Aus dem II. Chemischen Laboratorium der Universit~t Wien.

Zur Mikrobestimmung yon Hydrochloriden, Hydrobromiden und Jodmethylaten organischer Basen.

Von

G. Kainz und M. P~hm.

(Eingelangt am 6. M~irz 1950.)

Bisher wurde das ionogen gebundene Halogen in Hydroehloriden, Hydrobromiden und Jodmethylaten yon organisehen Basen, insbesondere yon Alkaloiden und deren Abbauprodukten direkt gravimetrisch - - ohne vorhergehende ZcrstSrung der organisehen Substanz - - bestimmt. Trotz guter Resultate beansprueht die gravimetrische Bestimmung viel Zeit, weshalb eine direkte argentometrische Bestimmung - - direkte Titration des gelSsten Halogenids - - bei den bekannten Vorteilen volumetriseher Methoden wfinsehenswert war. Auch mul~te eine solehe Methode im lViikrom&]stab durehffihrbar sein, da yon obigen Substanzen oftmals nur Mikromengen fiir die Analyse entbehrlieh sind.

Angaben fiber ein diesbezfigliches Mikroverfahren liegen lediglich yon Uyeo und Salcamoto 1 vor. I m M a k r o m ~ s t a b wurden aueh einige Hydro- chloride yon Bambach und Rider 9" titriert. Da wir eine geeignete 1gil~ro- methode suehten, haben wir uns vorerst mit der Arbeit der japanischen Autoren 1 beseh~ftigt, die fiir die Mikrotitration organiseher Halogenide Bromphenolblau bzw. Eosin vorschlagen. Bei Verwendung dieser Indi- katoren bei Halogensalzen verschiedener Basen kamen ~ r jedoch zu dem Ergebnis, dal~ diese Indikatoren nieht allgemein, sondern nur in beschr~nk- tern Umfang verwendbar sind*.

* Bromphenolblau als Indikator bei Hydrochlorid¢n liefert wohl in einigen F~llen gute Resultate, versagt jedoch oft g~nzlich, u. a. bei Benzidindihydro- chlorid, Piperidylbu~tersaurehydrochlorid und Glycylglycinhydrochlorid. Als weiterer l~achteil kommt hinzu, dal3 der Endpunkt bei Stellung der Silber- nitratlSsung mit KC1 unter den bei einer Mikrotitration vorliegenden Ver- diinnungen nicht mehr mit der Sch~rfe zu erkennen Jst, wie ftir eine Titer- stellung notwendig w&re. Bromphenolb]au ist n~mlich, worauf schon I . M. Koltho]] 8 bei Titrationen im lgakroma~stab hinweist, eigenttimlieherweise bei anorganischen Alkalisalzen weniger brauchbar als bei den yon ihm an-

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190 G. Kainz und M. P6hrn:

Wie erwahnt, wurden auch einige organisehe Hydroehloride im Makro- mM~stab yon Bambach und Rider 2 unter Verwendung yon Diehlorfluores- cein bestimmt. Dieser Indikator wurde zuerst yon Koltho]], Lauer und Sunde 4 vorgeschlagen und bei anorganischen Salzen sowohl fiir Chlor- wit auch fiir Brom- und Jodbestimmungen verwendet. Leider waren die Versuchsbedingungen yon den amerikanisehen Autoren 2 nieht so ange- geben, dab der Versuch einer sofortigen (3bertragung veto Makro- in den MikromaBstab mSglieh gewesen ware. Auch war dieser Indikator nur bei einigen Hydrochloriden (pharmazeu~isehen Praparaten) erprobt.

Wir haben uns daher mit der Ausarbeitung einer allgemein anwend- baren Arbeitsvorsehrift ffir eine Mikrotitration organiseher Halogenide befal3t. Dabei kamen wir zu folgendem Ergebnis: Von samtlichen yon uns gepriiften Adsorptionsindikatoren erwies sich Diohlorfluoreseein welt- aus am geeignetsten, doch ist eine Mikrobestimmung, falls sie allgemein anwendbar sein sell, erst bei Einhaltung gewisser Arbeitsbedingungen

m5glieh. So mul3 die Titration in 96~oigem Athylalkohol erfolgen. Je mehr Wasser die LSsung beim Erreiehen des Xquivalenzpunktes enthalt, desto unseh~rfer wird im allgemeinen der Farbumsehlag. In wal3riger LSsung ist in vielen Fallen, wie z. B. bei Benzidindihydroehlorid, Eme- tindihydroehlorid u. a. iiberhaupt kein Endpunkt festzustellen. Andere organische LSsungsmittel, wie Aeeton oder Methylalkohol, haben sich nieht so gut bewahrt.

Weiters ist fiir die Seharfe des Farbumsehlages ein optimMes pH notwendig. Betont sei, dal~ diese Bedingung bei Mikrobestimmungen besonders exakt erfiillt sein muB, damit der Farbumsehlag auch bei Titration mit 0,01 bzw. 0,005 n LSsungen spontan erfolgt. Unsere Mes- sungen ergaben einen optimMen pmBereieh yon 6,3 bis 7,0 in alkoholischer LSsung. Ist die LSsung zu sauer, so wird die Konzentration der vom Silberhalogenid adsorbierten Farbstoffanionen so gering, dal3 am Xqui- vMenzpunkt nur eine ganze sehwache Farbanderung wahrzunehmen ist, wahrend in schwaeh alkaliseher LSsung der Umsehlag durch die starke Fluoreszenz der LSsung iiberdeek~ wird. Experimentell zeigte sieh nun, daI~ Diehlorfluoresoein in alkoholischer LSsung in diesem pE-Bereieh aueh Ms Saure-Base-Indikator umschlagt. Wahrend namlieh in saurer

gef~hrten Chlorhydraten von Alkaloiden, was sich naturgem~iI~ im Mikro- mal~stab noch ungtinstiger auswirkt. I)asselbe Ergebnis zeigte sich auch bei der ~V[ikrobestimmung organischer Hydrobrom5de mit Eosin, we in einigen yon uns untersuehten F~llen kein ausgepr/~gter Farburnschlag, sondern nut ein allm~ihlieher Farbfibergang yon Rosa auf Rot erfolgte. Hiebei scheint die den Farbumschlag bedingende Adsorption des Eosins an das Silber- halogenid dutch den organisehen Rest gest6rt zu werden, denn im allge- meinen ist der Farburnsehlag der Adsorptionsindikatoren bei Titration or- ganiseher I-lalogenide welt schw/icher als bei anorganischen ialogensalzen und daher oft fiir eine titrimetrisehe Bestimmung unbrauehbar.

Mikrobestimmtmg v. I-Iydrochloriden, I-Iydrobromiden u. J odmethylaten. 19i

Mkoholischer LSsung Entf~rbung eintritt, wird bei Zugabe yon NaOH mit ziemlich scharfem Umschlag jener Punkt erreieht, wo wieder Fluores- zenz auftritt . Da die organisehen Hydroehloride, Hydrobromide und Hydrojodide stets sauer reagieren, mug die LSsung vor der Titration auf das oben angefiihrte optimale pE gebraeht werden. An sich k6nnte dies aueh dureh Zusatz yon Lauge erreicht werden, doch wirkt sieh bereits ein geringer l~bersehul~ an Lauge naehteilig aus. Viel zweekmiil3iger ist es, mit Eisessig-Natriumaeetat-LSsung abzupuffern, bis Fluoreszenz auf- tritt . Hiezu erwies sich ein Puffergemisch, das beztiglich CIt3COOH und CH3COONa 0,1 n war, am geeignetsten 5.

Naeh dieser Methode HeB sieh das Halogen in allen yon uns unter- suehten Hydroehloriden, Hydrobromiden und Jodmethyla ten organischer Basen bestimmen.

N o t i z zur j o d o m e t r i s c h e n B e s t i m m u n g y o n J o d m e t h y l a t e n .

Prinziloiell w~re auch eine jodometrische Bestimmung des Jodions in Jodmethylaten m6glich, indem das Jodion mittels Brom in Eisessig-Natrium- acetat zu Jodat oxydiert wird, das dann auf iibliche Weise bestimmbar ist. Wie sich experimentell gezeigt hat, lassen sich damit in vielon Fgllen aus- gezeichnete Ergebnisse erzielen, doch war es bei einigen Jodmethylaten yon Alkaloiden, wie Cytisin, Oxylupanin u. a., infolge yon Sekundgrreaktionen yon Produkten, die dutch geaktion des Broms mit dem Alkaloid bedingt erscheinen, unmSglich, brauehbare Werte zu erhalten, wahrend auf argento- metrischem Wege stets gute Resultate erzielt wurden.

Experimenteller Toil.

Reagenzien: AgNO~-L6sung, 0,01 n ffir Chlorid, 0,005 n ffir Bromid und Jodid. Stellung mit KC1 bzw. KBr, das bei 500 ° ge- trocknet wurde.

Z4"thylalkohol (96% ig).

Dichlor/luorescein, 0,1 g in 100 ml 70%igem Alkohol, mi t 2,5 ml 0,1 n NaOH versetzt.

Pu//erl6sung, 0,1 n bez. Eisessig und Natriumacetat .

Aus/iihrung der Bestimmung: Ffir die Chlorbestimmung werden zirka 3 bis 4 mg~ ffir die Brombest immung bis zu 5 mg und fiir die Jodbestim- ' mung bis zu 7 mg Substanz benStigt. Die eingewogene Probe wird in 5 bis 10 ml 96~oigem Xthylalkohol gelSst; wenn hiezu erw~rmt werden muB, ist die LSsung vor der Titration auf Zimmertemperatur abzukiihlen. Naeh Zugabe yon 2 bis 3 Tropfen IndikatorlSsung wird, falls der Indikator yon der LSsung entf~rbt w~rde, tropfenweise Puffergemisch bis zum Wieder- auftreten der Fluoreszenz zugeffigt (moist 2 bis 3 Tropfen) und mit 0,01 bzw. 0,005 n AgNOa-LSsung titriert. Das Sflbcrhalogenid flockt nicht aus, sondern bleibt kolloidal in LSsung. In der N£he des ~quivalenzpunktes

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f~rbt jeder Tropfen deutlich rosarot. Der Farbumschlag auf Rosarot wird in der ganzen L6sung wahrgenommen und is$ sehr scharf.

Im nachfolgenden sind einige Beleganalysen angefiihr~. Die Sub- s~anzen wurden aus verschiedenen Alkaloidgruppen und deren Abbau- produkten ausgew~hlt*. Die oftmals hygroskopischen Substanzen wurden in fiblicher Weisc getrockne~ und mittels eines Lieb-Krainick-R6hrchens

rait Kappenschliff eingewogen. Fehlergrenze der Bestimmung: 0,2% fiir CI' und Br', 0,3% ffir J ' .

Substanz

Brucinhydrochlorid . . . . . . Papaverinhydrochlorid . . . Yohimbimhydroehlorid . . . Emetindihydrochlorid . . . . 3,5-Dimethylpiperidyl-

(2)-buttersgnrehydro- chlorid . . . . . . . . . . . . . . .

Benzidindihydrochlorid . . . Dime~hoxybenzo-me~hylin-

dolizidinhydrochlorid...

Collidinhydrobromid . . . . . Papaverinhydrobromid . . . Brucinhydrobromid . . . . . . Oxylupaninhydrobromid.. Cytisinhydrobromid . . . . . .

Oxysparteinjodmethylat .. Cyclohexanol-dipiperidyl-

dij odmethyla~ . . . . . . . . . Oxylupaninj odmethylat. . . Dijodmethy]at yon Dihy-

dro-des-N-dime~hyl-te~ra- hydrodesoxycy~isin . . . . .

~ormel

C23I-I2604N2. tIC1 C2oi-I2104N. I-IC1 C21H2603N2. HC1 C29H400~N 2 . 2 t-IC1

CllH~lO~N. I-IC1 CI~HI~N ~. 2 ttC1

C15H~lO~N. HC1

CsHnN. HBr C~0I-I~IO~N. I-IBr C2aHeaOaN ~ . HBr C15H2aO~N 2 . HBr CllH14ON2. HBr

C 1 5 H 2 4 O N e . CI-Ia J

ClsH~00N ~. 2 CH~J C15H~O~N 2 . CI-I3 J

C13H2~N ~ . 2 CH3J

% Halogen

Berechnet

8,23 9,44 9,06

12,82

15,04 27,57

12,50

39,55 19,02 16,82 23,15 29,48

32,53

46,13 31,24

51,33

Gefunden

8,12 8,10 9,37 9,39 9,13 8,97

12,74 12,82

15,04 15,06 27,66 27,72

12,45 12,47

39,57 39,50 19,19 19,12 16,76 16,87 23,08 23,12 29,53 29,47

32,44 32,68

45,97 45,97 31,20 31,17

51,12 51,30

Zusammenfassung.

Es wird ein mikro~nalytisches Verfahren beschrieben, um Hydro- chloride, Hydrobromide und Jodmethylate yon organischen Basen, ins- besondere yon Alkaloiden und deren Abb~ulorodukten direkt argento- metrisch titrieren zu k6nnen. Die Titration erfolgt in 96%igem ~thyl- alkohol bei einem optimalen pj~. Dichlorfluorescein wird als Indikator sowohl bei dcr Fallungs~itration als aueh bei der Einstclhmg des opti- malen p~ verwendet.

* Fiir die Uberlassung yon Testsubstanzen danken wir den Herren Do- zenten Dr. F. Galinovsky und Dr. M. Pailer.

Mikrobest immung v. Hydroehloriden, Hydrobromiden u. Jodmethyla ten . 193

Summary.

A mieroanalytieM procedure is described which permits the direct argento- metric t i t ra t ion of the hydroehlorides, hydrobromides and methyl iodide addi t ion compounds of organic bases, par t icular ly alkaloids and their de- gradat ion products. The t i t ra t ion is carried out in 96o/o alcohol a t an opt imal ~ . Diehlorfluoreseein serves as indicator both in the precipi tat ion t i t ra t ion and in the establ ishment of the opt imal pH.

Rdsum~. L'au teur d6erit un proc6d6 mieroanalyt ique do t i t rage argentom6trique

dos chlorhydrate , bromhydra te , iodom6thylate de bases organiques. Cette technique est appliquable on part icul ier aux alcaloides et k leurs produits de d6gradation. Le t i t rage a lieu dans l 'aleool 6thylique /~ 96% ameng ~ un pH opt imum. La diehlorofluoresceine sert d ' indieateur de pr6eipitat ion en m~me temps que pour 6tablir le pH ngeessaire.

Literatur.

1 Uyeo, Sh. und S. Sakamoto, J. Pharmac. See. J a p a n 58, 212 (1938); siehe auch Chem. Zbl. 1939 I, 2651.

2 Bambach, K. und T. H. Rider, Ind. Engng. Chem., AnMyt. Ed. 7, 165 (1935); siehe auch Z. anMyt. Chem. 105, 55 (1936).

a KolthoJJ, I . M., Z. analyt . Chem. 71, 235 (1927). KolthoJ], I. M., W. M. Lauer & C. J. Sunde, J. Amer. Chem. Soc. 51,

3273 (1929). 5 (Yber EMK-5~essungen yon Mkoholisehen Acetatpuffern siehe u. a.

A. Thiel und D. Greig, Z. physik. Chem., Abt . A 172, 275 (1934).