Файл: Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии.pdf

12
Глава 1
еще 3 раза, прибавляя к осадку по 10 мл петролейного эфира. Объем фильтрата в мерной колбе доводят петролейным эфиром до метки. В растворе определя- ют угол вращения плоскости поляризации. Показания поляриметра наблюда- ют 5 раз и берут среднюю арифметическую величину. Содержание валидола в одной таблетке в граммах вычисляют по приведенной выше формуле (5).
1.3.
Спектрофотометрия в инфракрасной области
спектра
Инфракрасная (ИК) область электромагнитного спектра, используемая в фар- мацевтическом анализе, охватывает интервал 4000—250 см
–1
ИК-спектрофотометрия, впервые введенная в Государственной фармоко- пее (ГФ X) для идентификации фторотана и натриевых солей полусинтети- ческих пенициллинов — метициллина и оксациллина, в последнее время все чаще применяется в анализе различных классов лекарственных веществ.
Приборы. Спектрофотометры, применяемые в ИК-области, в основном аналогичны приборам для видимой и ультрафиолетовой (УФ) областей и от- личаются от последних в отношении источников получения, оптических мате- риалов и детекторов.
Наиболее распространенные приборы отечественного и зарубежного про- изводства работают при длине волны 4000—670 см
–1
Для калибровки шкалы длин волн измеряют спектр пленки полистирола, которая обычно прилагается к прибору.
Факторы, влияющие на воспроизводимость и правильность результатов.Под- готовка образца для анализа наиболее важна при определениях в ИК-области спектра. Жидкие вещества можно испытывать непосредственно или в подхо- дящем растворе. Ни один растворитель при достаточной толщине слоя пол- ностью не прозрачен во всей области ИК-спектра. Чаще всего используют четыреххлористый углерод, хлороформ и дихлорметан. При интерпретации спектров необходимо учитывать возможное перекрывание полос поглощения вещества за счет поглощения растворителя.
Для подготовки образцов твердых веществ можно использовать один из сле- дующих методов.
Метод 1. Растирают небольшое количество вещества с минимальным коли- чеством подходящего минерального масла или другой подходящей жидкости до получения однородной пасты; 2—5 мг испытуемого вещества обычно доста- точно для приготовления требуемой пасты, которая должна быть полупрозрач- ной на свет. Сжимают часть пасты между двумя пластинками натрия хлорида или другого материала.
Метод 2. Растирают твердое вещество с сухим мелкоизмельченным гало- генидом калия (бромид или хлорид калия для ИК-спектроскопии) в соотно- шении 1 : 200 для призменных приборов или 1 : 300 для приборов с дифракци- онной решеткой. Часть смеси помещают в специальную матрицу и в условиях вакуума прессуют. Полученный прозрачный диск помещают в прибор и про- водят измерения. Диск считают непригодным, если при визуальном просмо-

Физические и физикохимические методы исследования лекарственных средств 13
тре обнаруживается отсутствие гомогенности или пропускание примерно при
2000 см
–1
в отсутствие специфической полосы поглощения составляет менее
75% без компенсации.
Наибольшее отклонение, возникающее из-за различий в разрешающей силе прибора, может отмечаться при длине волн от 4000 до 2000 см
–1
В тех случаях, когда отсутствует стандартный образец или не опубликован атлас спектров, допускается приводить в нормативной документации (НД) ри- сунок спектра с указанием условий его снятия. Для установления подлинности должно выполняться требование полного совпадения полученного в экспери- менте спектра со спектром, приведенным на рис. 1.2.
Рис. 1.2. ИК-спектр бензилпенициллина натриевой соли
При проведении практических занятий по идентификации лекарственных ве- ществ методом ИК-спектрофотометрии первое вводное занятие уделяется общим основам ИК-спектрофотометрии и принципам получения и оценки ИК-спектров.
Необходимо подчеркнуть универсальность метода ИК-спектрофотометрии и рассмотреть на нескольких примерах ИК-спектры пленки полистирола, ва- зелинового масла и одного из растворителей (хлороформа или ацетона).
ИК-спектры могут быть получены на приборе любой конструкции. На ИК- спектрофотометре работают группами (не более 5 человек), после ознакомле- ния с работой и общей схемой прибора и обсуждения материала.
Подтверждение правильности калибровки шкалы длин волн и степени раз- решения прибора проводят путем оценки ИК-спектра пленки полистирола. Для этого определяют длины волн в см
–1
на спектре полистирола, полученном на при- боре, и сопоставляют с теоретическими величинами, приведенными в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Проверка шкалы длин волн
Полосы поглощения, см
–1
Степень разрешения прибора как разность
в процентах пропускания
Теор. 3027 2850 1944 1802 1601 1583 1154 1028 906
Найдено
Разность
2870 1589 2851 1483

14
Глава 1
Разность в процентах пропускания между минимумом при 2870 см
–1
и мак- симумом при 2851 см
–1
должна быть более 18, а разность между минимумом при 1589 см
–1
и максимумом при 1583 см
–1
должна быть более 12.
Если полоса полистирола при определенной длине волны смещена по срав- нению с теоретической величиной, то положение полос образца должно быть исправлено на эту величину смещения.
Для оценки ИК-спектра вазелинового масла, применяемого для приго- товления паст лекарственных веществ, получают спектр вазелинового масла в чистом виде и производят отнесение полос поглощения. Вазелиновое масло состоит из насыщенных углеводородов. На спектре отмечают валентные коле- бания С–Н: 2950, 2920 и 2850 см
–1
, а также деформационные колебания С–Н:
1460, 1375 см
–1
, слабая полоса при 722 см
–1
Пасты с вазелиновым маслом из-за простоты их приготовления и удобства применения наиболее часто используются в анализе лекарственных веществ, поэтому рекомендуется запомнить частоты длин волн, характерных для данно- го разбавителя [см. далее оценку ИК-спектров пенициллинов (
β-лактамидов)].
Изучение ИК-спектров β-лактамидов. Получают спектр любого из пеницил- линов (предпочтительнее натриевых солей бензилпенициллина и оксацилли- на), используя в качестве пробы пасту с вазелиновым маслом.
Сравнивают полученные спектры с аналогичными (рис. 1.2 и 1.3), отмеча- ют сходство и различие спектров, указывая соответствующие характеристиче- ские полосы.
Для удобства оценки полос поглощения рекомендуется весь спектр разде- лить условно на три области: от 4000 до 3000 см
–1
, от 1800 до 1500 см
–1
и от 1500 до 650 см
–1
Общие характеристические полосы поглощения пенициллинов находятся в области 1800—1500 см
–1
, на которую приходится интенсивная полоса по- глощения при 1775—1755 см
–1
, соответствующая
β-лактамному кольцу, сопря- женному с тиазоловым циклом.
Амидная группа пенициллинов обусловливает первую и вторую амидные полосы вторичного нециклического амида соответственно в областях 1690—
Рис. 1.3. ИК-спектр оксациллина натриевой соли

Физические и физикохимические методы исследования лекарственных средств 15
1645 см
–1
, вызванные валентными колебаниями С=О, и 1585—1550 см
–1
, соот- ветствующие деформационным колебаниям группы NH.
Большинство пенициллинов — соли, поэтому в препаратах этой группы карбоксильные группы ионизированы, что подтверждается наличием полосы при 1615—1600 см
–1
Наличие полос поглощения в области 3500—3200 см
–1
иногда обусловлено валентными колебаниями свободной гидроксильной группы, на характер ко- торой могут влиять водородные связи, а также колебания вторичных амидов и аминов.
Для ИК-спектров оксациллина натриевой соли кристаллогидрата (см. рис. 1.3) характерны четко выраженные полосы поглощения, соответствующие общим группировкам пенициллинов. Так, интенсивная полоса поглощения при 1760 см
–1
обусловлена наличием
β-лактамной группировки, полоса погло- щения при 1645 см
–1
— наличием амидной группы. Последняя иногда обозна- чается как полоса амид-1. Полоса интенсивного поглощения при 1600 см
–1
об- условлена валентными колебаниями ионизированной карбоксильной группы.
Для ИК-спектров пенициллинов характерно также при 1600—1500 см
–1
нали- чие сильной полосы — около 1550 см
–1
, соответствующей вторичной амидной группировке (полоса амид-2).
Кроме того, в области 4000—3000 см
–1
имеется интенсивная полоса при
3410 см
–1
, соответствующая валентным колебаниям группы NH вторично- го амида. Наличие второй амидной группировки в оксациллине проявляется в виде дублета полос при 3210 и 3180 см
–1
, которое относят к
транс- и цис- изомерам. Полоса валентных колебаний группы NH около 3060 см
–1
очень сла- бо выражена. Эту полосу можно рассматривать как соответствующую оберто- ну полосы амид-2. Полоса валентных колебаний группы ОН кристаллогидрата проявляется в виде интенсивного поглощения при 3610 см
–1
ИК-спектр натриевой соли оксациллина для инъекций, получаемой лио- фильной сушкой, отличается от спектра кристаллогидрата. Широкая полоса поглощения при 3380—3400 см
–1
с максимумом 3400 см
–1
указывает на на- личие оксациллина, частично потерявшего при сушке воду. При дальнейшей
Рис. 1.4. ИК-спектр дезоксикортикостерона ацетата

16
Глава 1
перекристаллизации вещества получают спектр, присущий кристаллогидрату.
Для выяснения более подробных корреляций между ИК-спектром и структу- рой
β-лактамидов рекомендуется сопоставить ИК-спектры других пеницилли- нов и характерных для них кислот.
В связи с тем, что большинство кортикостероидов применяется в медицине в виде сложных эфиров, чаще всего ацетатов, рассмотрим наиболее типичный для этой группы ИК-спектр дезоксикортикостерона ацетата (ДОКА), для ко- торого пока не описаны полиморфные формы (рис. 1.4).
1.4. Спектрофотометрия
в
ультрафиолетовой
и видимой областях спектра
Абсорбционная УФ-спектрофотометрия основывается на измерении количе- ства поглощенного веществом электромагнитного излучения в определенной узковолновой области. Обычно для УФ-измерений используют приближенно монохроматическое излучение в области от 190 до 380 нм.
Спектрофотометрия в видимой области — измерение количества погло- щенного немонохроматического излучения в области 380—780 нм.
Терминология, используемая при описании спектрофотометрических ис- пытаний, в настоящее время еще не унифицирована. Поэтому, действуя со- гласно ГФ XIII, указываем также на некоторые особенности терминологии, принятые в III издании Международной Фармакопеи (МФ IV).
Согласно МФ IV,
поглощение — десятичный логарифм обратной величины пропускания (
Т). В ГФ XIII используются термины «оптическая плотность»
(
A), а также «экстинкция» (Е).
Пропускание (Т) — частное от деления интенсивности света, прошедшего через вещество, на интенсивность света, падающего на вещество.
Поглощаемость (а) — частное от деления поглощения (А) на концентрацию вещества (
С), выраженную в граммах на литр, и длину слоя поглощения в сан- тиметрах (
b)
а = А / b
⋅ С
В ГФ XIII и других фармакопеях чаще применяется термин «
удельный по-
казатель экстинкции» A
1 1
см
%
, когда концентрацию (С) выражают в граммах на 100 мл; таким образом,
A
1 1
см
%
= 10
а
Молярная поглощаемость (
ε) — частное от деления поглощения (А) на кон- центрацию вещества (
С), выраженную в молях на литр, и длину слоя поглоще- ния в сантиметрах (
b). Следовательно,
ε = а ⋅ мол. м, или ε =
⋅
A
1 1
10
см мол м
%
Спектр поглощения — графическое выражение отношения поглощения (или любой функции) к длине волны (или любой функции длины волны).

Физические и физикохимические методы исследования лекарственных средств 17
Приборы. Для обеспечения единства измерений рекомендуется при эксплу- атации прибора точно придерживаться установленных рабочих условий. Осо- бенно важно обеспечить метрологическое обслуживание приборов в отноше- нии их калибровки как по шкале длин волн, так и по фотометрической шкале.
Это обслуживание, как правило, проводят соответствующие государственные метрологические организации.
Факторы, влияющие на воспроизводимость и правильность результатов. Для получения достоверных данных необходимо строго следовать инструкции по уходу за прибором и его эксплуатации, обращать внимание на такие фак- торы, как точность толщины кювет и их спектральная пропускаемость. Кюве-
ты, применяемые для испытуемого и контрольного растворов, должны быть одинаковыми и иметь одну и ту же спектральную пропускаемость, если они содержат только один растворитель. В ином случае необходимо внести соот- ветствующую поправку.
Особое внимание следует обращать на чистоту кювет. Нельзя касаться пальца- ми наружных поверхностей кюветы, на них не должна попадать жидкость (рас- творитель или испытуемый раствор). Следует также учитывать возможные огра- ничения, связанные с использованием растворителей (
см. табл. 1.5 Учебника).
Приемы, связанные с испытаниями на подлинность лекарственных веществ методом УФ-спектрофотометрии, сводятся к следующему. Сравнение спектров испытуемого раствора стандартного образца: должно наблюдаться совпаде- ние положений максимумов, минимумов, плеч и точек перегиба. Расхождение между наблюдаемыми и указанными длинами волн не должно превышать 2 нм.
Указание длин волн при максимумах поглощения является лишь ориентиро- вочной характеристикой, так как не позволяет судить об общем виде спектра.
Спектральные характеристики некоторых лекарственных веществ, исполь- зуемые для идентификации, представлены в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Спектральные характеристики некоторых лекарственных веществ
Лекарственное вещество
Растворитель
Концентрация, % λλ
max
, нм
Никотиновая кислота
0,1 М раствор хлороводородной кислоты
0,001 0,002 261 ± 2 278 ± 2
Цианокобаламин
Вода
361 ± 2 550 ± 2
Изониазид
0,1 М раствор хлороводородной кислоты
0,002 266 ± 2
α-Токоферола ацетат
95% спирт
0,01 285 ± 2
Нитроксолин
95% спирт
0,001 242 ± 2 356 ± 2 455 ± 2
Сульфапиридазин
0,1 М раствор натрия гидроксида
0,001 255 ± 2
Цефалексин
1
Вода
0,002 260 ± 1
Метандростенолон
95% спирт
0,001 245 ± 2 1
Спектр поглощения цефалексина представлен на рис. 1.5.

Авторский коллектив
5
ОБЩИЕ МЕТОДЫ И ПРИЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
7