Способ определения гетероциклических азотсодержащих оснований Советский патент 1984 года по МПК G01N21/78 

4 Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам анализа, материалов с помощью оптических методов, и может быть ис пользовано в химико-фармацевтическо промышленности для контроля качества полупродуктов, таких как аминотиазол, основание дигидропапаверина и др в производстве лекарственных 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 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 индикато ром - бромфеноловым синим ирасчете количества гетероциклических азотсодержащих оснований в соединении ij Однако этот способ при использова нии дает ошибку определения 20 30 отн.% в связи с тем,что в водной среде оттитровываются не только гете роциклические азотсодержащие основа™ ния, но и. другие органические азотсодержащие основания. Применение дан ного способа для определения амивотиазола, основания дигидропапаверина или кофеина в неводной среде невозможно из-за того, что сами объекты анализа находятся в водной фазе. Известен метод Кьельдаля для определения гетероциклических азотсо держащих оснований, основанный на переходе органического азота в сульфат С1ММОНИЯ при нагревании . пробы с концентрированной серной кислотой с последующим выделением и определением аммиака 2 , Этот метод при определении аминотиазола, основания дигидропапаверина и кофеина не дает достаточной точ ности (ошибка составляет 3-5 отн.%) в связи с тем, что трудно контролировать окончание процесса превращения основания в сульфат аммония. Кроме того, известный метод длителен (3-6 ч) и опасен из-за применения нагревания концентрированной серной кислоты. Известен также весовой метод анализа гетероциклических азотсодержащих оснований, включающий взвешивание пробы, добавление к ней пикролоновой кислоты, отстаивание образовавшегося осадка, отделение его от жидкости, промывку осадка водой, сушку его при , взвешивание высушенного осадка и расчет количества определяемых соединений З . Весовой метод анализа не обеспечивает достаточной точности определения аминотиаэола, основания дигидропапаверина или кофеина (ошибка составляет 5-7 отн.%), так как происходит потеря пробы при осуществлении длительных операций: отстаивания, промывки, сушки и т.д. Известен способ количественного определения гетероциклических азотсодержащих оснований (аминотиаэола), включающий отбор анализируемой пробы в количестве 25 мл, прибавление 25 мл воды, выпаривание ее на железном кольце над электроплитой до объема 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 i; промывают водой до полного растворения ( 450 мл воды). Промывные воды переносят в колбу на 500 мл, туда же прибавляют 10-15 мл крепкой ,НС1 до кислой реакции на бумагу кон1го. Раствор доводят до метки водой и перемешивают. I Из колбы отбиршот 25 мл раствора, разбавляют водой и оттитровывают избыточную кислот.ность 0,5 н, раствором гидроксида натрия с индикатором метилоранжем, а затем оттитровывают 2-аминотиазол с индикатором фенолфталеином 4 . Недостатками этого способа являл 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 азотсодержащие основания (табл. 2 и 3). Кроме того, известен способ количественного определения гетероциклических азотсодержащих оснований (основание дигидропапаверина),.включающий отвешивание 0,5 г 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 5J . Недостатками данного способа являются трудоемкость, длительность и завышение результатов на 2% вследствие экстрагирования всех присутст-j

вующих соединений основного характера.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ количественного определения гетероциклических азотсодержащих оснований, включающий обработку пробы раствором комплексообразователя, содержащим ионы висмута и йода, отфильтро; вывание образовавшегося осадка и исследование фильтрата, причем для обработки пробы предварительно готовят раствор комплексообразователя KBil4 путем смешивания растворов .иодида калия и нитрата висмута, а исследование фильтрата осуществляют методом прямого титрования избытка Bi трилоном Б до обесцвечивания титруемого раствора 6j ,

Недостаткесми известного способа являются низкая точность определения (ошибка 10-15 отн.%, 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 Ъредварительно го приготовления раствора КВП не стойкого реактива, оптическая плотность которого изменяется во времени что влечет за собой обязательное титрование данного раствора трилоном Б для установления конкретного значени титра к моменту определения.

Целью изобретения является упрощение способа и повьвиение его точности.

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 каф1Я и нитрата висмута проводят последовательно и анализ фильтрата осущест- . вляют фотоколориметрированием в ,пиртрвой среде.

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

Осуществление исследования фильтрата фотоколориметрически в спиртовой среде позволяет повысить точность определения гетероциклических азотсодержащих оснований, находящихся в промышленных растворах химикофармацевтических производств (нитазола, папаверина, кофеина), за счет понижения концентрации филь трата при создании спиртовой среды и обеспечения возможности точного измерения его оптической плотности (оптическая плотность фильтрата значительно вьпле 1, перевод его в спиртовую среду обеспечивает возможность точного измерения оптической плотности, значение которой становится меньше 1, за счет понижения концентрации фильтрата при разбавлении спиртом).

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

Построение калибровочного графика для раствора 2-аминотиаз.ола проводят следующим образом.

Готовят ряд стандартных растворов 2-аминотиазола 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 15%-ной соляной кислотой..

Затем в коническую колбу помещают

7мл йодистого калия, добавляют

0,5 мл стандартного раствора 2-аминотиазола из мерной колбы, и постепенно приливают при постоянном взбалтывании 7 мл раствора нитрата висмута. При добавлении последнего происходит выпадение ярко-красного осадка, кото рый после 10-минутной выдержки отфильтровывают .

1 мл фильтрата разбавляют этиловым 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.

8качестве раствора сравнения используют 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. Определение 2-аминотиазола.

12,5 мл пробы - раствора, содержащего 2-аминотиазол в количестве 13,5; 15,7; 14,0 и 17,4%, поочередно помещают в мерную колбу на 25 мл

и объем доводят, до метки 15%-ной соляной кислотой.

Затем 0,5 мл каждого из приготовленных растворов переносят в кониче.ские колбы, содержащие по 7 мл йодистого калия, после чего туда )§е постепенно при постоянном перемешивании приливэют по 7 мл нитрата висмута, при этим происходит осаждение 2.-аминотиазола в виде его комплексоната к КВП4 т.е. образуется красный осадок). После 10-минутной выдержки образовавшиеся осадки отфильт.роБывают, Для исследования . фильтратов путем фотоколориметрирования 1 мл фильтрата переводят в спиртовую среду при разбавлении эти ловьм спиртом в мерной колбе, емкостью 50 мл, 5 мл 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 им в кювете объемом 10 мл. В качестве раствора сравнения испрльзуют 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 модельны смесей с содержанием 2-аглйнотиазола . 13,0 и -17,0%.

Результаты определенияпроцентного содержания 2-аминотиазола в искусственной модельной смеси приведены в табл.1 о

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

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

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

В мерные колбы на 25 мл помещают по 7 мл 0,3 М раствора иодида калия добавляют по 2 мл 15-процентной соляной кислоты и по 1 мл пробы раствора, содержащего основание ди-гидропапаверина в количестве 6,8; 8,3 и 2,4%. Затем при постоянном взбалтывании туда же постепенно приливают по 7 мл 0,15 М раствора нитрата висмута. После 10-минутной вы-г держки образовавшиеся осадки отфильт ровывают. Для исследования ф.ильтра-ТО.Э путем фотоколориметрировакия 1 мл каждого фильтрата переводят в спиртовую среду при разбавлении этиловым спиртом в мерной колбе емкостью 50 мл. 3 мл полученного раствора еще раз разбавляют этиловым спиртом в мерной колбе емкостью 25 мл. Затем осуществляют фотоколориметрирование данного раствора измерения оптической плотности (Д) на фотоколориметре при 344 н в кювете объемом 10 мл. В качестве раствора сравнения используют этиловый спирт.

По измеренному значению оптической плотности с использованием пред варительно построенного калибровочнего графика определяют процентное. содержан1 е основания дигидропапаверина в модельной смеси«

Одновременно осуществляют определение содержания основания дигидропапаверина .известным 51 способе взятым за базовый объект.

Результаты количественного определения основания дигидропапаверина предлагае «лм и известным способами приведены в табл. 3.

Пример 3, Определение кофеина.

, В мерные колбы -на 25 mi помещают по 7 мл 0,3 М раствора иодида калия , добавляют по мл пробы СОЛЯНОКИС.ПОГО раствора содержащего кофеин в количестве 1-6,0. и 12,5%./ Затем при постоянном взбалтывании, туда же приливают по 7 мл 0,15 М раствора нитрата висмута.После 10-миутной выдержки образовавшиеся осадки отфильтровывают. Для исследования фильтратов путем фотоколориметрирования 1 мл каждого фильтрата переводят в спиртовую среду при разбавле кии зтиловым спиртом в мерной колб® емкостью 50 мл. Затем 5 мл полученного раствора еще разбавляют этиловым спиртом в мерной колбе емкостью 25 MJi, и данный раствор фотоколориметрируют, т.е. измеряют оптическую плотность на фотоколориметре ФЭК-56 при 344 нм в кювете объемом 10 мл. В качестве раствора сравнения используют этиловый спирт.

По 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 из приведенных примеро и данных табл. 1-4 предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет повысить точность анализа за

счет определения только гетероциклических азотсодержащих оснований без других азотсодержащих групп (ошибка 0,8-1 отн.% вместо 2,0-4,0 6тн.%).

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

Таблица

6,7

0,27 8,3 0,25 2,3 0,325

Задано

Оптическая плотность (Д) кофеина,%

0,252 0,255 0,340 0,334

8,5

10,0

3,8

Таблица 4

Найдено, - кофеина,%

16,1 . 15,9 12,3 12,6

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