Способ количественного определения производных оксипуринов и их смесей

 

,и) 499529т

ОП КСАН И Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф г ф") 61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.03.74 (21) 2007166/23-4 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.76. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 29.03.7б (5l) М. Кл. G 01N 31/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР (5-3) УДК 543.852(088 8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения А. Я. Веверис и У. Я. Микстайс (71) Заявитель Латвийский филиал Ордена Тпудового Красного Знамени всесоюзного научно-исследовательского института химических реактивов и особо чистых химических веществ (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРОИЗВОДНЫХ ОКСИПУРИНОВ И ИХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к количественному определению оксипуринов и их смесей.

Оксипурины являются продуктами жизнедеятельности различных организмов. Производные оксипуринов широко применяются в медицине (кофеин, теофиллин, теобромин и другие) и как реактивы в биологических и биохимических исследованиях.

Известен способ прямого титрования смеси производных оксипуринов нитратом серебра в водных буферных растворах.

Навеску образца при перемешивании и нагревании до 60 — 80 С растворяют не более чем в 150 мл воды. Раствор охлаждают до комнатной температуры, рН раствора устанавливают в пределах 6,5 — 7,8 добавлением

10 мл насыщенного раствора ацетата натрия, 5 мл насыщенного раствора нитрата калия и потенциометрически титруют 0,1 М водным оаствором:нитрата серебра. Показания прибора наносят на график и титрование ведут до появления первого скачка потенциала на кривой в графике. В этом интервале рН количественно оттитруется только теофиллин. В последующем рН раствора устанавливают в пределах 9 — 10,5 добавлением 5 мл насыщенного раствора карбоната натрия и продолжают титрование. На кривой появляются второй скачок потенциала, так как в этом интервале рН количественно определяется тсобро мин.

Известный способ не применим для определения тех оксипуринов, растворимость кото5 рых в воде меньше растворимости теобромпна, например ксантина, мочевой кислоты.

Определения ведут только по одной функциональной группе, так как метод основан на использовании различия произведений раство10 римостей труднорастворимых моносеребряных солей теофиллина и теобромина. Выпадение моносеребряных солей в осадок исключает возможность определения других функциональных групп в молекуле. Определение отно15 сительно длительно из-за необходимости нагревания раствора при растворении образца, охлаждения до комнатной температуры и измерения рН раствора в ходе титрования.

С целью расширения области определения

20 и ускорения анализа предлагается в качестве растворителей использовать смесь водных растворов аминов с рН 9 — 11 и полярного, малоосновного органического вещества, например диметилформамида.

25 Предлагаемый способ количественного определения производных оксипуринов и их смесей заключается в следующем.

Навеску образца взвешивают с точностью

0,0002 г и при перемешивании растворяют в

ЗО водном растворе аминов при рН 9 — 11. Потле

499529

5д

65 добавления 10 — 50 объемов полярного, малоосновного органического растворителя титрование ведут потенциометрически при помощи стеклянного и каломельного электродов основными титрантами, например гидроокисью тетраметиламмония. Одновременно показания потенциометра, например ЛПМ-60М, наносят на график и снимают кривую титрования. Эквивалентные точки находят графическим путем. В зависимости от состава образца на кривой появляются 1 — 3 скачка потенциала.

Вычисление содержания компонентов производят согласно известным формулам. При этом используют аммиак или алифатические амины, например три (оксиметил) -аминометан, гриэтаноламин, этаноламин. В применяемом растворителе амины присутствуют в 25—

50-кратном молярном избытке по отношению к количеству определяемых производных оксипуринов.

Среда для титрования создается добавлением к раствору 10 — 50 объемов полярного, малоосновного органического растворителя.

Полярные растворители предотвращают выпадение в осадок растворенных веществ. Слабоосновной характер органического растворителя обеспечивает снижение основности в растворе и увеличение дифференцирующего свойства среды. При добавлении менее 10 объемов органического растворителя дифференцирующие свойства среды титрования проявляются недостаточно. При добавлении более 50 объемов отдельные компоненты растворенных веществ выпадают в осадок и скачки потенциала на кривых выражаются недостаточно четко. Предъявленным требованим соответствуют диметилформамид, диметилсульфоксид, гексаметапол и другие полярные малоосновные органические растворители.

Предлагаемый растворитель — водные растворы аминов при рН 9 — 11 обеспечивает быстрое растворение при комнатной температуре всех труднорастворимых оксипуринов, что ускоряет определение.

В создаваемых согласно предлагаемому способу средах раздельно оттитруются оксипурины, константы диссоциации в воде которых отличаются незначительно, например ксантин — рК,(НгО) =7,74; теофиллин— рК,(НгО) =8,6; теобромин — рК,(НгО) =9>9.

B этих средах количественно оттитруются очень слабые функциональные имино- и оксигруппы, количественное определение которых в других средах невозможно. Хорошие результаты достигнуты при определении гипоксантина, ксантина и мочевой кислоты, константы которых по второй ступени диссоциации в воде составляют: гипоксантин — pKa, (НгО) =

=12,1, ксантин — рК,,(НгО) =11,86, мочевая кислота — рК,, (НгО) =10,6. Титрование вторых ступеней диссоциации обеспечивает проведение качественной оценки определяемых оксипуринов по хар актеру кривых титрования (так как для большинства производных оксипуринов кривые при титро5

40 вании в одинаковых условиях отличаются), раздельного определения большого числа различных одно-трехкомпонентных смесей производных оксипуринов.

Найденные среды титрования позволяют использовать обыкновенные основные титранты (например, гидроокиси тетраалкиламмония или щелочных металлов), и тем самым избегать применения солей драгоценных металлов.

На чертеже приведены кривые потенциометрического титрования производных оксипуринов: 1 — теобромин; 2 — теофиллин; 3— ксантин; 4 — теофиллин+теобромин; 5 — теофиллин+ксантин+теобромин в средах водных растворов аминов при рН 9 — 11 (три(оксиметил) — аминометана — кривые 1 — 3; аммиака — кривые 4 и 5) и полярного, малоосновного органического растворителя (диметилсульфоксида — кривые 1 — 3, диметилформамида — кривые 4 и 5) 0,1 н. изопропиловым раствором гидроокиси тетраметиламмония. На оси абсцисс отрезок 8 мм соответствует объему титранта 1 мл.

11 р и м е р 1. Определение содергкания ксантина.

0,06 — 0,08 r образца взвешивают с точностью 0,0002 r и помещают в стаканчик емкостью 100 мл. Добавляют 2 мл водного раствора этаноламина с рН 11. Перемешивают до полного растворения и добавляют 30 мл предварительно нейтрализованного диметилформамида, В раствор погружают стеклянный и каломельный элекгроды и потенциометрически титруют 0,1 н. изопропиловым раствором гидроокиси тетраметиламмония. На кривой титрования наблюдаются два скачка потенциала, соответствующие одинаковым количествам объемов (Ъ „,=V",,) раздельного оттитрования двух функиональных групп (кривая

3) ксантина. Содержание вычисляют по известной формуле по объемам, соответствующим обоим скачкам. Оба вычисления дают однозначные результаты.

Пример 2. Определение содержания теобромина и теофиллина в смеси.

0,08 — 0,10 г образца взвешивают с точностью 0,0002 r и помещают в стаканчик емкостью 100 мл. Добавляют 2 мл водного раствора три (оксиметил) -аминометана с рН 9,5—

10. Перемешивают до полного растворения 11 добавляют 40 мл предварительно нейтрализованного диметилформамида. В раствор погружают стеклянный и каломельный электроды и потенциометрически титруют 0,1 н. изопропиловым раствором гидроокиси тетраметиламмония. На кривой титрования наблюдаются два скачка потенциала (кривая 4).

Первый скачок соответствует объему титранта, необходимого для оттитрования иминогруппы теофилина (Vi =Чтеоф) второй— объему титранта, необходимого для оттитрования HMHHOI pgIIIIhI теобромиHB (Vg=Vggpgp).

Вычисление содержания обоих компонентов ведут согласно известным формулам.

499529

F,мЕ i

500

0Ьгм mumpu ma, мт

Составитель В. Гладков

Текред Е. Митрофанова

Корректор Л. Денискина

Редактор Е. Хорина

Заказ 510/4 Изд. № 1011 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2

Пример 3. Определение содержания теобромина, теофиллина и ксантина в смеси.

0,08 — 0,10 г образца взвешивают с точностью 0,0002 r и помещают в стаканчик емкостью 100 мл. Добавляют 2 мл аммиачного водного раствора с рН 10 — 11 и при перемешивании растворяют. Добавляют 50 мл предварительно нейтрализованного диметилформамида. Погружают в раствор стеклянный и каломельный электроды и потенциометрически титруют 0,1 н. изопропиловым раствором гидроокиси тетраметиламмония. На кривой титрования наблюдаются три скачка потенциала (кривая 5). Первый скачок на кривой

5 соответствует совместному расходу титранта на титрование иминогруппы теофиллина и оксигруппы ксантина (V)=Ъ теаф+Ч„,).

Второй скачок соответствует объему титранта, необходимого для оттитрования иминогруппы теобромина (V> Чтеоор), а третий— объему титранта, необходимого для оттитрования второй функциональной группы ксантина (Чз=Ч „,). Объем титранта, израсходованный на титрование теофиллина находят по разнице VTe.ô=Vi — Vs.

Содержание компонентов вычисляют по известным формулам.

Формула изобретения

Способ количественного определения производных оксипуринов и их смесей путем обработки образца растворителем с последующим потенциометрическим титрованием основными титрантами, отличающи и ся тем, что, с целью расширения области определения и ускорения анализа, в качестве растворителя используют смесь водного раствора аминов с рН 9 — 11 и полярного, малоосновного органического вещества, например диметилформами20 да, метилсульфоксида.