кювете объемом 10 ил. В качестве раствора сравнения используют этиловый спирт.

По измеренному значению оптичес15 ксй плотности с использованием предварительно построенного калибровочнсго графика определяют процентное. содержание основания дигидропапаверина в модельной смеси.

Одновременно осуществляют определение содержания основания дигидропапаверина известным (51 способом, -3 взятым эа базовый объект.

Результаты количественного опре" деления основания дигидропапаверииа предлагаемым и известным способаии приведены в табл. 3, и объем доводят, до метки 15%-ной соляной кислотой.

Затем 0,5 мл каждого из приготовленных растворов переносят в конические колбы, содержащие по 7 мл иодистого калия, после чего. туда же постепенно при постоянном перемешивании приливают по 7 мл нитрата висмута., при этйм происходит осаждение 2-аминотиазола в виде его комплексоната к KBi g т.е. образуется красный осадок). После 10-минутной выдержки образовавшиеся осадки отфильтровывают. Для исследования . Фильтратов путем фотоколориметрирования 1 мл фильтрата переводят в спиртовую среду при разбавлении эти ловим спиртом в мерной колбе, емкостью 50 мл, 5 ил полученного раст. вора еще раз разбавляют этиловым спиртом в Мерной колбе емкостью

25 мл . Затем осуществляют фотоколориметрирование предлагаемого раствора — измерения оптической плотности (Д) на фотоколориметре ФЭК-56 при

344 нм в кювете объемои 10 мл. В качестве раствора сравнения используют этиловый спирт.

По измеренному значению оптической плотности с использованием предварительно построенного калибровочного графика определяют процентное содержание 2-аминотиазола в исследуемом растворе.

С целью накопления статистического материала и характеристики воспроизводимости способа проводят шестикратный анализ искусственных модельных смесей с содержанием 2-аминотиазола

13„0 и 17,0%, Результаты определения.процентного содержания 2-аминотиазола в искусственной модельной смеси приведены в табл. 1, ЗО

Я

4О д5

5О

Одновременно осуществляют .определение содержания 2-аминотиазола известным (4) способом, взятым за базовый объект.

Результаты количественного определения 2-аминотиазола предлагаемым и известным способами приведены в табл. 2.

П .р и м е р 2. Определение основания дигидропапаверина..

В мерные колбы на 25 мл помещают по 7 мл 0,3 И раствора иодида калия, добавляют по 2 мл 15-процентной соляной кислоты и по 1 мл пробы раствора, содержащего основание дигидропапаверина в количестве 6,8;

8,3 и 2,43. Затем при постоянном взбалтывании туда же постепенно при ливают по 7 мл 0,15 М раствора нитрата висмута. После 10-минутной вы-. держки образовавшиеся осадки отфилът ровывают. Для исследования фильтра"

П р и м e p 3. Определение кофеина., В мерные колбы на 25 ил помещают по 7 ил 0,3 М раствора иодида калия, добавляют по 0,5 мл пробысолянокислого раствора, содержащего кофеин в количестве 16,0 и 12,5%.

Затем при постоянном вэбалтывании туда же приливают по 7 ил 0,15 М раствора нитрата висмута. После 10-ми. нутиой выдержки образовавшиеся осад- ки отфильтровываю . Для исследования фильтратов путем фотоколориметрирования 1 мл каждого филътрата переводят в спиртовую среду при разбавле нии зтиловым спиртом в мерной колбе емкостью 50 мл. Затем 5 ил полученного раствора еще разбавляют этиловым спиртом в мерной колбе емкостью

25 мл, и данный раствор фотоколориметрируют, т.е. измеряют оптическую плотность на фотоколорииетре ФЭК-56 при 344 нм в кювете объемои 10 мл.

В качестве раствора сравнения используют этиловый спирт.

Go измеренному значению оптической плотности с использованием предварительно построенного калибровочного графика определяют процентное содержание кофеина в модельной смеси.

Результаты количественного определения кофеина приведены в табл. 4, Как видно иэ приведенных примеров и данных табл. 1-4 предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет повысить точность анализа эа

1122947 счет определения только гетероциклических азотсодержащих оснований без. других азотсодержащих групп (ошибка

0,8-1 отн.Ъ вместо 2,0-4,0 отн.Ъ).

Использование предлагаемого способа количественного определения гетероциклических азотсодержащих осноI ваний обеспечивает по сравнению с известным способом повышение точнос-. ти определения; упрощение анализа за счет устранения необходимости проведения трудоемких операций; сокращение времени определения (с 2 ч до 30 мин).

Таблица 1

Метрологические характеристики

2-аминотиазол

Задано, Ъ и = 6

l3 20

13,30

13,20

13,00

13,20

13,0 х = 13,17

S = 0i1033

Ы= 0,95

Sx = 0,0422

t g=0 422,2 571=

0,10 = 0,1084 х = 0,0422

0,82%

13,10 отн

17,30 i

l7,25

17,0

ef, = 0,95

Ох=

0,0928> 2.571=

0,2386

АР1 = 1,39%

Таблица 2

Предлагаемый спбсоб

Задано

2-амино тиазола, В

Найдено (п=3)

2-аминотиазола,Ъ

Найдено, I

2-аминотиазола, Количество раствора гидроксида натрия, пошедшее на титрование пробы у MJI

Оптическая плотность

13,5

13,3

4,02

16 1

15,7

15,8

4,3

17,3

3,92

14 Е

14,1

15,7

17 4

1-7, 1

4,83

19,3

0,487

0,446

0,475

0,418

17,20

17,35

16 90

17 3%

0,2273

0,0928

0,0928

Известный способ (4) 1122947

Таблица 3

Иэ ве стный способ 5) .Предлагаемый способ

Оптическая плотность (л) 2,55

8,5

6,7

0,27

6,8

8,3

3,0

10,0

0,25

8,3

1 14

3,8

0,325

2,3

2,4

Таблица 4

Оптическая плотность (Д) Задано кофеина,Ъ

Найдено,:. кофеина,%в

16,0

16,1

15,9

12,5

12,3

12,6

Составитель В.Шкилькова

Редактор В.Иванова Техред С. Легеза Корректор A,oáðó÷àð

Заказ 8131/36 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

Задано основания дигидропапаверина,В

Найдено основания дитМдропапаверина, Ъ

0,252

0,255

0,340

0,334

Количество раствора гидроксида натрия, пошетвнее на титрование пробы, мл

Найдено основания дигидропапаверина,. В