Analisi Chimico Farmaceutica e Tossicologica con Laboratorio

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1 Analisi Chimico Farmaceutica e Tossicologica con Laboratorio corso di Laurea in Farmacia canale A-L anno accademico Dr. Antonio Coluccia Dipartimento di Chimica e Tecnologie del Farmaco Sapienza Università di Roma Piazzale Aldo Moro 5, I-00185, Rome, Italy antonio.coluccia@uniroma1.it 16

2 Si ricercano al IV gruppo analitico quegli elementi, non precipitati nei gruppi precedenti, i cui solfuri sono insolubili in tampone ammoniacale (ph 9): nichel, cobalto, zinco e manganese. Come agente precipitante si usa H 2 S, prodotto a caldo nello stesso ambiente di reazione per idrolisi della tioacetammide.

3 La soluzione dalla quale è stato precipitato il terzo gruppo analitico viene addizionata di 1-2 gocce di NH 3 concentrata. Per filtrazione si eliminano le ultime particelle del precipitato gelatinoso degli idrossidi. Questa operazione è particolarmente necessaria se è stata riscontrata la presenza del ferro, in quanto tracce di esso potrebbero simulare il nichel.

4 Si aggiungono gocce di una soluzione di tioacetammide e si tiene a bagnomaria per minuti. Precipitano i solfuri di: zinco (bianco) manganese (rosa) nichel (nero) cobalto (nero). Dopo aver controllato la completezza della precipitazione, la soluzione viene separata dal precipitato e conservata per l analisi dei gruppi successivi. Il precipitato viene lavato con una soluzione di NH 4 Cl ed analizzato per la ricerca dei cationi del IV gruppo.

5 Separazione di Mn e Zn da Ni ed Co La separazione del manganese e dello zinco dal precipitato dei solfuri viene effettuata sfruttando l insolubilità dei solfuri di nichel e di cobalto negli acidi forti. Questo fatto, apparentemente in contraddizione con la mancata precipitazione del nichel e del cobalto al II gruppo analitico, trova la sua spiegazione nella rapida ossidazione all aria di NiS e CoS, con formazione dei composti meno solubili Ni(OH)S e Co(OH)S.

6 Per effettuare la separazione si tratta a freddo il precipitato dei solfuri con 2 ml di HCl 2N. Dopo pochi minuti si centrifuga e si separa la soluzione dal precipitato. Sul precipitato cercheremo Nichel e Cobalto. Sul Surnatante cercheremo Manganese e Zinco La soluzione sovrastante viene fatta bollire per alcuni minuti allo scopo di eliminare H 2 S formatosi durante la dissoluzione dei solfuri di manganese e zinco.

7 L eliminazione di H 2 S è necessaria per evitare che lo zinco precipiti come solfuro all aggiunta di NaOH 2N. Si alcalinizza quindi a freddo la soluzione con NaOH 2N sino a ph =

8 Separazione del Mn dallo Zn In tali condizioni, il manganese precipita come idrossido, mentre lo zinco, a causa del suo anfoterismo, resta in soluzione: Sul precipitato cercheremo Mn (Lo abbiamo già riconosciuto al III gruppo) Sul surnatante cercheremo Zn

9 Separazione del Mn dallo Zn Sul precipitato cercheremo Mn (Lo abbiamo già riconosciuto al III gruppo) A)Saggio con bismutato sodico Questo saggio di riconoscimento viene fatto ossidando lo ione manganoso Mn(II) a Mnganese MnO 4 - il cui colore viola è facilmente riconoscibile. Ad una porzione della soluzione alcalina proveniente dalla solubilizzazione dell alluminio viene aggiunto bismutato sodico ed 5 gocce di acido nitrico concentrato. In presenza di Mn apparira velocemente una colorazione viola. 5BiO Mn(II) H + = 2Mn(VII)O Bi H 2 O

10 Saggio di riconoscimento dello Zinco A)Saggio con tioacetammide; B)Saggio con difeniltiocarbazone. A) Saggio con tioacetammide. Ad una porzione della soluzione alcalina si aggiungono alcune gocce di soluzione di tioacetammide e si scalda a bagnomaria per qualche minuto. La presenza dello zinco è indicata dalla formazione di un precipitato bianco gelatinoso di solfuro.

11 Saggio di riconoscimento dello Zinco A)Saggio con tioacetammide; Interferenti con questo saggio possono essere Cobalto e Cadmio Tracce di cobalto, presenti nella soluzione alcalina come [Co(OH) 4 ] 2, possono impartire al precipitato una colorazione grigio-nerastra. Una colorazione giallastra può essere dovuta al cadmio, non completamente precipitato al II gruppo analitico.

12 Saggio di riconoscimento dello Zinco B) Saggio con difeniltiocarbazone o ditizone Ad una porzione della soluzione alcalina in esame si aggiunge 1 ml di una soluzione di difeniltiocarbazone in CCl 4. In presenza di zinco, il colore verde cupo del reattivo passa al rosa sia nella fase acquosa che in quella organica. Il saggio è specifico per lo zinco solo quando effettuato in ambiente alcalino; nessuna indicazione può essere tratta da questo saggio quando, a causa della presenza di tracce di altri cationi, lo strato acquoso appaia di colore aranciato.

13 Dissoluzione dei solfuri di Ni e Co Il residuo rimasto indisciolto dopo il trattamento con HCl 2N può contenere i solfuri di nichel e cobalto, entrambi di colore nero. Dopo lavaggio con una soluzione di NH 4 Cl, si aggiunge acqua regia e si scalda a bagnomaria per qualche minuto. I solfuri vengono disciolti dall acqua regia, in quanto all azione ossidante di HNO 3 si associa quella complessante degli ioni Cl. Lo zolfo elementare che si forma va allontanato per centrifugazione o, se presente in superficie, mediante una bacchetta di vetro.

14 Dissoluzione dei solfuri di Ni e Co La comparsa di un intensa colorazione verde-azzurra, dovuta a [CoCl 4 ] 2, è indizio della presenza di cobalto. Il colore cambia bruscamente per diluizione, in quanto ciò porta alla formazione del complesso [Co(H 2 O) 6 ] 2+, che è di colore rosa pallido. Al fine di eliminare il forte potere ossidante dell eccesso di acqua regia, si porta la soluzione a ph = con NaOH 2N precipitano gli idrossidi di nichel e cobalto (massa di colore verdastro).

15 Dissoluzione dei solfuri di Ni e Co Dopo digestione a bagnomaria, il precipitato viene separato per centrifugazione, lavato con una soluzione di NH 4 Cl e disciolto con 1-2 ml di HCl 2N. La soluzione così ottenuta viene divisa in 3 porzioni nella quali si ricercano il nichel ed il cobalto.

16 Saggio di riconoscimento del Ni A) Saggio con la diacetilossima Una porzione della soluzione cloridrica viene trattata con NH 3 concentrata sino a ph = Su di un disco di carta si lasciano cadere 1 goccia della soluzione così ottenuta e 2 gocce di una soluzione di diacetildiossima. In presenza di nichel si forma una macchia rossa di bis(diacetildiossimato)nichel(ii). Si deve, tuttavia, tener presente che anche lo ione Fe 2+ dà con la diacetildiossima un composto di colore rosso. Tracce di ferro, non precipitate al III gruppo analitico, possono così simulare il nichel.

17 Saggio di riconoscimento del Co A)Saggio con tiocianatopotassico B)Saggio con tetratiocianato mercurato ammonico A) Saggio con tiocianato di K In una provetta da centrifuga si introducono 4-5 gocce della soluzione in esame, 3-4 gocce di alcol etilico e 3-4 punte di spatola di KSCN solido. In presenza di cobalto, si sviluppa immediatamente un intensa colorazione azzurra. Aggiungendo etere dietilico ed agitando con energia la colorazione passa nello strato etereo.

18 Saggio di riconoscimento del Co B) Saggio con tetratiocianato mercurato ammonico Ad una porzione della soluzione cloridrica in esame si aggiungono 3-4 gocce di soluzione di ZnSO 4 e 3-4 gocce di soluzione di (NH 4 ) 2 [Hg(SCN) 4 ]. In presenza di cobalto il precipitato di tetratiocianatomercurato di zinco che si forma (bianco) apparirà colorato in azzurro, a causa della precipitazione di tetratiocianatomercurato di cobalto:

19 Saggio di riconoscimento del Co B) Saggio con tertratiocianato mercurato ammonico Se non venissero aggiunti preventivamente ioni Zn 2+ in eccesso, il tetratiocianatomercurato di cobalto precipiterebbe solo dopo un certo tempo.

20 Zinco ZnO, ossido di zinco. E una polvere bianca insolubile che viene impiegata in dermatologia, sotto forma di pomate, in virtù delle sue proprietà antimicrobiche, assorbenti e rinfrescanti. L attività antimicrobica è dovuta alle piccole concentrazioni di ioni zinco che si liberano dall ossido, mentre la funzione assorbente è svolta dallo stesso ossido ed è particolarmente utile nel trattamento di ferite umide. In forma colloidale è anche usato come supporto solido capace di adsorbire e rilasciare alcuni tipi di farmaci.

21 Zinco Zn(CH 3 COO) 2, acetatodi zinco, ZnCO 3 Zn(OH) 2, carbonato basico di zinco, Zn(NO 3 ) 2, nitrato di zinco. Hanno azioni simili all ossido di zinco e vengono spesso impiegati in miscela con il perossido di zinco (ZnO 2 ), il cui gruppo perossidico è responsabile di un un ulteriore attività antisettica. ZnSO 4, solfato di zinco. In soluzioni diluite, anche in miscela con CuSO 4 (acqua di Dalibur), è usato per le sue proprietà antisettiche; associato con K 2 S 3 (lozione bianca) entra nella formulazione di lozioni astringenti e antiacne:

22 Zinco Zn-citrato. E usato come antibatterico nei dentifrici. ZnCl 2, cloruro di zinco. E usato come integrante dell insulina nella terapia antidiabetica: Zn-insulina. Composti Zn-organici. Alcuni composti Zn-organici sono rappresentati da Zn-undecenoato ad azione antifungina topica, Znbacitracina ad attività antibiotica, Zn-stearato come eccipiente lubrificante.

23 Zinco L azione antimicrobica di Zn2+ a basse concentrazioni viene attribuita alla sua capacità di interagire sia con gruppi tiolici sia con gruppi polari di enzimi.

24 Zinco Dal punto di vista biochimico, lo zinco è associato a diverse proteine, tra cui: - l insulina, ormone pancreatico regolatore del metabolismo glucidico; -l anidrasi carbonica, enzima che catalizza la decomposizione di H 2 CO 3 ; -l alcol deidrogenasi, enzima coinvolto nel metabolismo degli alcoli; -la fosfatasi alcalina, enzima che idrolizza gli esteri dell acido fosforico e noto marker biologico di epatopatie e malattie ossee; -la Cu-Zn superossido dismutasi, enzima che svolge un importante azione antiossidante in quasi tutte le cellule esposte all'ossigeno.

25 Zinco I sintomi da deficienza di zinco sono riconducibili soprattutto a ritardi nella crescita corporea, lesioni della pelle, deformazioni ossee, difetti nella sfera riproduttiva, ecc. Gli effetti tossici dello zinco e dei suoi sali per via orale non sono rilevanti grazie alla sua bassa velocità di assorbimento; i sali idrosolubili sono al massimo irritanti delle mucose. Per via parenterale, i composti dello zinco sono tossici a livello del sistema nervoso centrale e causano tremori e paralisi delle estremità.

26 Zinco Un esposizione prolungata provoca nell animale l insorgenza di tumori e di malformazioni fetali. L avvelenamento da zinco può essere trattato con somministrazione del chelante EDTA

27 Manganese KMnO 4, potassio permanganato. E usato come antibatterico e disinfettante per uso esterno in soluzioni diluite; è anche noto l impiego come disinfettante di acque stagnanti e putride. A livello biologico, il manganese risulta associato a numerosi enzimi, quali la isocitricodeidrogenasi del ciclo di Krebs, la Mnsuperossidodismutasi mitocondriale con attività di scavenger di radicali liberi dell ossigeno.

28 Manganese Sintomi da deficienza di manganese sono stati associati a difetti della crescita corporea e della sfera riproduttiva, ad anormalità scheletriche, a tremori e disturbi psichici. Lo ione permanganato agisce come antibatterico per la sua capacità ossidante in ambiente neutro. L intossicazione da manganese si verifica soprattutto durante l estrazione e la lavorazione industriale della pirolusite (MnO 2 ) e va sotto il nome di manganismo.

29 Manganese L attacco principale è al sistema nervoso centrale e al tessuto osseo (è simile a Mg2+) con una sintomatologia simile a quella del morbo di Parkinson, con debolezza degli arti, tremore e desensibilizzazione tattile, paraplegia, psicosi, convulsioni epilettiche, asfissia.