kiểm nghiệm thuốc bằng phương pháp hóa học

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID – BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHANacid – baseØSolvat hóa chất tan: - Là quá trình các phần tử chất tan nguyên tử, phân tử hay ion tương tác với các phần tử dung môi n

KIỂM NGHIỆM THUỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

MSc Trương Phú Chí Hiếu

• Thử giới hạn các tạp chất trong thuốc

2nd

• Chuẩn độ acid – base trong môi trường khan

CHUẨN ĐỘ ACID – BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

MSc Trương Phú Chí Hiếu

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

acid 1 base 2 base 1 acid 2

*Ví dụ: HCl + CH3COONa → NaCl +CH3COOH

acid 1 base 2 base 1 acid 2

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

- Acid – base liên hợp:

*Ví dụ: CH3COOH là acid; CH3COO- là base liên hợp (conjugate base)

Þ Phản ứng acid – base là phản ứng giữa một acid và một base thuộc hai cặp acid – base liên hợp

acid 1 + base 2 ⇌ base 1 + acid 2

=> Trong hai cặp acid – base, có thể có sự xuất hiện của dung môi hoặc chất tan

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

acid – base

ØSolvat hóa chất tan:

- Là quá trình các phần tử chất tan (nguyên tử, phân tử hay ion) tương tác với các phần tử dung môi (nước, dung môi khác)

- Tính acid hay base của dung môi sẽ làm tăng tính base hay acid của chất tan

*Ví dụ: CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+

CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH

Trong các dung môi trơ (không cho hay nhận proton) thì quá trình solvat hóa được thực hiện theo những cơ chế khác: liên kết hydro, tương tác 𝛑, lực Van der Waals

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

acid – base

ØTác động lên quá trình điện ly của cặp ion:

- Hằng số điện môi (𝛆): đại lượng đặc trưng cho tính chất điện của một môi trường cụ thể (dung môi)

- Độ điện ly (𝛂): tỉ số giữa số phân tử phân ly thành ion và tổng số phân

tử hòa tan

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

acid – base

- Hằng số điện môi của dung môi ảnh hưởng đến quá trình phân ly:

Hằng số

điện môi

𝛆 > 50 Nước (𝛆 = 81) Acid và base tồn tại chủ yếu dưới

dạng ion tự doFormamide (𝛆 = 109)

𝛆 < 30 Ethanol (𝛆 = 17) Tồn tại nhiều cặp ion

Acetone (𝛆 = 22)

𝛆 < 10 Benzene (𝛆 = 3) Tồn tại cặp ion là chủ yếu

Chloroform (𝛆 = 5)Acid acetic (𝛆 = 7)

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

ØQuá trình định lượng trong môi trường khan thường dùng phép chuẩn độ

ÞXác định điểm tương đương thông qua 2 phương pháp:

- Chỉ thị màu pH: xác định điểm tương đương dựa trên sự thay đổi màu của chất chỉ thị

- Chỉ thị đo thế: xác định điểm tương đương dựa trên sự thay đổi điện thế

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID – BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

Một số chất chỉ thị màu pH thường dùng:

Dẫn chất Chất chỉ thị Sự thay đổi màu sắc tương ứng với khoảng pH Hợp chất azo Methyl da cam

Methyl đỏ

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

Một số chất chỉ thị màu pH thường dùng:

Dẫn chất Chất chỉ thị Sự thay đổi màu sắc tương ứng với khoảng pH Phthalein Phenolphthlein

Thymolphthlein

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID – BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

Chỉ thị đo thế:

Điện cực

so sánh

Có thế không thay đổi, không phụ thuộc vào dung dịch điện ly

Điện cực calomel, điện cực Ag - AgCl

Điện cực chỉ thị

Có thế phụ thuộc vào nồng độ chất cần khảo sát trong dung dịch

Điện cực màng chọn lọc ion loại điện cực thuỷ

tinh

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

Chất phân tích không hòa

tan trong nước

Sức acid, base quá yếu

trong nước

Các acid, base đa chức có các hằng số điện ly trong nước gần giống nhau.

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

ØĐịnh lượng acid: thường là các chất hữu cơ có tính acid yếu

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

t-Bu4NOH trong hỗn hợp dung môi benzene – methanol (95:5).

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

ØĐịnh lượng acid:

*Lưu ý:

- Dung dịch chuẩn kim loại kiềm gây sai số base cho điện cực thủy tinh khi chuẩn độ đo thế

- Có thể sử dụng t-Bu4NOH để chuẩn độ các acid rất yếu vì đây là một

base mạnh, tuy nhiên cần cân nhắc:

+ Có thể gây độc do thành phần có chứa benzene

+ Khó bảo quản do dễ phản ứng với CO2 trong không khí; pha chế mất nhiều thời gian

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

ØĐịnh lượng base hữu cơ: thường là các alkaloid (có tính base yếu) và base nitrogen tổng hợp

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

ØĐịnh lượng base hữu cơ:

Dung môi Dung dịch chuẩn Chất chuẩn Phản ứng chuẩn độ

1,4-Kalihydrophthalate 2 giai đoạn:

- Solvate hóa:

R-NH2 + CH3COOH → R-N + H3CH3COO -

- Trung hòa:

R-N + H3CH3COO - + HClO4 → R-N + H3Cl - O4 + CH3COOH

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID –

BASE TRONG MÔI TRƯỜNG KHAN

ØĐịnh lượng base hữu cơ:

*Lưu ý:

- Acid acetic khan là dung môi thường được sử dụng do ít độc và rẻ

- Anhydride acetic có thể dùng để định lượng các base rất yếu, nhưng không dùng để định lượng các amine bậc I và bậc II vì xảy ra phản ứng acetyl hóa:

(CH3CO)2O + R-NH2 ⇌ CH3CONHR + CH3COOH

- Dung dịch acid perchloric trong acid acetic khan khi pha cần thêm

anhydride acetic để loại nước và để 48h trước khi dùng

- Dung dịch acid perchloric trong 1,4-dioxane kém ổn định, dễ biến màu trong quá trình bảo quản nên pha ngay trước khi sử dụng

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG THUỐC THỬ KARL FISCHER

ØThuốc thử Karl Fischer ban đầu gồm I2, SO2, CH3OH và pyridine Gần đây, C2H5OH và imidazole được dùng thay thế để giảm sự độc hại

Þ Các chất tham gia phản ứng và sản phẩm đều tồn tại ở dạng phức

ØDựa vào tính oxy hóa của I2:

C5H5N.I2 + C5H5N.SO2 + C5H5N + H2O → 2C5H5N.HI + C5H5N.SO3

C5H5N.SO3 + CH3OH → C5H5N(H)SO4CH3

ØVì phức SO3 cũng phản ứng với nước nên cần lượng dư CH3OH trong hỗn hợp để loại bỏ phản ứng phụ này:

C5H5N.SO3 + H2O → C5H5N(H)SO4H

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG THUỐC THỬ KARL FISCHER

ØPhản ứng oxy hóa khử giữa I2 và SO2 tiêu thụ một phân tử nước

Þ Lượng SO2 thường được dùng dư nên lượng I2 quyết định phản ứng của thuốc thử với nước trong mẫu thử

ØĐộ chuẩn của thuốc thử: 2-5 mg H2O/ 1 ml thuốc thử

ØĐộ chuẩn của thuốc thử giảm dần trong quá trình bảo quản nên chỉ pha chế trước 1-2 ngày

ØCó thể pha một dung dịch thuốc thử (chứa toàn bộ các chất) hoặc pha thành hai dung dịch:

- Dung dịch A: SO2 và pyridine trong CH3OH

- Dung dịch B: I2 trong CH3OH

=> Trộn một thể tích dung dịch A và một thể tích dung dịch B để dùng

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG THUỐC THỬ KARL FISCHER

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG THUỐC THỬ KARL FISCHER

Theo lượng thừa

Khi phản ứng với nước trong mẫu thử, I2 màu nâu tím sẽ chuyển thành I - không màu.

Khi nước trong mẫu thử được phản ứng hết, mẫu sẽ chuyển màu nâu tím.

Dùng dụng cụ chuẩn độ tự

động

Chuẩn độ amper với 2 điện cực platin (chuẩn

độ đến điểm dừng)

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG THUỐC THỬ KARL FISCHER

Acid, alcol, ester, anhydride, muối ngậm nước.

Chiết hồi lưu

Thích hợp định lượng nước hấp thụ, nước kết tinh.

XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NƯỚC BẰNG THUỐC THỬ KARL FISCHER

- Các chất khử sẽ phản ứng với I2 còn các chất oxy hóa sẽ phản ứng với

I- nên sẽ làm ảnh hưởng đến độ chuẩn của thuốc thử

v Tài liệu tham khảo

Ø Kiểm nghiệm dược phẩm (2005), PGS TS Trần Tử An, Nhà Xuất Bản Y Học.

Thank you for your attention!