Главная База знаний "Allbest" Медицина Спектрофотометрия в фармакопейном анализе

Спектрофотометрия в фармакопейном анализе

Понятие оптических методов анализа и их классификация. Некоторые элементы теории поглощения света. Спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областях. Методика спектрофотометрических измерений. Применение спектрофотометрии в фармакопейном анализе.

Рубрика Медицина
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 21.08.2011
Размер файла 858,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Трудности, возникающие при дифференциальных измерениях, обусловлены тем, что при сильном поглощении в обоих лучах (изучение структурных особенностей) этот метод может быть исключительно полезным.

Глава 4. Применение спектрофотометрии в фармакопейном анализе

оптический анализ спектрофотометрия измерение

4.1 Испытание на подлинность органических лекарственных веществ спектометрией в ультрафиолетовом спектре

Спектрофотометрия в ультрафиолетовой области является одним из основных общих методов анализа лекарственных веществ и их препаратов, включенных в любую современную фармакопею.

Установление зависимости между строением веществ и их электронными спектрами является сложной проблемой, рассмотрение которой находится вне пределов данной работы. Следует, однако, остановиться на некоторых закономерностях, определяющих характер спектров.

Поглощение в ультрафиолетовой и видимой частях спектра обычно связывают с наличием в молекуле вещества определенных групп -- хромофоров. К ним относятся двойные и тройные углеродные связи, карбонильная, карбоксильная, азо-, нитро- и другие группы. Известно также, что некоторые группы, не являясь хромофорными, увеличивают интенсивность окраски вещества -- такие группы называют ауксохромными, или ауксохромами. Типичными примерами ауксохромов могут быть гидроксильная и аминогруппы.

Влияние различных заместителей на характер поглощения удобно наблюдать при рассмотрении спектров простых молекул. Интерпретация спектров органических веществ, имеющих сложное строение, затруднена ввиду присутствия в молекуле более чем одной хромофорной и ауксохромной группы. Часто определенные группы хромофоров проявляются спектрально как единый комплекс. Так, например, структура бензола имеет характерные полосы поглощения при 200 и при 255 нм.

Если введение новой группы в молекулу вещества не затрагивает имеющиеся хромофорные структуры, то не произойдет какого-либо значительного изменения спектра. Поэтому ряд фармакопейных веществ (фенамин, эфедрин и лидол) имеют типичную полосу поглощения бензола при 257 нм.

При введении в бензольное ядро фенольной группы полоса поглощения смещается к области 280 нм, где особенно возрастает влияние растворителя, так как имеется возможность образования ауксохрома в виде -- ОН (кислая и нейтральная среда) или О- (щелочная среда). Типичными примерами одноатомных фенолов являются морфин и эстрадиол, и двухатомных фенолов -- адреналин и изопреналин.

Интенсивное поглощение многих кетостероидов полностью зависит от сопряженной системы колца А. Остальные группы в молекуле не оказывают влияния на характер спектра. Поэтому ряд стероидов (преднизон, преднизолон, прогестерон, дезоксикортикостерон, гидрокортизон, кортизон и метилтестостерон) имеет подобный спектр с максимумом около 240 им.

Производные барбитуровой кислоты проявляют максимум при рН 7 вследствие возникновения хромофорной группы

Для идентификации неизвестного вещества в органической аналитической химии спектр исследуемого вещества обычно сравнивают с полученным при тех же условиях спектром вещества, строение которого известно.

Установление подлинности вещества по ультрафиолетовому спектру является ценным дополнением к химическим и физико-химическим методам фармакопейного анализа. Далее мы рассматриваем некоторые случаи поглощения в ультрафиолетовой области, используемые рядом фармакопей для определения подлинности органических лекарственных веществ.

Указание длин волн при максимумах поглощения является лишь ориентировочной характеристикой, так как не дает возможности судить о виде спектра.

0,002% раствор препарата в 0,01Н растворе соляной кислоты в области от 220 до 350 нм имеет максимум поглощения около 251 нм (Имизин, ГФХ).

В данном случае, очевидно, следует или целиком промерить указанную область, что при отсутствии регистрирующего прибора требует значительного времени, или сделать ряд измерений в области, близкой к 251 нм, например ±10 нм, и установить максимум.

Чаще приводят максимумы и минимумы при определенных длинах волн и соответствующие величины поглощения.

Ультрафиолетовый спектр раствора в 0,1Н соляной кислоте имеет два максимума -- при 241 нм и при 291 нм, поглощение 0,001% раствора при толщине слоя 1 см при 241 нм, около 0,50 и при 291 нм, около 0,67. (Антазолина гидрохлорид, Международная фармакопея, Второе издание).

Иногда величину поглощения выражают в виде удельного показателя поглощения, Е (1%, 1 см).

Удельный показатель поглощения, Е (1 %, 1 см), при длине волны 278 нм 290--305 (0,002% водный раствор) (Левомицетин, ГФХ).

Если кривая поглощения изменяется в зависимости от pH раствора, указывают значение pH, при котором проводится измерение.

Ультрафиолетовый спектр раствора в фосфатном буфере, pH 7,5, имеет максимум только при 252 нм, поглощение 0,0005 раствора при толщине слоя 1 см около 0,4 (Сульфафуразол, Международная фармакопея, Второе издание).

Раствор в 0,01 н. едком натре имеет максимум при 326 нм, Е (1%, 1 см) -- около 65, и минимум при 294 нм, Е (1%, 1 см) -- около 35.

Раствор в смеси 10 объемов 0,1Н соляной кислоты и 40 объемов 95% спирта, доведенных водой до 100 мл, имеет максимум при 300 нм, Е (1%, 1 см) -- около 50, и минимум при 275 нм, Е (1 %, 1 см) -- около 40 (Левотироксин-натрий, Скандинавская фармакопея).

Некоторые фармакопеи вместо абсолютных величин поглощения принимают отношение адсорбции при максимуме к абсорбции при минимуме, что дает возможность до некоторой степени судить о наличии поглощающих примесей.

0,001 % раствор препарата в 0,1Н растворе едкого натра имеет максимумы поглощения при 256, 283 и 365 нм. Отношение D при 256 нм к D при 365 нм составляет 2,8-3,0 (Фолиевая кислота, ГФХ).

Для феноксиметилпеннцииллина по той же фармакопее проводят измерение следующим образом.

Около 0,1 г препарата (точная навеска) растворяют в 4 мл 5% раствора гидрокарбоната натрня, разводят водой до 500 мл и определяют оптическую плотность (D) при длине волны 268 нм и при длине волны 274 нм в кювете с толщиной слоя 1 см. Контрольным раствором служат 4 мл 5% раствора гидрокарбоната иатрия, разведенные водой до 500 мл.

Отношение D при длине волны 268 нм к D при длине волны 274 им должно быть не менее 1,21 и не более 1,24.

В случае стандарта идентификация веществ сводится к сравнению двух спектров поглощения, полученных при одних и тех же условиях.

Ультрафиолетовый спектр 0,0005% раствора в спирте имеет максимумы и минимумы яри тех же длинах волн, что н раствор стандарта, одинаковой концентрации и одновременно измеренный; соответствующие величины поглощения, рассчитанные на сухое вещество, при максимуме поглощения около 281 нм не отличаются более чем на 3% (Эгинилэстрадиол, Фармакопея США XVII).

Последний метод обеспечивает наиболее достоверные результаты и должен быть рекомендован для фармакопейных испытаний на подлинность.

4.2 Испытание на чистоту спектометрией в ультрафиолетовом спектре

Метод спектрофотометрии в ультрафиолетовой области успешно используется как для идентификации и количественного определения, так и в испытаниях на чистоту.

Применение ультрафиолетовой спектрофотометрии для проверки доброкачественности фармакопейных препаратов является наиболее ценным в случаях, когда примеси или продукты разложения поглощают в области, отличной от исследуемого вещества. Таким образом определяют содержание адреналона, имеющего максимум при 310 им, в адреналине, максимум поглощения при 278 нм.

Указываемые в фармакопейных статьях величины поглощения, определяющие предельное содержание примеси как «не более...», устанавливаются эмпирическим путем.

3-оксифенилтриметиламмоний бромид, сопутствующий йеостигмину бромиду, имеет максимум при 294 нм.

Поглощение 0,05% раствора в 0,1М карбонате натрия при 294 нм не более 0,03 -- предел содержания 3 мг на 1 г (Неостнгмнн бромид, Скандинавская фармакопея).

Аналогично определяется содержание гитоксина в дигитоксине по Международной фармакопее Второго издания.

Растворяют около 5 мг препарата (точная навеска) в 1 мл метилового спирта и доводят глицерином или концентрированной соляной кислотой до объема 25 мл. Поглощение этого раствора после часа стояния при 352 нм около 0,28 (не более 5%).

Предел содержания поглощающих примесей может быть установлен по величине отношений абсорбций при различных максимумах. При анализе циаиокобаламина по Государственной фармакопее X издания определяют оптическую плотность (D) раствора, приготовленного для количественного определения в кювете с толщиной слоя 1 см при длинах волн 278, 361 и 548 нм.

Отношение D при 361 нм к D при 548 нм должно быть от 3,0 до 3,4.

Отношение D при 361 нм к D при 278 нм должно быть от 1,7 до 1,88.

Изучение ультрафиолетовых спектров является ценным при испытаниях на чистоту и при исследованиях стабильности лекарственных средств, если изменения в характере спектра позволяют судить об изменениях и превращениях вещества.

4.3 Количественное определение спектометрией в ультрафиолетовом спектре

Спектрофотометрия в ультрафиолетовой области широко используется для количественного определения лекарственных веществ и их препаратов и включена во все современные фармакопеи.

Идеальное вещество для таких измерений должно иметь четко выраженную полосу поглощения с широким максимумом (для уменьшения ошибки за счет ширины щели) и со значительной величиной поглощения при максимуме.

Чувствительность анализа определяется в основном способностью вещества поглощать свет и выражается, как было указано выше, молярным коэффициентом поглощения. Предельные концентрации веществ, анализируемые при помощи спектрофотометрии, как правило, меньше, чем при обычных и потенциометрических титрованиях или весовых измерениях, что и объясняет тот факт, что спектрофотометрия используется при определении небольших количеств веществ.

Основным условием для количественного анализа является соблюдение закона Ламберта -- Бера в пределах указанных концентраций. Для проверки соответствия закону строят график зависимости: поглощение -- длина волны, если все точки лежат на прямой -- закон выполняется. Точность метода будет зависеть от наклона прямой: чем больше наклон, тем выше точность.

По другому способу рассчитывают фактор для каждого стандартного раствора и определяют область концентраций, в пределах которой величина D/С остается постоянной.

Известны два принципиально различных способа спект- рофотометрических количественных определений. По одному из них содержание вещества рассчитывают на основании предварительно вычисленной величины поглощения. Чаще всего в таких .случаях используется значение Е (1%, 1 см) и закон Ламберта -- Бера принимает следующую форму:

Британская фармакопея 1968 г. приняла этот метод определения как для лекарственных веществ, так и для лекарственных форм.

Растворяют около 10 мг (точная навеска) в безводном спирте и доводят спиртом до 100 мл, разводят 5 мл полученного раствора до 50 мл безводным спиртом и измеряют поглощение полученного раствора в кювете с толщиной слоя 1 см при 240 им Е (1%, 1 см) для С20Н30О2 при максимуме около 240 нм -- 535 (Метилтестостерэн).

Государственная фармакопея СССР X издания следующим образом рекомендует определять кортизона ацетат в таблетках.

Около 0,1 г (точная навеска) порошка растертых таблеток помещают в мерную колбу емкостью 100 мл с притертой пробкой, прибавляют 60--70 мл 95% спирта и растворяют при легком подогревании на водяной бане прн помешивании в течение 10--15 минут. По охлаждении раствор доводят до метки 95% спиртом, хорошо перемешивают и дают отстояться в течение часа. Не взмучивая осадка, 5 мл раствора переносят в другую мерную колбу емкостью 100 мл и доводят тем же спиртом до метки. Измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 238 нм в кювете с толщиной слоя в 1 см. В контрольную кювету помещают спирт.

Содержание кортизона ацетата в граммах вычисляют по формуле:

где D--оптическая плотность испытуемого раствора;

390 -- удельный показатель поглощения кортизона ацетата Е (1%, 1 см) при 238 нм;

а -- навеска препарата в граммах;

б -- средний вес таблетки в граммах.

Количественное определение по описанному выше методу подвергается постоянной критике. Основной причиной для этого является общеизвестный факт, что различные спектрофотометры (даже различные приборы одной и той же модели и одного производства) дают значительные отклонения по величине поглощения для одного и того же стандартного раствора.

Более правильным способом является сравнение поглощения испытуемого вещества с поглощением стандартного образца, определенного в тех же условиях. Таким образом достигается наибольшая точность, так как при этом учитываются многочисленные факторы, влияющие на спектрофотометрические измерения, как, например, установка длины волны, ширина щели, поглощение кюветы, поправки на поглощение растворителя и т. д.

Многие методы физико-химического анализа лекарственных средств связаны со сравнительной оценкой испытуемого препарата по отношению к веществам, химический состав которых отличается постоянством и может быть установлен с необходимой точностью. Такие вещества называют стандартными образцами. Выражение «стандарт» особенно часто применяется в биологических методах анализа. Однако в связи с тем, что термин одновременно применяют и для обозначения технической документации (ГОСТ), представляется более правильным называть все вещества, используемые для сравнения при определении качества, стандартными образцами.

Как вытекает из самого определения, вопросы чистоты вещества приобретают основное значение при разработке стандартных образцов. Некоторыми фармакопеями (Фармакопея США XVII) во всех случаях качественного или количественного спектрофотометрического определения рекомендуются специально приготовленные стандартные образцы, в связи с чем общее число таких веществ в Фармакопее США превышает 150. Однако число специально приготовленных стандартных образцов может быть ограничено за счет использования в качестве их веществ, отвечающих требованиям фармакопеи. Некоторые интересные принципиальные положения в этом отношении приняты Государственной фармакопеей СССР X издания, Международной фармакопеей Второго издания и Скандинавской фармакопеей.

В частности, при количественном спектрофотометрическом определении индивидуальных веществ эти фармакопеи рекомендуют применять специально приготовленные стандартные образцы. При расчете количественного содержания определяемого вещества по ГФХ и Международной фармакопее, если нет специального указания, стандартный образец принимают за 100%; по Скандинавской фармакопее учитывают фактическое содержание чистого вещества в стандартном образце, что, по-видимому, следует делать лишь при содержании чистого вещества ниже 97, например при анализе некоторых витаминных препаратов.

Следующий текст используется в статьях X издания Государственной фармакопеи при анализе индивидуальных веществ.

Измеряют оптическую плотность 0,001 % раствора препарата в 95% спирте на спектрофотометре при длине волны 241 нм в кювете с толщиной слоя 1 см. Повторяют такое же измерение с 0,001% раствором стандартного образца прегнина.

Содержание прегнина в процентах (X) вычисляют по формуле:

где D1 -- оптическая плотность испытуемого раствора; D0 -- оптическая плотность раствора стандартного образца; С1 -- концетрация испытуемого раствора; С0 -- концентрация раствора стандартного образца.

Содержание С21Н28О2 в препарате должно быть не менее 97% и не более 103,0% (Прегнин).

При количественном определении лекарственных форм, если нет специальных указаний, стандартным образцом служит вещество, отвечающее всем требованиям фармакопеи. При расчетах стандартный образец принимают за 100%. По Международной фармакопее при спектрофотометрическом анализе лекарственных форм в качестве стандартного вещества применяют вещество, определяемое по фармакопее объемным, весовым или другими, но не спектрофотометрическими методами. Так как в ряде случаев этого требования может быть недостаточно, во Второе издание Международной фармакопеи включена оговорка о возможном применении для анализа лекарственных форм специального стандартного образца.

Методика количественного определения дипрофиллина в таблетках дипрофиллина по ГФХ.

Около 0,12 г (точная навеска) порошка растертых таблеток помещают в мерную колбу емкостью 100 мл, прибавляют небольшое количество воды, доводят объем раствора водой до метки, перемешивают и фильтруют, 1 мл фильтрата переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят объем раствора водой до метки и измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 273 нм в кювете с толщиной слоя 1 см.

Параллельно проводят измерение оптической плотности раствора стандартного образца дипрофиллина.

Содержание дипрофиллина в одной таблетке в граммах (X) вычисляют по формуле:

где D1 -- оптическая плотность испытуемого раствора;

D0 -- оптическая плотность раствора стандартного образна;

а -- навеска в граммах;

б -- средний вес таблетки в граммах.

Содержание С10Н14О4 должно быть 0,19--0,21, считая на средний вес одной таблетки.

Примечание. Приготовление раствора стандартного образца дипрофиллина. 0,1000 г стандартного образца дипрофиллина растворяют в воде в мерной колбе емкостью 100 мл и доводят объем раствора водой до метки. 1 мл полученного раствора переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают.

1 мл раствора стандартного образца содержит 0,01 мг дипрофиллина.

Расчет содержания вещества по стандартам не представляет особых трудностей. Как правило, построение калибровочного графика не является необходимым, так как ультрафиолетовые измерения, выполненные на современных приборах, практически всегда следуют закону Ламберта -- Бера и одно измерение стандартного и исследуемого вещества обеспечивает точные результаты. При текущем анализе желательно время от времени проверять поглощения стандартных растворов для предотвращения ошибки вследствие неожиданных изменений характеристики спектрофотометра.

Необходимо упомянуть способ расчета, принятый Скандинавской фармакопеей. Содержание вещества в испытуемом препарате определяют по формуле:

,

где q -- концентрация стандарта в миллиграммах на 100мл раствора;

b -- процентное содержание чистого вещества в стандарте;

р -- концентрация испытуемого вещества в милиграммах на 100 мл;

К1 -- разница в поглощении стандартного раствора, измеренного к контрольному раствору;

К2 -- разница в поглощении стандартного раствора, измеренного к испытуемому раствору.

Второе издание Международной фармакопеи не указывает способа расчета содержания вещества.

Рассчитывают содержание вещества по величине поглощения, полученной со стандартным образцом, определенной при условиях опыта.

Рассмотренные до сих пор методы спектрофотометрических количественных определений относились к анализу одного компонента при условии отсутствия поглощающих примесей в области максимума и при условии, когда расчет поправки на дополнительное поглощение не представляет специальной проблемы.

Однако поправку на примеси следует определять, если спектрофотометрически анализируются природные извлечения или сложные смеси. Существует несколько способов установления поправок в зависимости от характера кривой поглощения и примесей.

Один из (них, известный под названием способа Мортон -- Стаббса, используется в фармакопейном определении ретинола (витамина А). Линейная зависимость содержания поглощающих примесей по отношению к длине волны является основным условием для расчета поправки по способу Мортон -- Стаббса. Поглощение измеряют в трех точках спектра таким образом, что второе измерение приходится на максимум поглощения. Остальные величины поглощения при двух длинах волн равны между собой и составляют определенную часть поглощения при максимуме; эта последняя рассчитывается по результатам, полученным для чистого вещества.

Метод спектрофотометрического определения витамина А рекомендован Международным союзом теоретической и прикладной химии в 1956 г. и принят большинством фармакопей.

Метод. Все процедуры должны проводиться быстро, насколько это возможно, следует принимать меры во избежание воздействия света и окислительных агентов.

Так как положение максимума поглощения является важным критерием и поправочные уравнения требуют измерений при точных длинах волн, необходимо, чтобы шкала длин волн спектрофотометра была проверена немедленно перед определением. Ртутные линии при 313,16 и 334,15 нм являются подходящими точками и для удобства настройка прибора по этим линиям может быть связана с его настройкой по водородным линиям при 379,7 и 486,1 нм. Точность исправленного поглощения значительно ниже, чем три непосредственно измеренных поглощения, из которых оно рассчитывается; следовательно, измерения требуют особой осторожности и следует проводить не менее двух количественных определений.

Витамин А в форме эфира. Образец, нерастворимый непосредственно В циклогексане, может быть обработан экстракцией или другими средствами, не связанными с омылением. Если это невозможно, поступают так, как описано в разделе «Другие формы витамина А».

Растворяют точно взвешенное количество образца или приготовленного извлечения в достаточном количестве цик- логексана для получения раствора с содержанием от 9 до 15 Международных единиц в миллилитрах. Определяют длину волны максимума поглощения. Измеряют поглощения при длинах волн, приведенных в табл. 2, и рассчитывают их как отношение к поглощению при 328 нм.

Таблица 2

Относительное поглощение при разных длинах волн

Длина волны (в нм)

Относительное поглощение

300

0,555

316

0,907

328

1,000

340

0,811

360

0,299

Рассчитывают также поглощение при 328 нм в виде Е(1%, 1 см) или в виде «а» -- поглощаемость.

Если максимум поглощения лежит между 326 и 329 нм и наблюдаемые относительные поглощения находятся в пределах 0,02 от указанных в таблице, определяют активность образца в Международных единицах и в граммах по формуле:

Е(1%, 1 см)328 * 1900.

Если максимум поглощения лежит между 326 и 329 нм, но относительные поглощения не находятся в пределах 0,02 от указанных в табл. 2, рассчитывают исправленное поглощение при 328 нм, применяя найденные показания в уравнении:

А328 (испр.) = 3,52 (2A328 -- А316 -- А340).

Если исправленное поглощение лежит в пределах --15% или +3% неисправленного поглощения, активность рассчитывают по исправленному поглощению.

Если исправленное поглощение лежит вне --15% или +3% неисправленного поглощения или максимум поглощения не приходится на область 326 и 329 нм, образец подвергают анализу, как это описано в разделе «Другие формы витамина А».

Другие формы витамина А. Смешивают точно взвешенное количество образца, содержащего не менее 500 Международных единиц витамина А и не более 1 г жира с 30 мл безводного спирта и 3 мл 50% раствора едкого кали, кипятят с обратным холодильником в течение 30 минут, под током азота, свободного от кислорода, быстро охлаждают и прибавляют 30 мл воды. Переносят гидролизат в делительную воронку с помощью трех количеств, каждое 50 мл, эфира и извлекают витамин А встряхиванием в течение минуты. После полного разделения слоев отбрасывают водный слой и промывают извлечение четырьмя порциями, каждая 50 мл, воды смешивая осторожно во избежание образования эмульсии во время первых двух промываний. Упаривают определенный экстракт до 5 мл и удаляют оставшийся растворитель в токе азота, свободного от кислорода, без применения нагревания. Растворяют остаток в достаточном количестве изопропилового спирта для получения раствора с содержанием от 9 до 15 Международных единиц в 1 миллилитре и измеряют поглощения при 300, 310, 325 и 334 нм. Определяют длину волны максимума поглощения.

Если максимум поглощения лежит между 323 и 327 нм и отношение поглощения при 300 им к поглощению при 325 нм не превышает 0,73, получают исправленное поглощение по уравнению:

A325 (испр.) =6,815 А325 -- 2,555 А310 -- 4,260 А334.

Активность образца в Международных единицах в граммах рассчитывают по формуле:

Е325 (испр.) * 18300,

за исключением случая, когда исправленное поглощение лежит в пределах ±3,0% неисправленного поглощения, исправленным поглощением можно пренебречь, и активность рассчитывают по неисправленному поглощению.

Если максимум поглощения лежит вне области 323 до 327 им или отношение поглощения при 300 им к поглощению при 325 им превышает 0,73, неомыленную часть образца нужно подвергать хроматографированию.

При выполнении спектрофото метрического анализа витамина А следует принимать во внимание, что растворы ретинола исключительно чувствительны по отношению к свету.

В качестве растворителей применяются петролейный эфир, циклогексан, изопропиловый спирт и реже хлороформ. Чаще всего предпочитают циклогексан, так как спектральные различия в области 310 до 315 нм между нео- и транс-витамином А менее проявляются в этом растворителе. Растворители подвергают дополнительной очистке путем перегонки; рекомендуется также проверять их спектральную чистоту в области от 300 до 350 нм.

Согласно ГФХ, содержание ретинола определяют в индивидуальном веществе спектрофотометрически при 326 нм в растворе в абсолютном спирте. Предварительно проводят испытание на поглощающие примеси. Расчет производят принимая 1550 за величину Е (1%, 1 см) для 100% ретинола при длине волны 326 нм.

Фармакопея США XVII указывает, что при условиях определения (поглощение измеряют после омыления) следует ожидать расхождения в данных, полученных различными лабораториями при Р = 0,05 около ±8%.

4.4 Инфракрасные спектры поглощения и их применение для идентификации лекарственных веществ

Оценка инфракрасных спектров поглощения является более сложной, чем ультрафиолетовых, вследствие большого числа полос, что в то же время составляет основу идентификации вещества (рис. 8).

Для интерпретации спектров обычно используют имеющиеся данные о связи между инфракрасными полосами поглощения и структурными элементами молекул. Такие данные сводятся, как правило, в виде корреляционных таблиц-диаграмм.

В области от 2,5 до 6,5 мкм с помощью таблиц по сильному и среднему поглощению можно с определенной точностью идентифицировать определенную функциональную группу. Инфракрасные полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям С--Н, находятся в области 3,3 мкм, для алифатических соединений характерные полосы лежат от 3,3 до 3,7 мкм; для ароматических веществ -- от 3,2 до 3,3 мкм. Свободная гидроксильная группа будет иметь слабую, но четко выраженную полосу при 2,75 мкм, водородная связь значительно увеличит ее интенсивность и вызовет смещение полости до 2,85 или до 3,0 мкм.

Наличие полос валентных колебаний =С -- Н при 3,3 мкм и колебаний в области от 6,1 до 6,25 мкм указывает на присутствие вещества, имеющего структуру ароматического типа. Положение полос поглощения определенной функциональной группы не является постоянным в применении к разным молекулам вследствие влияния соседних атомов и групп. Например, положение карбонила, С = 0, при 5,75--5,8 мкм, характерно для альдегидов и кетонов; при 6,0 -- 6,1 мкм -- для кислот; при 5,75 -- 5,85 мкм -- для эфиров; ангидриды имеют две полосы поглощения: при 4,9 -- 5,05 мкм и при 5,60 -- 5,75 мкм.

Ниже 6,25 мкм, однако, соотношение между характерными частотами диаграммы и наблюдаемыми при опыте частотами не соблюдается, так как в этой области проявляются характеристики не отдельных функциональных групп, а всей молекулы. Это явление объясняется частично тем, что здесь существует много полос для большинства молекул и что нет простого способа установления соответствия полос поглощения определенным колебаниям и положение полос в большей мере подвергается непредусмотренным изменениям. Прежде всего зависимость характера спектра поглощения от строения определенной молекулы может быть связана с фактом, что существуют многие колебания, имеющие приблизительно одинаковую частоту, и что эти колебания взаимодействуют друг с другом.

Область от 8 до 15 мкм носит иногда название области «отпечатков пальцев» (finger print), так как именно эта часть спектра обусловливает уникальность спектра отдельного вещества.

Существует несколько возможностей описания фармакопейных испытаний на подлинность посредством инфракрасных спектрофотометрических измерений.

Прежде всего это издание сборников инфракрасных спектров для веществ, включенных в фармакопею, с тем, чтобы впоследствии эти спектры использовались для сравнения с соответствующим спектром исследуемого вещества. Коллекции инфракрасных спектров постоянно публикуются и расширяются. Описаны спектры стандартных веществ, включенных в Фармакопею США XVI.

Другую возможность представляет указание длин волн, при которых наблюдаются полосы поглощения, и выражение их интенсивности как сильной, средней, слабой и переменной.

Инфракрасные спектры, являясь уникальным средством идентификации вещества, в то же время, как было показано выше, подвержены влиянию многих факторов. Спектры могут быть разными у двух различных спектроскопистов. Качество растворителей, условия приготовления образца для анализа, кристаллические формы вещества составляют краткий перечень факторов, влияющих на спектр. В связи с этим в фармакопейном анализе основным правилом для инфракрасной идентификации является получение спектра стандартного вещества в то же время и при тех же условиях, что и спектр образца, с последующим сравнением двух спектров.

Британская фармакопея 1968 г. и Международная фармакопея Второго издания описывают определение инфракрасного поглощения для установления подлинности стероидов, гликозидов и полусинтетических пенициллинов. В разделе общих методов анализа излагаются методики измерений в виде взвеси и в виде дисперсии со щелочным галоидом.

В Государственную фармакопею X издания впервые включена инфракрасная спектрофотометрия для анализа натриевых солей метициллина и оксациллина и фторотана (галотана).

Инфракрасный спектр препарата имеет те же максимумы поглощения, что и стандартный образец натриевой соли метициллина (Метициллина натриевая соль, ГФХ).

Идентификация органических оснований по инфракрасному спектру в растворе сероуглерода является общим методом Фармакопеи США XVII.

Растворяют 50 мг вещества в 25 мл воды или взбалтывают эквивалентное количество порошка таблеток или содержимого капсул с 25 мл 0,01Н соляной кислоты в течение 10 минут. Переносят жидкость в делительную воронку, фильтруя, если необходимо, и промывая фильтр и остаток небольшими порциями воды. Во второй делительной воронке растворяют 50 мг стандарта в 25 мл воды. Затем каждый раствор обрабатывают следующим образом: прибавляют 2 мл 10% раствора едкого натра и 4 мл сероуглерода и встряхивают в течение 2 минут. Центрифугируют, если необходимо сделать прозрачной нижнюю фазу, и фильтруют ее через сухой фильтр, собирая фильтрат в небольшую колбу с притертой пробкой. Определяют спектры поглощения обоих отфильтрованных растворов без задержки, в кювете 1 мм в области от 7 до 15 мкм в подходящем спектрофотометре, применяя в качестве контрольного раствора сероуглерод. Спектр раствора, полученный из образца, имеет все важнейшие полосы поглощения, что и раствор стандарта. Если спектр образца имеет полосы, отличающиеся от стандарта, образец может быть подвергнут очистке и опыт повторен.

Для остальных веществ в Фармакопее США XVII описывается определение с дисперсией препарата в бромиде калия.

4.5 Количественное определение по поглощению в инфракрасной области

Единственной фармакопеей, рекомендующей количественное определение по поглощению в инфракрасной области, остается Фармакопея США XVII. Принципы количественного анализа в инфракрасной области те же, что и в ультрафиолетовой или в видимой области.

Любое поглощение, не связанное с поглощением основного компонента, носит название постороннего поглощения, или поглощения фона. При инфракрасных измерениях такое поглощение может быть значительным, и поэтому установлению нулевой линии и линии 100% пропускаемости придается особое значение.

Для большинства приборов неопределенность нулевой линии обычно небольшая и она уменьшается по мере увеличения чувствительности прибора к сигналам низкой интенсивности.

При установлении линии 100% пропускаемости некоторые отклонения могут быть вызваны влиянием паров воды, которые могут конденсироваться на стенках кюветы при испарении растворителей. Толщина кюветы при количественных определениях приобретает особое значение, так как работают с концентрированными растворами в слое от 1 мм и менее. Даже при тщательном подборе кювет не всегда удается обеспечить одинаковую толщину слоя. Поэтому на практике линия отсчета 100% пропускаемости устанавливается несколько произвольно (рис. 9).

Для измерения пропускаемости определяют интенсивность лучей, прошедших через образец и через контроль. На спектре эта зависимость изображается линейно, поэтому измеряют расстояние на диаграмме от 0% пропускаемости до кривой поглощения образца, которое относят к расстоянию от 0 до 100% пропускаемости, откуда при измерении абсолютных величин получают: А = lg (100/I).

При условии, что любое постороннее поглощение изменяется линейно в зависимости от концентрации анализируемого вещества, условно принимают за линию 100% пропускаемости расстояние от 0% до минимума кривой. В этом случае зависимость имеет вид: А = lg (I0/I).

Неточный выбор 100% линии не нарушает линейной зависимости, а только изменяет величину отрезка на графике поглощение - концентрация.

При измерениях часто используют метод определения так называемой основной базовой линии. Для этого на отрезке кривой спектра выбирают три точки, которые обычно, но не обязательно, соответствуют максимуму и двум минимумам. Проводят между двумя точками, лежащими вне кривой, прямую линию и измеряют высоту спектра между максимумом и произвольно проведенной основной линией. В таком случае А = lg (I0/I).

Следует учитывать, что при определениях по данному методу все измерения должны быть выполнены точно при одних и тех же частотах, если даже имеются отклонения в спектре исследуемого вещества. Ошибки, вызванные небольшим изменением в положении измерений, будут наименьшими, если точки действительно соответствуют максимумам и минимумам. Если другие вещества поглощают в измеряемой области и характер этого поглощения неизвестен, применение метода может дать неправильные результаты.

Вместо того чтобы полагаться на линейную зависимость закона Бера и применять соответствующие уравнения, часто более точным и удобным является сравнение поглощения образца с поглощением стандартного образца, определенного в одно и то же время, при одних и тех же условиях. Идентичность условий, при которых производятся измерения, делает возможным достигать точность определения более чем 1%.

Наиболее разработанными являются методики количественного определения в растворах. Для уменьшения взаимодействия между растворенным веществом и растворителем рекомендуют применять неполярные жидкости: сероуглерод, хлороформ, четыреххлористый углерод. Реже используют пиридин, диметилформамид. Так как каждый из этих растворителей имеет характерные полосы поглощения, количественные измерения проводят в узкой части спектра, где растворитель имеет наилучшую пропускаемость.

Растворяют около 200 мг диакарба (точная навеска) в небольшом объеме пиридина в 10 мл мерной колбе, доводят раствор пиридином до метки и перемешивают. Таким же образом растворяют точную навеску стандартного образца диакарба в пиридине для получения концентрации около 20 мг в 1 мл. Одновременно определяют поглощения обоих растворов в кювете толщиной 0,1 мм при длине волны максимума поглощения около 7,38 мкм на подходящем инфракрасном спектрофотометре, используя пиридин в качестве контроля. Рассчитывают содержание в миллиграммах, C4H6N403S2 в части взятого на анализ диакарба по формуле

10*С*А/Ас,

в которой С -- концентрация в мг/мл стандартного образца,

А и Ас -- соответственно поглощения испытуемого раствора и стандартного образца.

5. Экспериментальная часть

5.1 Методика исследования

Solutio Retinoli acetatis oleosa 3,44%

Раствор ретинола ацетата в масле 3,44%

Состав:

· Ретинола ацетата -- 34,4 г

· Масла соевого рафинированного, полученного путем прессования, или гидратированного, первого сорта (ГОСТ 7825-55) -- до 1 л

Описание. Прозрачная маслянистая жидкость от светло-желтого до темно-желтого цвета, без прогорклого запаха и вкуса.

Подлинность. 1 каплю препарата растворяют в 1 мл хлороформа. К полученному раствору прибавляют 5 мл раствора хлорида сурьмы; появляется нестойкое синее окрашивание.

Приготовленный для количественного определения раствор препарата в абсолютном спирте для спектрофотометрии имеет максимум поглощения при 326±1 нм, а раствор в циклогексане -- при 327,5±1 нм.

Кислотное число не более 1,0.

Поглощающие примеси. Измеряют оптическую плотность раствора препарата в абсолютном спирте, приготовленного для количественного определения, при длинах волн 311,5 нм, 326 нм и 337 нм.

Отношения значений оптической плотности при 311,5 нм и 337 нм к оптической плотности при 326 нм должны быть равны 0,857±0,03.

Количественное определение. Около 0,1 г препарата (точная навеска) растворяют в абсолютном спирте для спектрофотометрии в мерной колбе емкостью 100 мл, доводят объем раствора тем же спиртом до метки и перемешивают. Отбирают точное количество полученного раствора и разводят тем же спиртом до получения концентрации ретинола ацетата около 3 мкг (8--10 ME) в 1 мл. Измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 326 нм в кювете с толщиной слоя 1 см. В качестве контрольного раствора применяют абсолютный спирт для спектрофотометрии.

Содержание ретинола ацетата в 1 мл препарата в граммах (X) вычисляют по формуле:

где D-- оптическая плотность испытуемого раствора;

v--объем раствора первого разведения, взятого для приготовления раствора второго разведения, в миллилитрах;

v1--объем раствора второго разведения в миллилитрах;

d-- плотность препарата;

а-- навеска препарата в граммах;

1550 - удельный показатель поглощения Е (1%, см) при длине волны 326 нм для раствора 100% ретинола ацетата в абсолютном спирте.

Содержание С22Н32О2 в 1 мл препарата соответственно должно быть 0,0310--1,0378 г (90000--110000 ME), 0,0619--0,0757 г (180000--220000 ME), 0,0774--0,0946 г (225000--275000 ME).

Примечание. Определение может быть проведено с использованием циклогексана вместо абсолютного спирта, в этом случае готовят раствор препарата в циклогексане для спектрофотометрии с содержанием в 1 мл около 3 мкг ретинола ацетата и измеряют оптическую плотность этого раствора при длине волны 327,5 нм. В расчетную формулу вместо 1550 подставляют 1515 - Е (1%, см) при длине волны 327,5 нм для раствора 100% ретинола ацетата в циклогексане .

Хранение. Список Б. В доверху заполненных, хорошо укупоренных склянках оранжевого стекла, в защищенном от света месте, при температуре не выше +10°.

5.2 Результаты исследования

Название и лекарственная форма препарата

Пока-затель

№ п/п

Методика исследования

Результат

Раствор ретинола ацетата в масле 3,44%

Подлин-ность

1

1 каплю препарата растворяют в 1 мл хлороформа. К полученному раствору прибавляют 5 мл раствора хлорида сурьмы; появляется нестойкое синее окрашивание.

Соответ-ствует

Раствор ретинола ацетата в масле 3,44%

Подлин-ность

2

Около 0,1 г препарата (точная навеска) растворяют в абсолютном спирте для спектрофотометрии в мерной колбе емкостью 100 мл, доводят объем раствора тем же спиртом до метки и перемешивают. Отбирают точное количество полученного раствора и разводят тем же спиртом до получения концентрации ретинола ацетата около 3 мкг (8--10 ME) в 1 мл.

Раствор препарата имеет максимум поглощения при 326±1 нм, а раствор в циклогексане -- при 327,5±1 нм.

Соответ-ствует

Раствор ретинола ацетата в масле 3,44%

Примеси

3

Измеряют оптическую плотность раствора препарата из п.№2 при длинах волн 311,5 нм, 326 нм и 337 нм.

Отношения значений оптической плотности при 311,5 нм и 337 нм к оптической плотности при 326 нм должны быть равны 0,857±0,03.

Соответ-ствует

Раствор ретинола ацетата в масле 3,44%

Количес-твенное опреде-ление

4

Измеряют оптическую плотность раствора препарата из п.№2 на спектрофотометре при длине волны 326 нм в кювете с толщиной слоя 1 см. В качестве контрольного раствора применяют абсолютный спирт для спектрофотометрии.

Содержание ретинола ацетата в 1 мл препарата в граммах (X) вычисляют по формуле.

Содержание С22Н32О2 в 1 мл препарата соответственно должно быть 0,0310--1,0378 г (90000--110000 ME), 0,0619--0,0757 г (180000--220000 ME), 0,0774--0,0946 г (225000--275000 ME).

Соответ-ствует

Выводы

Спектрофотометрия -- оптический метод исследования газообразных, жидких и твердых веществ, основанный на определении интенсивности поглощения света веществом (абсорбционная спектрофотометрия) или интенсивности излучения им света (эмиссионная спектрофотометрия) в зависимости от длины волны.

Получаемые при этом (при помощи специальных приборов -- спектрофотометров) абсорбционные и эмиссионные спектры являются характерными для каждого данного вещества.

Различают спектрофотометрию в ультрафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) областях спектра.

Спектрофотометрия широко применяется в клинических, биохимических, санитарно-гигиенических, судебно-медицинских и фармацевтических лабораториях для качественного и количественного анализа различного рода объектов биологического происхождения (сыворотка крови, спинномозговая жидкость, моча и др.), лекарственных средств, продуктов питания и т. д.

Спектрофотометрия в ультрафиолетовой области является одним из основных общих методов анализа лекарственных веществ и их препаратов, включенных в любую современную фармакопею.

Поглощение в ультрафиолетовой и видимой частях спектра обычно связывают с наличием в молекуле вещества определенных групп -- хромофоров. К ним относятся двойные и тройные углеродные связи, карбонильная, карбоксильная, азо-, нитро- и другие группы. Известно также, что некоторые группы, не являясь хромофорными, увеличивают интенсивность окраски вещества -- такие группы называют ауксохромными, или ауксохромами. Типичными примерами ауксохромов могут быть гидроксильная и аминогруппы.

Для идентификации неизвестного вещества в органической аналитической химии спектр исследуемого вещества обычно сравнивают с полученным при тех же условиях спектром вещества, строение которого известно.

Установление подлинности вещества по ультрафиолетовому спектру является ценным дополнением к химическим и физико-химическим методам фармакопейного анализа.

Метод спектрофотометрии в ультрафиолетовой области успешно используется как для идентификации и количественного определения, так и в испытаниях на чистоту.

Применение ультрафиолетовой спектрофотометрии для проверки доброкачественности фармакопейных препаратов является наиболее ценным в случаях, когда примеси или продукты разложения поглощают в области, отличной от исследуемого вещества.

Изучение ультрафиолетовых спектров является ценным при испытаниях на чистоту и при исследованиях стабильности лекарственных средств, если изменения в характере спектра позволяют судить об изменениях и превращениях вещества.

Спектрофотометрия в ультрафиолетовой области широко используется для количественного определения лекарственных веществ и их препаратов и включена во все современные фармакопеи.

Идеальное вещество для таких измерений должно иметь четко выраженную полосу поглощения с широким максимумом (для уменьшения ошибки за счет ширины щели) и со значительной величиной поглощения при максимуме.

Чувствительность анализа определяется в основном способностью вещества поглощать свет и выражается, как было указано выше, молярным коэффициентом поглощения. Предельные концентрации веществ, анализируемые при помощи спектрофотометрии, как правило, меньше, чем при обычных и потенциометрических титрованиях или весовых измерениях, что и объясняет тот факт, что спектрофотометрия используется при определении небольших количеств веществ.

Основным условием для количественного анализа является соблюдение закона Ламберта - Бера в пределах указанных концентраций. Для проверки соответствия закону строят график зависимости: поглощение - длина волны, если все точки лежат на прямой - закон выполняется. Точность метода будет зависеть от наклона прямой: чем больше наклон, тем выше точность.

По другому способу рассчитывают фактор для каждого стандартного раствора и определяют область концентраций, в пределах которой величина D/C остается постоянной.

Более правильным способом является сравнение поглощения испытуемого вещества с поглощением стандартного образца, определенного в тех же условиях. Таким образом достигается наибольшая точность, так как при этом учитываются многочисленные факторы, влияющие на спектрофотометрические измерения, как, например, установка длины волны, ширина щели, поглощение кюветы, поправки на поглощение растворителя и т. д.

Оценка инфракрасных спектров поглощения является более сложной, чем ультрафиолетовых, вследствие большого числа полос, что в то же время составляет основу идентификации вещества

Для интерпретации спектров обычно используют имеющиеся данные о связи между инфракрасными полосами поглощения и структурными элементами молекул. Такие данные сводятся, как правило, в виде корреляционных таблиц-диаграмм.

Инфракрасные спектры, являясь уникальным средством идентификации вещества, в то же время подвержены влиянию многих факторов. Спектры могут быть разными у двух различных спектроскопистов. Качество растворителей, условия приготовления образца для анализа, кристаллические формы вещества составляют краткий перечень факторов, влияющих на спектр. В связи с этим в фармакопейном анализе основным правилом для инфракрасной идентификации является получение спектра стандартного вещества в то же время и при тех же условиях, что и спектр образца, с последующим сравнением двух спектров.

Принципы количественного анализа в инфракрасной области те же, что и в ультрафиолетовой или в видимой области.

Следует учитывать, что при определениях по данному методу все измерения должны быть выполнены точно при одних и тех же частотах, если даже имеются отклонения в спектре исследуемого вещества. Ошибки, вызванные небольшим изменением в положении измерений, будут наименьшими, если точки действительно соответствуют максимумам и минимумам. Если другие вещества поглощают в измеряемой области и характер этого поглощения неизвестен, применение метода может дать неправильные результаты.

Вместо того чтобы полагаться на линейную зависимость закона Бера и применять соответствующие уравнения, часто более точным и удобным является сравнение поглощения образца с поглощением стандартного образца, определенного в одно и то же время, при одних и тех же условиях. Идентичность условий, при которых производятся измерения, делает возможным достигать точность определения более чем 1%.

Наиболее разработанными являются методики количественного определения в растворах.

Проанализированный раствор ретинола ацетата в масле 3,44% по показателям идентификации соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

Список использованной литературы

1. Фармацевтична хімія. Підручник для студентів вищ. фармац. начальних закладів і фарм. фак. вищих мед. навчальних закладів III-IV рівня акредитації / За заг. ред. П.О. Безуглого. - Вінниця: Нова книга, 2008. - 560 с.

2. Арзамасцев А.П. Фармакопейный анализ - М.: Медицина, 1971.

3. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 частях. Часть 1. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. -- М.: Высш. шк., 1993. - 432 с.

4. Глущенко Н. Н. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Н. Н. Глущенко, Т. В. Плетенева, В. А. Попков; Под ред. Т. В. Плетеневой. -- М.: Издательский центр «Академия», 2004. -- 384 с.

5. Драго Р. Физические методы в химии - М.: Мир, 1981

6. Кольтгоф И.М., Стенгер В.А. Объемный анализ В 2 томах - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1950

7. Коренман И.М. Фотометрический анализ - М.: Химия, 1970

8. Коростелев П. П, Фотометрический и комплексометрический анализ в металлургии - М.: Металлургия, 1984, 272 с.

9. Логинова Н. В., Полозов Г. И. Введение в фармацевтическую химию: Учеб. пособие - Мн.: БГУ, 2003.-250 с.

10. Мелентьева Г. А., Антонова Л. А. Фармацевтическая химия. -- М.: Медицина, 1985.-- 480 с.

11. Мискнджьян С.П. Кравченюк Л.П. Полярография лекарственных препаратов. - К.: Вища школа, 1976. 232 с

12. Фармацевтическая химия: Учеб. пособие / Под ред. Л.П.Арзамасцева. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 640 с.

13. Фармацевтический анализ лекарственных средств / Под общей редакцией В.А.Шаповаловой - Харьков: ИМП «Рубикон», 1995

14. Фармацевтичний аналіз: Навч. посіб. для студ. вищ. фармац. навч. закл. III--IV рівнів акредитації/П.О. Безуглий, В. О. Грудько, С. Г. Леонова та ін.; За ред. П.О. Безуглого,-- X.: Вид-во НФАУ; Золоті сторінки, 2001.-- 240 с.

15. Халецкий A.M. Фармацевтическая химия - Ленинград: Медицина, 1966

16. Эшворт М.Р. Титриметрические методы анализа органических соединений кн.1,2 - М.: Химия, 1972

Размещено на Allbest.ru

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены