Способ качественного и количественного определения аминов сульфоновых кислот Советский патент 1947 года по МПК G01N7/14 

Описанные в литературе способы определения сульфамидов основаны на реакциях, не являющихся специфичными для группы SO2NH2, например: бромирование, диазотирование, получение азокрасителей для дальнейшего колориметрирования.

Автором найдено, что вещества, имеющие группу SO2NH2, взаимодействуют в растворе кондентрированной серной кислоты с азотной кислотой при комнатной температуре, выделяя при этом закись азота.

Реакция протекает количественно по следующему уравнению:

R-SO2NH.+ HNO3 R-SO3H+H,O+NjO

Количественный выход закиси азота и специфичность этой реакции позволили использовать эту реакцию для количественного и качественного определения сульфамидных групп SO2NH2.

Аппарат для количественного газометрического определения состоит из колбочки А, емкостью 40-50 мл, соединенной цри помощи резиновой пробки, тройника и куска резиновой трубки с капельной воронкой В, имеющей деления в 0,1 мл. Тройник соединен толстостенной резиновой трубкой с измерительной бюреткой D. В

последнюю так же, как и в уравнительный сосуд Е, налита ртуть. При помощи резинового кольца F капельная воронка свободно подвешена в зажиме /. Тонкий металлический стержень с кольцом соединяет колбочку А с кривошипом электромотора М, скорость вращения которого регулируется при помощи реостата R.

При помощи зажимов 1, 2, 3 vi 4 все перечисленные части аппарат; смонтированы на одном штативе.

Точную навеску испытуемого вещества (около 0,3 г) помещают в колбочку Л и растворяют в 5 мл серной кислоты удельного веса 1,84. Колбочку присоединяют к капельной воронке и затем устанавливают ртуть в бюретке D на нулевое деление. Затем весь прибор должен остывать в течение 15-30 мин., пока он не примет комнатной температуры. Для проверки этого кран С открывают через каждые 5 мин.: когда уровень ртути в бюретке D остается неподвижным, то комнатная температура достигнута. Тогда в капельную воронку В наливают 5,1 - 5,5 мл 9-10%-ного раствора азотнокислого калия в серной кислоте с удельным весом 1,84. Точно 5 мл этого раствора спускают в колбочку А, для чего уравнительный сосуд Е

39 опускают и осторожно открывают кран С. Необходимо следить, чтобы в трубке капельной воронки не оставалось раствора, что достигается встряхиванием прибора. Затем включают мотор и встряхивают колбочку А в течение 30-60 мин. до полного прекращения выделения газа. В конце реакции для проверки производят отсчет объема газа по бюретке, а встряхивание колбочки продолжают еще 3-5 мин. Если уровень ртути в бюретке не изменится, реакция считается законченной. Объем выделивщейся закиси азота находят вычитанием объема раствора (5 мл), прилитого из воронки В в колбу Л, из объема газа, полученного непосредственно по отсчету на бюретке D . При этом отмечают комнатную температуру t барометрическое давление Р. Для определения объема закиси азота, растворенной в реакционной жидкости, проводят второй опыт в таких же условиях и с такой же навеской g. Однако для растворения навески во втором опыте берут 10 мл серной кислоты и для реакции приливают 10 мл раствора азотнокислого калия в серной кислоте. Если в первом опыте объем выделившейся закиси азота был &ь а во втором V2, то объем закиси азота, растворенной в Id мл реакционной жидкости, - УЗ, а истинный объем образовавщейся в первом опыте закиси азота v Vi -}-. Если в первом и ео втором опыте были взяты неодинаковые навески, то величина Д вычисляется по формуле:, A-€ i-i:Ji L2 2gi-g, gi и 82 - величины навесок ве щества в первом и во втором опыте Содержание сульфамидного азота NS вычисляется по формуле: /V, 0,02259 g(273 + tr V - истинный объем образовавщейся закиси азота; g - навеска исследуемого вещества;Р - барометрическое давление, t - температура. Определение количества раствоенной закиси азота 4 можно проодить также и иным путем: вместо роведения второго опыта в реакцинную колбочку после окончания ервого опыта прибавляют 5 мл ерной кислоты и 5 .ил раствора азотнокислого калия в серной кисоте. Колбочку встряхивают в течение 1-11 час. до прекращения меньшения объема газа. Величина этого уменьшения объема дает нам значение Д. Для проведения качественной пробы на наличие в веществе группы SOjNHa выделяющийся в результате описанной реакции газ выпускают на тлеющую лучинку. Воспламенение лучинки укажет на то, что выделившийся газ есть закись азота, а следовательно, и на присутствие в испытуемом веществе группы SOaNHs. Для строгой проверки при качественной пробе можно на пути газа ставить щелочной раствор пирогаллола, чтобы убедиться в том, что выделившийся газ не является кислородом. Вещества с замещенной сульфамидной группой, имеющие строение R - SOaNH - Ri, где Ri - ароматический или гетероциклический радикал, этой реакции не показывают. Ацильные производные сульфамидов, имеющие строение R-S02NH-Ас, где Ас-кислотный остаток, отщепляют последний в условиях данной реакции и поэтому выделяют закись азота, как незамещенные сульфамиды. Ни амины (R-NH2), ни амиды карбоновых кислот (R-CONHs) не выделяют в указанных условиях закиси азота. Лишь мочевина и ее замещенные, имеющие строение 1 -NH-СО-NH2, выделяют в этих условиях закись азота.

Предмет изобретения L Способ качественного и количественного определения амидов сульфоновых кислот общей формулы R-SOz-NH2, отличающийс я тем, что исследуемое вещество растворяют в концентрированной серной кислоте и обрабатывают при комнатной температуре азотной кислотой и по выделяющейся в эквивалентном количестве закиси азота определяют содержание амида сульфоновой кислоты.

2. Применение способа по п. 1 для анализа ацильных производных амидов сульфоновых кислот общей формулы R-SOaNH-Ас, где Ас - остаток карбоновой кислоты.