Фталевый ангидрид резорцин. Реферат: Реакции фенолов

ГОУВПО ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Медицинский институт

Специальность «Фармация»

Итоговый междисциплинарный экзамен

Экзаменационный билет №11

1. На фармацевтические предприятия и в аптеки поступает лекарственное растительное сырье, заготавливаемое от растения Arctostaphyllosuva-ursi (L.) Spreng., сем. Ericaceae.

При аналитическом контроле критериев качества сырья установлено, что в сырье содержание действующих веществ составило 8%; влажность 10,5%; золы общей 3,3%; золы, нерастворимой в 10% растворе хлористоводородной ки­слоты 1%; побуревших и потемневших листьев 2%; других частей растения (веточки, плоды) 4%, органической примеси 0,2%; минеральной примеси 0,1 %.

Проанализируйте полученные результаты и сделайте заключение о качестве сырья и возможности его дальнейшего использования. Поясните свое решение.

Дайте краткую характеристику растению и видам сырья. Какую жизненную форму имеет растение, где оно произрастает (ареал, места обитания), каковы особенности сбора сырья?

Укажите химический состав сырья и формулу основного действующего вещества. К какому классу веществ оно относится? Объясните, какие физико-химические свойства действующих веществ используют в фармакопейных методиках качественного и количе ственного определения.

К какой фармакологической группе относится сырье? Какие препараты получают из сырья?

2. При оценке качества вещества «3» было отмечено, что в образцах одной серии его внешний вид не отвечал требованиям НД по разделу «Описание» - образцы были отсыревшими и грязно-розового цвета.

Дайте обоснование причинам изменения его качества по данному показателю в соответствии со свойствами и приведите другие испытания, характеризующие качество данного лекарственного вещества:

Приведите русское, латинское и рациональное название препарата. Охарактеризуйте физико-химические свойства (внешний вид, растворимость, спектральные и оптические характеристики) и ил использование для оценки качества .

В соответствии с химическими свойствами предложите реакции идентификации и методы количественного определения. Напиши те уравнения реакций.

Фенолы

Кислотные свойства

Фенолы проявляют значительно большую кислотность, чем спир­ты и вода, однако они слабее угольной и карбоновых кислот, не окрашивают лакмус.

Значения рКа следующие фенол - 9,89, уксусная кислота - 4,76, угольная кислота - 6,12.

Чем стабильнее анион, тем сильнее кислота.

Восстановительные свойства

Фенолы легко окисляются даже кислородом воздуха, поэтому при их хранении возможно появление оттенков (розового, желто­ го, бурого ).

Фенолы хорошо растворяются в водных растворах щелочей с образованием фенолятов , однако данную реакцию нельзя исполь­зовать для количественного определения из-за гидролиза образую­щейся соли.

Фенолы не взаимодействуют с гидрокарбонатами щелочных металлов, потому что слабее угольной кислоты и не могут вытес­нять ее. По реакции взаимодействия с гидрокарбонатами щелоч­ных металлов различаются фенолы и карбоновые кислоты.

Характерной качественной реакцией на фенолы является образование окрашенных комплексов [ Fe ( OR ) 6 ] 3 ~ с солями трехва­ лентного железа . Окраска зависит от количества гидроксильных групп, их расположения, наличия других функциональных групп.

Окраска комплексов производных фенола и железа (III) хлорида

Галогенирование

Наиболее легко идет галогенирование фенолов в щелочной сре­де, но в сильнощелочной среде происходит окисление фенола. Ре­зорцин бромируется в кислой среде, образуя трибромрезорцин, который в воде растворим. Если одно из положений занято (как у тимола), образуется дибромпроизводное:

Реакции галогенирования используются также для количествен­ ного определения фенолов
. Нитрозирование (нитрозореакция Либермана)

На способности препаратов окисляться основана такая реакция подлинности, как индофеноловая проба. В качестве окислителя используют хлорную известь, хлорамин, бромную воду:

Реакции вдут легко, если о- и n-положения не заняты.

Гидроксильная группа, связанная с ароматическим ядром, в щелочном растворе - сильнейший орто- и пара-ориентант. В связи с этим для фенолов легко проходят реакции галогенирования, нит розирования, нитрования и др .

Нитрозогруппа усиливает подвижность водорода у фенольного гидроксила, происходит изомеризация. Образующийся хинон оксим конденсируется с фенолом:

Данные об окраске образующихся при нитрозореакции Либермана индофенолов представлены в табл.

Таблица 37. Окраска индофенолов (полученных при нитрозировании)

Нитрование

Фенолы нитруются кислотой азотной, разбавленной при ком­натной температуре, с образованием о- и п-нитрофенола :

Добавление раствора натрия гидроксида усиливает окраску вслед­ствие образования хорошо диссоциируемой соли:

Реакция сочетания фенолов с солью диазония в щелочной среде

Фенолы легко вступают в реакцию замещения с солями диазо­ния в щелочной среде с образованием азокрасителей, имеющих в указанной среде окраску от оранжевой до вишнево-красной:

Это общая реакция на фенолы, не имеющие заместителей в орто-и пара-положении. Легче сочетание происходит в пара-положении из-за образования длинной цепи сопряженных связей.

Соль диазония из-за нестойкости готовят непосредственно пе­ред проведением реакции, используя соединения с первичной ароматической аминогруппой:

При образовании азокрасителя рН среды не должна быть выше 9,0-10,0, так как в сильнощелочной среде соль диазония образует не способный к азосочетанию диазогидрат:

^ Диазогидрат Реакции окисления и конденсации

Образование арилметановых красителей происходит при кон­денсации фенолов с альдегид

Арилметановый краситель (красного цвета

Для тимола предлагается реакция конденсации с хлороформом в щелочной среде. Продукт реакции окрашен в красно-фиолето­вый цвет:

Для фенолов со свободным п-положением характерна реакция конденсации с 2,6-дихлорхинонхлоримидом, при этом образуется индофенол:

Образование производного индофенола возможно при нитрова­нии тимола в среде уксусного ангидрида и концентрированной сер­ной кислоты:

Часто используются реакции конденсации фенолов с лактонами (фталевый ангидрид). С фенолом продукт конденсации называется фенолфталеином и используется как индикатор, имеющий в ще­ лочной среде малиновую окраску:

С тимолом образуется тимолфталеин - индикатор, окрашенный в щелочной среде в синий цвет:

Резорцин сплавляют в фарфоровом тигле с избытком фталевого ангидрида в присутствии нескольких капель концентрированной H 2 S 0 4 . Полученный плав желто-красного цвета после охлаждения выливают в разбавленный раствор щелочи. Появляется интенсивно-зеленая флю­ оресценция образующегося в результате реакции флюоресцеина:

Анализ чистоты

В резорцине определяют примесь пирокатехина по реакции с ам­ мония молибдатом. При наличии примеси появляется окраска , интенсивность которой сравнивают с эталонной .

Другая примесь в препарате резорцина - фенол . Примесь фено­ла определяют по запаху , для этого препарат с небольшим количе­ством воды нагревают на водяной бане при температуре 40-50 °С.

В тимоле определяют примесь фенола по реакции с железа (III ) хлоридом. По условию методики ГФ концентрация тимола вслед­ствие малой его растворимости составляет 0,085 %. Окраска комп­лекса тимола с железа хлоридом при такой концентрации не вос­ принимается, а при наличии примеси фенола появляется фиолетова я окраска. Примесь фенола в препарате недопустима .

Количественное определение

Для количественного определения фенолов используется броматометрия: как прямой (тимол), так и обратный (фенол, резор-

цин, синэстрол) способ. В склянку с притертой пробкой помещают препарат, избыток титрованного раствора калия бромата и калия бромида. Подкисляют серной кислотой:

Реакция протекает в течение 10-15 мин; на это время склянку оставляют в темном месте. Затем к смеси прибавляют раствор ка­лия йодида и оставляют еще на 5 мин:

Прямое титрование принято ГФ для количественного определе­ния тимола. В прямом титровании избыточная капля йода изменя­ет окраску индикаторов (метилового оранжевого, метилового крас­ ного ). В обратном титровании выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия. Индикатор - крахмал .

Следует помнить, что на процесс бромирования влияют условия определения: длительность реакции, концентрация кислоты.

Молярная масса эквивалентов, обозначаемая как M (l / z ) следу­ ющая :

фенол -1/6,

резорцин -1/6,

тимол -1/4,

В обратном способе обязательно проводят контрольный опыт .

Флуоресцеин является ярким химическим красителем, который светится в ультрафиолетовых лучах. Получению именно этого химического вещества посвящен данный материал, который обязательно будет познавательным и заинтересует любителей химии и красивых химических опытов.

Начнем опыт с просмотра видеоролика

Итак, что нам понадобится:
- фталевый ангидрид;
- резорцин;
- металлический тигель;
- песчаная баня;
- газовая горелка;
- безводный хлорид цинка;
- соляная кислота.

Первым делом отвесим в металлический тигель 3 гр. фталевого ангидрида.

Далее присыпаем к нему 4.5 гр. резорцина.

Смешиваем эти вещества и ставим на песчаную баню, после чего зажигаем газовую горелку, которой нагреваем смесь до температуры плавления, то есть примерно 180 градусов по Цельсию.

Нагревание необходимо для того, чтобы смесь из фталевого ангидрида и резорцина расплавилась.

После расплавления смеси добавляем в нее два 2.1 гр. безводного хлорида цинка. При добавлении этого компонента происходит реакция конденсации, в ходе которой две молекулы резорцина и одна молекула фталевого ангидрида объединяются в большую молекулу флуоресцеина. При этом также выделяется две молекулы воды. Хлорид цинка является катализатором и принимает на себя образующуюся воду.

После добавления хлорида цинка температуру нужно поднять до 220 градусов по Цельсию и нагреваем смесь еще 15 минут.

Спустя 15 минут нагревания, образовавшийся флуоресцеин снимаем с огня и ставим охлаждаться, чтобы он затвердел.

После того, как флуоресцеин затвердел его необходимо выковырять из металлического тигля. Для этого можно использовать стамеску.

Весь флуоресцеин выковырян из металлического тигля, так что можно приступать к следующему шагу, а именно измельчению в мелкие ступки, чтобы разбить все крупные кристаллы.

После измельчения флуоресцеин необходимо вымыть от остатков хлорида цинка. Для этого высыпаем его в 10% соляную кислоту и нагреваем до кипения с перемешиванием.

Фильтруем промытый флуоресцеин через вакуумную фильтрацию.

Резорцин Resorcinum

м-Диоксибензол

Резорцин является двухатомным фенолом и представляет собой бесцветные или слегка окрашенные в розовый или желтый цвет игольчатые кристаллы или кристаллический порошок. Иногда цвет кристаллов бывает почти бурый. Это обусловлено неправильным хранением резорцина, который очень легко окис-ляется. Б отличие от других фенолов резорцин очень легко рас-творяется в воде, спирте, легко в эфире. Растворим в жирном масле и глицерине. Трудно растворяется в хлороформе. При нагревании улетучивается полностью.

Резорцин является составной частью многих смол и танинов, но получают его синтетически - из бензола методом сульфиро-вания н щелочного плавления. Бензол обрабатывают концент-рированной серной кислотой, при этом получают бензолметади-сульфоновую кислоту I.

Затем реакционную смесь обрабатывают известью: сульфо-кислота в этих условиях образует растворимую в воде каль-циевую соль (II), избыток серной кислоты удаляется в виде сульфата кальция:

Полученный резорцин очищают перегонкой.

Резорцин, как и другие фенолы, легко окисляется и сам яц-ляется восстановителем. Он может восстанавливать серебро из аммиачного раствора нитрата серебра.

Резорцин дает все реакции, характерные для фенолов в том числе и с формалин-серной кислотой (на дне пробирки выпа-дает красный осадок). Специфической реакцией на резорцин, отличающей его от всех других фенолов, является реакция сплавления его с фталевым ангидридом в присутствии концент-рированной серной кислоты с образованием флюоресцеина - желто-красного раствора с зеленой флюоресценцией (фармако-пейная реакция).

Антисептическое действие резорцина более выражено, чем у одноатомного фенола. Это обусловлено более сильными его восстановительными свойствами.

Восстановительная способность резорцина особенно прояв» ляется в щелочной среде.

Применяется наружно при кожных заболеваниях (экзема, грибковые заболевания и др.) в виде 2-5% водных и спирто-вых растворов и 5-10-20% мазей.

Хранить следует в хорошо укупоренных банках оранжевого стекла (свет стимулирует окисление).

Реакция комплексообразования с ионами железа (III)

Основана на свойствах фенольного гидроксила образовывать растворимые комплексные соединения, окрашенные чаще в синий (фенол) или фиолетовый цвет (резорцин, кислота салициловая) реже в красный (ПАСК - натрия) и зелёный (хинозол, адреналин).

Состав комплексов, а, следовательно, и их окраска обусловлены количеством фенольных гидроксилов, влиянием других функциональных групп, реакцией среды.

Резорцин

Реакция образования оксиазосоединений.

Это очень чувствительная цветная реакция

Азосочетание может идти также в о-положении по отношению к фенольному гидроксилу. Резорцин образует краситель резорциновый желтый:

Реакция Либермана. Выполняют реакцию сплавлением кристаллов резорцина и нитрозосоединения. Затем добавляют концентрированную серную кислоту Появляется фиолетовое окрашивание.

Реакции окисления. При окислении фенолов получают смесь окрашенных веществ. Так, при действии гипохлоритами или бромной водой в присутствии аммиака образуются хиноны, хинонимины, индофенолы.

Резорцин - в буровато-желтый цвет

Реакции конденсации. При сплавлении резорцина с фталевым ангидридом (или с гидрофталатом калия) образуется плав желто-красного цвета:

При растворении плава в растворе гидроксида натрия появляется интенсивная зеленая флуоресценция (ввиду образования в молекуле хиноидного цикла):

При взаимодействии фталевого ангидрида с фенолом образуется фенолфталеин, имеющий в щелочной среде пурпурное окрашивание, а тимол образует тимолфталеин, приобретающий в тех же условиях синее окрашивание.

Реакции замещения (с бромной водой и азотной кислотой)

Реакции основаны на способности фенолов бромироваться и нитроваться за счёт замещения подвижного атома водорода в орто- и пара-положениях.

Бромпроизводные выпадают в виде осадка белого цвета, а нитропроизводные окрашены в жёлтый цвет.

резорцин белый осадок

жёлтое окрашивание

Резорцин

Качественные реакции

1. Раствор резорцина от 1 капли раствора хлорида железа принимает разных оттенков синюю, до темно-фиолетовой, окраску.

2. При осторожном нагревании 0,5 г резорцина с 0,1 г винной кислоты и крепкой серной кислотой появляется темное карминово-красное окрашивание.

3. При нагревании резорцина с фталевым ангидридом образуется флуоресцеин:

4. При нагревании нескольких миллилитров 2%-ного раствора резорцина в растворе едкой щелочи на водяной бане и прибавлении нескольких капель хлороформа (или раствора хлоралгидрата) смесь окрашивается в интенсивный красный цвет (отличие от гидрохинона и пирокатехина), переходящий в желтоватый после под-кисления разведенной уксусной кислотой.

5. Бромная вода выделяет осадок - см. Количественное определение.

Количественное определение

Бромометрическое определение основано на том, что бром в избытке взаимодействует с резорцином с образованием трибромре-зорцина:

Избыток брома определяется йодометрически.

1 г резорцина растворяют в воде в мерной колбе на 100 мл и доводят до метки. 25 мл этого раствора переливают в склянку на 500 мл с притертой пробкой, прибавляют 50 мл бромат-бромид-ной смеси (2,7833 г бромата калия и 50 г бромида калия в 1 л раствора), 50 мл воды, 5 мл соляной кислоты (уд. вес 1,15) и оставляют на одну минуту, после чего прибавляют еще 20 мл воды и 1 г йодида калия. Жидкость оставляют на 5 минут и выделившийся йод титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия (индикатор - раствор крахмала). 1 мл 0,1 н. раствора бромата калия соответствует 0,001835 г резорцина.