23.11.2012

1

1

Titrimetrijske metode u farmaceutskoj analizi

2

Nekada... Sada...

23.11.2012

2

Prometazin HCl

USP 16 titracija u nevodenoj sredini indikator: metilrozanilin-hlorid

Princip: titracija sa perhlornom kiselinom nakon istiskivanja slobodne baze u prisustvu iva (II) acetata.

USP 30 titracija u nevodenoj sredini indikator: kristal violet

Princip: isti kao u USP 16, razlika primenjeni indikator.

Ph. Eur. Titracija sa 0,1 M NaOH u etanolu, zavrna taka titracije odreuje se potenciometrijski.

Princip: protonovana baza se titrira sa 0,1 M natrijum-hidroksidom u etanolu.

I po USP i po Ph. Eur. titriraju se i prisutne neistoe!!!

Metode nisu selektivne!!!

23.11.2012

3

Neistoe koje se prema Ph. Eur. 6 moraju ispitivati u prometazin HCl

6

Princip titrimetrijskog odreivanja: Ispitivani analit reaguje sa standardnim rastvorom odreene koncentracije. Na osnovu utroene koliine standardnog rastvora vri se izraunavanje koncentracije analita. Primena u analitici lekova:

Farmakopeja propisuje titrimetrijski postupak za odreivanje farmaceutskih supstanci i ekscipijenasa kao i nekih farmaceutskih supstanci u farmaceutskom obliku.

Koristi se za standardizaciju sirovina koje se koriste u postupku sinteze u industriji. Neke titracije imaju specifinu primenu kao to je Karl Fierova koja se koristi za odreivanje sadraja vode.

23.11.2012

4

7

Prednosti titrimetrijskih metoda visok stepen tanosti i preciznosti metode su robusne postupak moe biti automatizovan povoljne cene i ne zahtevaju specijalnu opremu nezavisne od kalibracije instrumenta

Ogranienja titrimetrijskih metoda neselektivnost

zahtevaju dosta vremena ako postupak nije automatizovan, kao i odreene vetine eksperimentatora koje nisu potrebne kod drugih metoda zahtevaju velike koliine supstance i reagenasa

8

1. Titracije u vodenoj sredini (direktne i indirektne)2. Titracije u nevodenoj sredini3. Redoks titracije (titracija jodom, titracija kalijum-permanganatom,

titracija kalijum-dihromatom i titracija cerijumom)4. Argentometrijske titracije5. Kompleksometrijske titracije6. Potenciometrijske titracije7. Karl Fierova titracija

Titrimetrijske metode koje se koriste u farmaceutskoj analizi:

23.11.2012

5

9

Detekcija zavrne take titracije: elektrohemijski ili pomou indikatora (fenol-ftalein ili metil oran)

Retka primena za farmakopejske supstance!

Jaka kiselina/jaka baza titracije koje se nalaze u farmakopeji su za odreivanje: perhlorne kiseline, hlorovodonine kiseline, sumporne kiseline i tiamin hidrohlorida.

1. TITRACIJE U VODENOJ SREDINI

Direktne kiselinsko-bazne titracije

Titracije u vodenoj sredini

10

Mogu biti sledee titracije: jaka kiselina/jaka baza, slaba kiselina/jaka baza ili slaba baza/jaka kiselina. Najei primeri su slaba kiselina/jaka baza.

Odreivanje estara

RCOOR` + viak NaOH

Natrijum-hidroksid se dodaje u viku koji se nakon toga titrira sa hlorovodoninom kiselinom uz odgovarajui indikator.

Ovaj postupak farmakopeja propisuje za odreivanje: benzil-benzoata, dimetil-ftalata, etil-oleata, metil-salicilata, itd.

U ovaj tip titracija spada i odreivanje: alkohola, saponifikacionog broja i hidroksilnog broja.

RCOONa +R`OH

Indirektne titracije u vodenoj sredini Titracije u vodenoj sredini

23.11.2012

6

11

Najei tip titracija za farmaceutske supstance

Pogodne za odreivanje slabih kiselina i slabih baza

Pogodne za odreivanje supstanci nerastvornih u vodi

2. TITRACIJE U NEVODENOJ SREDINITitracije u nevodenoj sredini

12

Titracije u nevodenoj sredini

Acidimetrija Alkalimetrija

titracija 1, 2 i 3 amina

titracija halogenih soli baza

Titracije u nevodenoj sredini

23.11.2012

7

13

Najee se koristi titracija sa perhlornom kiselinom u siretnoj kiselini.

Siretna kiselina je veoma slab proton akceptor i protonovae je samo veoma jake kiseline kao to je perhlorna kiselina.

Uopteni primer titracije sa perhlornom kiselinom u prisustvu siretne kiseline:

B + CH3COOH BH+ + CH3COO-

baza kiselina konjugovana konjugovana kiselina baza

CH3COOH + HClO4 CH3COOH2+ + ClO4-acetonijum jon

Nastali acetonijum jon reaguje sa acetatnim jonom:

CH3COOH2+ + CH3COO- 2 CH3COOH

Zbirni izraz:B + HClO4 BH+ClO4-

Kao indikatori koriste se kristal violet, timol plavo, kvinalidin crveni, naftol-benzen, malahit zeleno. Zavrna taka titracije se moe odrediti i potenciometrijski.

Titracije u nevodenoj sredini

OH

HO

CH2CCOOH

NH2

++ OH

HO

CH2CCOOH

NH3

CH3 CH3

HClO4 ClO4-

14

Titracija 1, 2 i 3 aminaAcidimetrija u nevodenoj sredini

Titracija metildope:

Potrebni reagensi: anhidrid mravlje kiseline, glacijalna siretna kiselina, dioksan, perhlorna kiselina i kristal violet

Titracije u nevodenoj sredini

23.11.2012

8

N

N

Cl

NHCH3

O

+ HClO4 N

N

Cl

NH2+CH3

O

+ ClO4-

Titracija hlordiazepoksida:

Potrebni reagensi: anhidrovana siretna kiselina, perhlorna kiselinaZavrna taka titracije se odreuje potenciometrijski.

16

Titracija fenilefrin HCl:HO

CHCH2NCH2Cl-+

HO

CHCH2NHCH3+

OH OH

+ Cl-

Hg(CH3COO)2 + 2Cl- HgCl2 + 2CH3COO-

2CH3COOH2+

+ 2CH3COO- 4 CH3COOH

Potrebni reagensi: iva-acetat, perhlorna kiselina, glacijalna siretna kiselina, kristal violet

iva-acetat se dodaje da bi uklonio hloride a osloboeni acetat se zatim titrira acetatnim rastvorom perhlorne kiseline.

Titracija halogenih soli bazaTitracije u nevodenoj sredini

23.11.2012

9

17

Alkalimetrija u nevodenoj srediniRastvara: alkohol ili neki aprotini rastvara.Titranti: litijum-metoksid u metanolu, tetrabutil-amonijumhidroksid u dimetilformamidu.Primeri: barbiturati, pirimidinske baze, sulfonamidi...Titracija etosukcimida:

HN OO

C2H5

CH3

NO

C2H5

CH3

OH

+ NaOMe

NO

C2H5

CH3

ONa

+ MeOH

etosukcimid(keto oblik)

etosukcimid(enolni oblik)

Na so etosukcimida

Potrebni reagensi: dimetilformamid, natrijum-metoksid, azo violet u dimetilformamidu

Titracije u nevodenoj sredini

18

3. REDOKS TITRACIJE

Redoks titracije znaajne u farmaceutskoj analizi su:

A. titracija jodom

B. titracija kalijum-permanganatom

C. titracija kalijum-dihromatom

D. titracija cerijumom

Redoks titracije

23.11.2012

10

OO

OH

CHOHCH2OH

OH

+ J2

OO CHOHCH2OH

O O

+ 2HJ

19

A. Titracije jodom

Direktna titracija Indirektna titracijaDirektna titracija jodom primer odreivanje vitamina C

askorbinska kiselina dehidroaskorbinska kiselina

Indikator: skrob

Redoks titracije

20

Indirektna titracija jodom primer benzil-penicilinRastvor joda se dodaje u viku a nakon toga viak joda se titrira

standardnim rastvorom natrijum-tiosulfata uz skrob kao indikator.I faza hidroliza penicilina u baznoj sredini do peniciloinske kiseline

CH2CONH

N

S

O

CH3

CH3COOH

OH-CH2CONH

HC

N

S CH3

CH3COOH

H

HOOC

benzil-penicilin peniciloinska kiselina

II faza razgradnja peniciloinske kiseline u kiseloj sredini

CH2CONHCH

COOH

CHO+

CH(CH3)2

CHCOOH

NH2

SH

benzil penicilinska kiselina

D-penicilamin

Redoks titracije

23.11.2012

11

CH(CH3)2

CHCOOH

NH2

SH

+ J2

CCH3

CH3CHCOOH

S NH2

S

CCH3

CH3

CHCOOH

NH2

+ 2HJ

21

Faza III nastalom penicilaminu se u viku dodaje J2

penicilamin disulfid

Viak J2 koji nije izreagovao sa penicilaminom titrira se standardnim rastvorom natrijum-tiosulfata uz skrob kao indikator.

Redoks titracije

22

B. Permanganometrija

Odreivanje vodonik-peroksida:

2KMnO4 + 3 H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5 (O)

5H2O2 + 5(O) 5O2 + 5H2O

5H2O2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 K2SO4+ 2 MnSO4 + 8 H2O + 5 O2

Permanganometrijski se moe odrediti i kalijum-bromid.

Redoks titracije

23.11.2012

12

23

C. Titracija kalijum-dihromatom

Odreivanje Fe2+:

K2Cr2O7 + 14 HCl + 6 FeCl2 2 KCl + 2 CrCl3+ 6 FeCl3 + 7 H2O

Kao indikator se koristi difenilamin rastvoren u koncentrovanoj sulfatnoj kiselini Difenilamin se u viku kalijum-dihromata oksiduje do intenzivno plave boje

Redoks titracije

D. Cerimetrija

Zasniva se na redukciji Ce4+ do Ce3+ i najee se koristi za odreivanje preparata koji sadre Fe2+ kao to je gvoe-fumarat kao i za odreivanje nitrita

Kao indikator se koriste difenilamin, 2,2 `-dipridil, difenilamin-sulfonat itd.

23.11.2012

13

25

4. ARGENTOMETRIJSKE TITRACIJEPodela:

direktna titracija sa srebro-nitratom gde se kao indikator koristi kalijum-dihromat Volhardova metoda u kojoj se srebro-nitrat dodaje u viku koji se zatim titrira amonijum-tiocijanatom uz amonijum-gvoe-sulfat kao indikator

Odreivanje kalijum-hlorida:

AgCl + KNO3AgNO3 + KCl

indikator: kalijum-dihromat

Na ovaj nain se mogu odrediti: hloral-hidrat, kalijum-bromid itd.Volhardovom metodom se mogu odrediti hlorbutol, etionamid, aminofilin, natrijum-hlorid, itd.

Argentometrijske titracije

26

5. KOMPLEKSOMETRIJSKE TITRACIJE

Volumetrijska metoda kod koje kompleksirajui agens stvara kompleks sa metalnim jonom.

U farmaceutskoj analizi se koristi za odreivanje jona Al3+, Bi3+, Ca2+, Cu2+, Zn 2+

Kompleksirajui agensi su elektrondonori joni ili molekuli koji su u stanju da nagrade jednu ili vie kovalentnih veza sa metalnim jonom.

Kompleksi su jedinjenja koja nastaju kombinacijom metalnog jona sa molekulom koji je sposoban da privue elektrone.

Kompleksometrijske titracije

23.11.2012

14

27

N CH2 CH2 NCH2COOH

CH2COOH

HOOCCH2

HOOCCH2

Dinatrijumova so EDTA je poznata i kao komplekson III.

Najznaajniji kompleksirajui agens koji stvara rastvorljive komplekse u vodi je etilendiaminotetrasiretna kiselina (EDTA):

Kompleksometrijske titracije

C

C

N

N

OH

OH

H3C

H3C

CH

OH

N OH

N

HO

28

Helatni agensi koji stvaraju nerastvorne komplekse u vodi a rastvorne u organskim rastvaraima su: dimetilglioksim, salicilaldoksim i 8-hidroksihinolin.

dimetilglioksimsalicilaldoksim

8-hidroksihinolin

Kompleksometrijske titracije

23.11.2012

15

29

U kom obliku se nalazi EDTA zavisi od pH sredine (Y4- , HY3-, H2Y2-, H3Y-) pri emu EDTA reaguje i neutralnoj i baznoj sredini stvarajui komplekse sa metalima u odnosu 1:1 bez obzira na valentnost.

Y4- + Mn+ MYn-4

Nastali kompleksi su ciklini tj. oni sa dvovalentnim metalima grade tri ciklusa, sa trovalentnim etiri a sa tetravalentnim pet ciklusa.

Kompleksometrijske titracije

Primer graenja kompleksa EDTA sa Ca2+ jonom

Faktori koji mogu uticati na na formiranje kompleksa i njihovu detekciju su: pH stabilnost kompleksa obojenost kompleksa mogunost titriranja polivalentnih metala pomou EDTA vrsta indikatora

Pri izboru metode potrebno je paljivo razmotriti navedene

faktore

23.11.2012

16

31

NO2

SO3-

OH

N N

OH

NO2SO3-

O-

N N

O-

NO2SO3-

OH

N N

O-

Eriohromcrno T

H2In- HIn2- In3-

crven plav uto-narandast

pKa1= 6,3pKa2 = 11,6

Kompleksometrijske titracijePrimer indikatora

Zavisi od pH sredine

32

Kompleksometrijske titracije

Vrste

kompleksometrijskihtitracija

Direktna titracija Retitracija

Titracije zamene

Indirektna titracija

23.11.2012

17

33

Direktna titracija

Princip: u rastvor metalnog jona doda se pufer i indikator a zatim vri titracija standardnim rastvorom EDTA do promene boje.

Na ovaj nain se mogu odrediti cink, kalcijum, magnezijum i gvoe.

Magnezijum-sulfat, magnezijum-karbonat, magnezijum-subkarbonat i magnezijum-oksid titriraju se sa EDTA uz eriohromcrno T kao indikator u amonijanom puferu pri pH 10. Pod istim uslovima se mogu odrediti i soli cinka, cink-hlorid i cink sulfat.

Soli dvovalentnog gvoa najpre se oksiduju do trovalentnog oblika a nakon toga titriraju sa EDTA pri pH 2,0 do 3,0 uz sulfosalicilnu ili salicilnu kiselinu kao indikator.

Kompleksometrijske titracije

RetitracijaPrincip: helatni agens se dodaje u viku a zatim se taj viak titrira

standardnim rastvorom metala. Ovako se odreuju soli bizmuta, bizmut-nitrat i bizmut-karbonat kao i

ivine soli.

Kompleksometrijske titracije

Titracije zamenePrimenjuje se kada direktna titracija i retitracija ne daju jasan prelaz

boje. Princip: kompleksu metal EDTA dodaje se rastvor soli metala koja

sadri metal jaeg afiniteta pa se vee za kompleksirajui agens i dolazi do istiskivanja vezanog metala iz kompleksa. Osloboeni jon metala se zatim titrira standardnim rastvorom EDTA.

Na ovaj nain se moe odrediti Mn2+ jon:Mn2+ + Mg EDTA2- Mg2+ + Mn EDTA2- (zamena)

Mg2+ + EDTA2- Mg EDTA2+ + 2H+

23.11.2012

18

35

Indirektna titracijaMoe se koristiti za odreivanje anjona koji reaguju sa helatnim

agensima.

Princip: Metal se dodaje u viku a zatim se viak metala titrira sa standardnim rastvorom EDTA.

Na ovaj nain se mogu odrediti sulfati koji se najpre istaloe Ba2+jonom a zatim se viak jona metala titrira sa EDTA.

Kompleksometrijske titracije

36

6. POTENCIOMETRIJSKE TITRACIJE

Svim navedenim titracijama zavrna taka titracije, uz odgovarajuu elektrodu, moe se odrediti potenciometrijski.

Prednost: zavrna taka titracije moe se odrediti u obojenim rastvorima (to kod indikatorskog odreivanja nije mogue) i zavretak titracije je uvek jasan.

Mogu biti automatizovane.

Elektrode koje se uglavnom koriste su pH osetljive staklene indikator elektrode.

23.11.2012

19

37

7. Karl-Fier titracija Koristi se za odreivanje sadraja vode u farmaceutskim supstancama i

farmaceutskim preparatima.

Nalazi se u gotovo svim farmakopejama.

Prednosti u odnosu na druge metode za odreivanje vode ukljuuju:

visoku tanost i preciznost selektivnost potrebne su male koliine uzorka laka priprema uzorka kratko trajanje analize skoro neogranien merni opseg pogodnost za analizu vrstih supstanci, tenosti i gasova nezavisnost prisustva drugih isparljivih supstanci pogodnost za automatizaciju

Znaaj odreivanja sadraja vode

Voda ima kritinu ulogu u fizikoj i hemijskoj stabilnosti aktivne farmaceutske supstance i farmaceutskog proizvoda

Voda moe dovesti do degradacije leka Prisustvo vode olakava mikrobioloku kontaminaciju to vodi ka smanjenju bezbednosti leka

Tano i precizno odreivanje sadraja vode omoguava tano i precizno odreivanje sadraja aktivne farmaceutske supstance i farmaceutskog proizvoda

23.11.2012

20

39

Prema Ph. Eur. 6 (2.5.12) Karl-Fier titracija:

Zasniva se na kvantitativnoj reakciji vode sa jodom i sumpor dioksidom u nevodenoj sredini u prisustvu odgovarajue baze, koja mora imati dovoljan puferski kapacitet.

CH3OH + SO2 + RN [RNH]SO3CH3 H2O + I2 + [RNH]SO3CH3 + 2RN [RNH]SO4CH3 + 2 [RNH]I

Reakcija (2) je reakcija oksido-redukcije; brzina reakcije zavisi od baze koja se koristi u reakciji (1).

Ranije je kao baza korien piridin ali je zbog nedostataka zamenjen aminima.

Princip reakcije

23.11.2012

21

Karl-Fiertitracija

Volumetrijskatitrant se dodaje iz

birete direktno u uzorak

Kulometrijskatitrant se generie elektrohemijskim

putem u titracionoj eliji

Sa jednokomponentnim reagensom

Sa dvokomponentnim reagensom Sa dijafragmom Bez dijafragme

41

HVALA NA PANJI