Способ количественного определения производных оксипуринов и их смесей Советский патент 1976 года по МПК G01N31/16 

1

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 насьщенного раствора нитрата калия и потенциометрически титруют 0,1 М водным раствором 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 последуюшем 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 теобромин.

Известный способ не применим для определения тех оксипуринов, растворимость которых в воде меньше растворимости теобромина, например ксантина, мочевой кислоты. Определения ведут только по одной функциональной группе, так как метод основан «а использовании различия произведений растворимостей труднорастворимых моносеребряных солей теофиллина и теобромина. Выпадение моносеребряных солей в осадок исключает возможность определения других функциональных групп в молекуле. Определение относительно 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

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

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

Навеску образца взвешивают с точностью 0,0002 г и При перемещивании растворяют в

водном растворе аминов при рН 9-11. Ппгпе 3 добавления 10-50 объемов полярного, малоосновного органического растворителя титрование ведут потенциометрически при помощи стеклянного и каломельного электродов основными титрантами, -например гидроокисью5 тетраметиламмония. Одновременно показания потенциометра, например ЛПМ-бОМ, наносят на график и снимают кривую титрования. Эквивалентные точки находят графическим путем. В зависимости от состава образца наю кривой появляются 1-3 скачка потенциала. Вычисление содержания компонентов производят согласно известным формулам. При этом используют аммиак или алифатические амины, например три(оксиметил)-аминомета1н,is триэтаноламин, этаноламин. В применяемом растворителе амины присутствуют в 25- 50-кратном молярном избытке по отношению к количеству определяемых производных оксипуринов.20 Среда для титрования создается добавлением к раствору 10-50 объемов полярного, малоосновного органического растворителя. Полярные растворители предотвращают выпадение в осадок растворенных веществ. Слабо-25 основной характер органического растворителя обеспечивает снижение основности в растворе и увеличение дифференцирующего свойства среды. При добавлении менее 10 объемов органического растворителя дифференцирую-80 щие свойства среды титрования проявляются недостаточно. При добавлении более 50 объемов отдельные компоненты растворенных веществ выпадают в осадок и скачки потенциала на кривых выражаются недостаточно чет-35 ко. Предъявленным требованим соответствуют диметилформамид, диметилсульфоксид, гексаметапол и другие полярные малоосновные органические растворители. Предлагаемый растворитель -водные рас-40 творы аминов при рН 9-11 обеспечивает быстрое растворение при комнатной температуре всех труднорастворимых оксипурииов, что ускоряет определение. В создаваемых согласно предлагаемому45 способу средах раздельно оттитруются оксипурины, константы диссоциации в воде которых отличаются незначительно, например ксантин - рКа(Н2О):7,74; теофиллин - рКа(Н2О)8,6; теобромин -рКа(Н2О) 9,9.50 В этих средах количественно оттитруются очень слабые функциональные имино- и оксигруппы, количественное определение которых в других средах невозможно. Хорошие результаты достигнуты при определении гипоксанти-55 иа, ксантина и мочевой кислоты, -константы которых по второй ступени диссоциации в воде составляют: гипоксантин -pKa,(H2O) 12,1, ксантин -рКа„(Н2О) 11,86, мочевая кислота -рКа, (Н2О) 10,6. Титрование вто-60 рых ступеней диссоциации обеспечивает проведение качественной оценки определяемых оксипур-инов по характеру кривых титрования (так как для большинства производных оксипуринов кривые при титро-65 4 вании в одинаковых условиях отличаются), раздельного определения большого числа различных одно-трехкомпонентных смесей нроизводных оксипуринов. Найденные среды титрования позволяют использовать обыкновеиные 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-fтеобромин; 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 тетраметиламмоиия. На оси абсцисс отрезок 8 мм соответствует объему титранта 1 мл. Пример 1. Определение содержания ксантина. 0,06-0,08 г образца взвешивают с точностью 0,0002 г 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 электроды и потенциометрически титруют 0,1 н. изопропиловым раствором гидроокиси тетраметиламмония. На кривой титрования наблюдаются два скачка потенциала, соответствующие одинаковым количествам объемов (Vjjg V) раздельного оттитрования двух функиональных групп (кривая З) ксантина. Содержание вычисляют по известной формуле по объемам, соответствую Q скачкам. Оба вычисления дают однозначные результаты, Пример 2. Оцределение содержания теобромина и теофиллина в смеси, 0,08-0,10 г образца взвещиваюг с точностью 0,0002 г и помещают в стаканчик емкостью 100 мл. Добавляют 2 мл водного раствора три(оксиметил)-аминометана с рН 9,5- 10. Перемешивают до полного растворения ц добавляют 40 мл предварительно нейтрализованного диметилформамида. В раствор погружают стеклянный и каломельный электроды и потенциометрически титруют 0,1 н. изопролиловым раствором гидроокиси тетраметиламмония. На кривой титрования наблюдаются два скачка потенциала (кривая 4). Первый скачок соответствует объему титранта, необходимого для оттитрования иминогруппы теофилина (У1 Утеоф), второй - объему титранта, необходимого для оттитрования иминогрупны теобромина (У2 Утеобр). Вычисление содержания обоих компонентов ведут согласно известным формулам.

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

0,08-0,10 г образца взвешивают с точностью 0,0002 г 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 в. 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 (Vl Vтeoф+V(.).

Второй скачок соответствует объему титранта, необходимого для оттитрования иминогруппы теобромина (У2 Утеобр), а третий-

объему титранта, необходимого для оттитрования второй функциональной группы ксантина (,). Объем титранта, израсходованный на титрование теофиллина находят по разнице Утеоф У1-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, отличающийся 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 диметилформамида, метилсульфоксида.

,мВ 100

BOO 500 ffOO 300 200

05ъ ем титра /па, Mjf