Raadpleeg ook de uitwerking van dit tentamen.
Vraag 1 (Z-isomeer)
Het gaat hier om de configuratie aan de onverzadigde binding (... 2-en). Weergegeven is de E-isomeer (Entgegen = trans). De Z-isomeer (Zusammen) is die waarbij de H3C-C binding cis staat t.o.v. de C-C=O-binding. (Methylgroep "wijst omhoog".)
Vraag 2 (identificatie A, extinctie)
De meetoplossing heeft een sterkte van 0,1 * 0,025 mg / 100 ml. In een cuvet van 1 cm wordt dus, als de grondstof aan de eis voldoet, een extinctie gemeten van 0,0025 * 300 (ondergrens) tot 0,0025 * 330 (bovengrens), dus van 0,750 tot 0,825.
Vraag 3 (permanganaat)
De onverzadigde binding (... 2-en) kan gemakkelijk geoxideerd worden door het oxidatiemiddel permanganaat. In neutraal milieu ontstaat er bij deze oxidatie bruinsteen (MnO2).
Vraag 4 (dichtheid)
Laten we het er gemakshalve op houden dat hier om de relatieve dichtheid wordt gevraagd.
Bepaal het leeggewicht van een pyknometer (l). Vul de pyknometer met water, plaats de stop of het dekplaatje, maak de pyknometer van de buitenkant goed droog en bepaal het gewicht van de gevulde pyknometer (w). Ledig de pyknometer, droog deze zo goed mogelijk van binnen en spoel de binnenkant met crotamiton. Vervolgens vullen met crotamiton, stop of dekplaatje erop, van buiten droogmaken en vervolgens wegen (c). Bereken vervolgens: relatieve dichtheid =(c-l)/(w-l). Voer de gehele procedure liefst uit bij 20°C, dan is een temperatuurcorrectie niet nodig.
Gebruik vanwege het olieachtige voorkomen van crotamiton het liefst een pyknometer volgens Kopp (wijdhalzig met dekglaasje). Een maatkolfje zou, gezien de benodigde precisie van slechts drie decimalen ook kunnen. Een capillaire pyknometer kàn wel, doch manipuleren en schoonmaken is een stuk moeilijker.
Wie de dichtheid wil geven moet de gevonden relatieve dichtheid nog vermenigvuldigen met de dichtheid van water.
Vraag 5 (base als ethylaminotolueen)
Ethylaminotolueen is de verbinding die we ons kunnen voorstellen als overblijfsel van crotamiton als het enamide-gedeelte is afgesplitst. Het heeft dus de formule (ortho)CH3-C6H4-NH-C2H5 = C9H13N en is een éénwaardige base met Mr = 135.
Uit de bijlage "Metanilgeel" kunnen we afleiden dat de rode kleur die in het voorschrift wordt geëist overeenkomt met de kleur van metanilgeel na het equivalentiepunt van de titratie.
In 5,00 g grondstof mag dus maximaal 0,02 mMol base aanwezig zijn. Berekend als ethylaminotolueen is dit 2,7 mg, overeenkomend met een concentratie van 2,7*1000/5 = 540 ppm.
(Finesse: sommigen gaan corrigeren voor het verbruik voor de omslag van de indicator. Wie dat doet moet weten hoeveel protonen metanilgeel kan opnemen. Laten we aannemen: één. Er is 0,1 ml van een 1 g/l oplossing van deze indicator toegevoegd, dus 0,1/375,1 = 0,00027 mMol. Uitkomst is dan: 0,01973*135*1000/5 = 532 ppm.)
Vraag 6 (chlorides)
Crotamiton lost niet goed op in water, wel in alcohol. Dat verklaart nog niet waarom er er met loog wordt gewerkt. Er zijn twee redenen te bedenken.
a. Zilverionen zouden met crotamiton een bij de grensreactie op chlorides storend product kunnen opleveren, bv. een neerslag.
b. Het syntheseschema kan doen vermoeden dat er ook organisch gebonden chloor aanwezig kan zijn.
Bij alkalische hydrolyse wordt eventueel aanwezig gebonden chloor vrijgemaakt als chloride. Bij de extractie zullen eventueel nog intact crotamiton en zijn hydrolyseproducten (bv. ethylaminotolueen) via de etherlaag worden verwijderd.
Vraag 7 (concentraties verwante verbindingen)
M.b.t. de met verontreiniging A overeenkomende nevenpiek:
In 100 ml testoplossing is 50 mg van de grondstof aanwezig. In 100 ml referentieoplossing (b) zit 2*15/20 mg verontreiniging A, dat is 1,5 mg. Er wordt dus 1,5*100/50 = 3% van deze verontreiniging toegestaan. (# = 3)
M.b.t. de andere nevenpieken: Aangezien de referentieoplossing een hondervoudige verdunning is van de testoplossing is hier in totaal $ = 1% van deze andere verontreinigingen toegestaan.
Vraag 8 (mogelijke titraties)
Zie vraag 3. Voor de hand ligt de onverzadigde binding in de zijketen te gebruiken voor een oxidimetrische bepaling met een geschikte oxidator, bv. kaliumpermanganaat, evt. cerisulfaat. Minder voor de hand ligt een hydrolyse met overmaat loog in alkalisch milieu (koken onder terugvloeikoeling), gevolgd door terugtitratie met zuur. Een bepaling met een dergelijke voorbewerking is altijd minder gunstig dan een rechtstreekse bepaling.
Het veel gegeven antwoord: watervrije titratie van de functie met de N erin is foutief. Een amide is niet eens een zwákke base!
Vraag 9 (gehalte E+Z, percentage Z)
a+b. Het som-gehalte moet berekend worden uit de gegevens onder test(b) en ref(a). De piek van de Z-isomeer heeft een retentietijd van 183 s, die van de E-isomeer van 365 s. Het gehalte aan crotamiton wordt als volgt berekend:
gehalte = (15699+85854) * 50,2 * 100 / [(13592+87980) * 49,9] = 100,6% [zou voldoen]
Het gehalte aan Z-isomeer komt uit de gegevens onder test(b):
gehalte(Z) = 15699 * 100 / (15699+85854) = 15,5% [zou niet voldoen]
Vraag 10 (verwante verbindingen)
De piek van crotamiton onzuiverheid A, de hoofdpiek onder ref(b), vinden we bij 290 s.
De piek van onzuiverheid A onder test(a) (56900) heeft een kleiner oppervlak dan de hoofdpiek van ref(b) (63220), dus voldoet. Uit de gegevens van ref(b) blijkt dat er ook een weinig van de Z- en E-isomeren van crotamitin in de referentiestof zitten: ook een referentiestof kan niet 100% zuiver zijn.
Van de andere nevenpieken onder test(a) moeten die met een oppervlak van minder dan 0,02 * 17171 = 343 niet in de beschouwing betrokken worden. Blijven dus over de pieken bij 220 s, 409 s en 665 s met een totaal oppervlak van 8882+5243+3790 = 17915. Dit oppervlak is kleiner dan de som van de oppervlakken van de pieken voor de isomeren Z en E onder ref(c) = 3143+17171 = 20314, voldoet.
Vraag 11 (zware metalen)
Zie dictaat. Bij de kortstondige verwarming ontleedt het thioacetamide-reagens, waarbij sulfide-ionen ontstaan die met zware metalen een (meestal) bruin-achtig neerslag geven. Als referentie (model-ion) gebruikt men lood-ionen. De referentie-oplossing moet t.o.v. een blanco duidelijke gekleurd zijn, de testoplossing mag hoogstens dezelfde kleurintensiteit vertonen als de referentie.
Vraag 12 (arseentest)
Zie dictaat. Zink dient voor de reductie van het te bepalen arseen tot het vluchtige AsH3, dat vervolgens het mercuribromidepapiertje geel kleurt. De loodacetaatwatten dienen voor het opvangen van H2S, dat ontstaat door reductie van sulfiden die in de reagentia voorkomen. Zwavelwaterstof kan namelijk een soortgelijke reactie geven met mercuribromide.
Vraag 13 (gehalte boven 100%)
Een gehalte dat significant uitkomt boven de 100% "kan niet bestaan". De mogelijkheden waarop hier gedoeld wordt hebben dus betrekking op een verkeerde identiteitsvaststelling. Men komt op een "te hoog" gehalte als de verbinding met de "verkeerde" identiteit op dezelfde manier bepaald kan worden, doch een lagere Mr heeft dan de bedoelde stof. De eerste mogelijkheid: echt een verkeerde identiteit. Tweede mogelijkheid: wel de juiste verbinding, doch in werkelijkheid een geringer aantal moleculen kristalwater dan het nominale aantal.
Een derde mogelijkheid houdt eveneens verband met (gedeeltelijk) verkeerde identiteit: significante hoeveelheid verontreiniging die meebepaald wordt en een lager reactiegewicht heeft dan de hoofdcomponent. (Zo'n verontreiniging zal meestal gevonden worden bij een der zuiverheidstests.)
Wie nog iets anders bedenkt, wat dan ook, moet wel een degelijke toelichting geven.
18 oktober 2001
Staf Farmaceutische Analyse 5e-jaar