влияние таблетирования с бромидом калия на икспектры

Корогод Ксения
4 курс
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Тверской государственный
университет»
Научный руководитель: Баранова Надежда Владимировна
ВЛИЯНИЕИ ТАБЛЕТИРОВАНИЯ С БРОМИДОМ КАЛИЯ НА ИКСПЕКТРЫ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
e-mail: nbaranova78@mail.ru
На современном этапе развития фармацевтической промышленности, для
которой характерно расширение ассортимента лекарственных веществ и повышение
требования к их качеству, возникает необходимость в применении различных
физико – химических исследований.
Цель работы: исследовать возможность применения метода ИК –
спектроскопии в анализе лекарственных средств.
В качестве объектов исследования были выбраны антибиотики широкого
спектра действия: ампициллин (г. Борисов), ампициллина тригидрат (г. Москва),
ампициллина натриевая соль (г. Пенза), левомицетин (г. Томск и г. Тюмень),
ранитидин (г. Старая купавна и г. Москва), индометацин (Болгария, г. София).
В качестве методов исследования были выбраны простые качественные
реакции и ИК - спектроскопия в области 4000 – 400 см-1.
Первым этапом работы стало проведение качественных реакций на
ампициллин и левомицетин. Данные реакции подтвердили присутствие в
исследуемых образцах данных препаратов.
В настоящее время ИК – спектроскопия как аналитический метод занимает
одно из ведущих мест во многих отраслях науки, в том числе широко используется
для анализа и контроля качества лекарственных средств [1-4].
Преимущества данного метода:
1.
Надежность определения функциональных групп
2.
Быстрое получение результатов
3.
Возможность исследования вещества без выделения его из смеси
4.
Исследуемая система подвергается слабым внешним воздействиям
В современном анализе лекарственных средств используется только ближняя
и средняя ИК – область спектра, о чем есть указание в соответствующих статьях
фармакопеи.
Для анализа исследуемых антибиотиков использовали метод получения
спектров пропускания в средней ИК – области. Для этой цели готовили образцы
лекарственных веществ в виде таблеток в бромиде калия. ИК – спектры
регистрировались на ИК – Фурье спектрофотометре EQUINOX 55 (Bruker) в области
400 – 4000 см-1.
Наличие или отсутствие каких – либо основных полос на инфракрасном
спектре говорит о наличии либо отсутствии в исследуемом веществе
функциональных групп, которым поглощение соответствует. Корреляция
положения полос поглощения и химического строения вещества является
1
правильной только в случае сохранения стандартных условий определения.
Совокупность всех полос поглощения, образующая инфракрасный спектр данного
вещества, однозначно определяет его индивидуальность [2,3].
Для ампициллина, ампициллина тригидрата и ампициллина натриевой соли
были выделены полосы поглощения четырех наиболее характерных
функциональных групп: карбонила β-лактамного кольца, карбоксила при
тиазолидиновом кольце, первая и вторая полосы амидной связи бокового радикала.
Положение карбонила β-лактамного кольца не постоянно; это может быть
связано со строением данных антибиотиков. Для всех трех образцов характерно
наличие диагностических частот поглощения в интервале от 1774 до 1768, что
свидетельствует об их групповой принадлежности.
Для карбоксильной группы характерны полосы поглощения, вызванные
валентными колебаниями ОН-группы, 3442 – 3409; колебания карбонильной группы
в ароматических карбоновых кислотах, 1687 – 1675, для ампициллин натриевой
соли – валентные колебания, характерные для солей кислот, 1612.
В области карбонильного поглощения амиды имеют две полосы поглощения,
так называемые «Амид І» и «Амид ІІ». Первая из них находится в интервале 1690 –
1630 см-1. Эта полоса обусловлена сложным колебанием, в котором, кроме
карбонильной группы, принимают участие связь C – N и углы C–C–O и C–N–C.
Вторая амидная полоса связана с деформационными колебаниями N–H. Она
расположена в области 1550 – 1510 см-1 для вторичных амидов. Вследствие
ассоциации частота второй амидной полосы повысилась на 25 – 26 см-1.
Полученные спектры соответствуют стандартным. Таким образом было
установлено строение ампициллина, ампициллина тригидрата, ампициллина
натриевой соли и подтверждена их принадлежность к пенициллинам.
Для левомицетина характерны следующие полосы поглощения: полосы
поглощения бензольного кольца 3079, 1606, 1106, 845; полосы поглощения «Амид
І», 1686 и «Амид ІІ», 1563»; полоса поглощения нитрогруппы 1521 – 1520, 1350,
816; полоса поглощения карбоксильной группы 3351 – 3350, 1350, 1064 - 1061.
Полученные спектры соответствуют стандартным. Таким образом было
установлено строение левомицетина и подтверждена его принадлежность к
производным n–замещенных нитробензолов.
Ранитидин также имеет сложное строение [1], поэтому для удобства
характеристики полос поглощения этого препарата были выделены наиболее
характерные пять полос поглощения: поглощение третичного амина, нитрогруппы,
пиррольной группы, а также серы и аммониевой соли. Появление специфических
полос поглощения в ИК – спектрах аминов связано с колебаниями связей N-H и C-N,
которые проявляются в областях 3266 – 3256, 1620, 1045, 760 см-1 .
Поглощение в области 3266 – 3256 см-1 вызвано валентными колебаниями
связей N-H. Вторичные амины имеют в этой области одну полосу валентных
колебаний NH. Третичные амины не имеют полос поглощения в этой области.
Аминогруппа склонна к образованию меж- и внутримолекулярных водородных
связей. При этом полосы поглощения валентных колебаний NH смещаются в
низкочастотную сторону. Это объясняет наличие полос поглощения 1257 и 1256 см-1.
2
Полосы поглощения 1620, 1221, 1045 и 760 см-1 определяются
деформационными колебаниями аминогруппы. Полоса деформационных колебаний
аминогруппы 1620 слабая и определяется трудно. Полоса поглощения 1045 вызвана
участием связи С-N в скелетных колебаниях молекулы. Также имеется полоса
поглощения средней интенсивности 1221 см-1. У третичных аминов в этой области
наблюдается две полосы поглощения. Полосы деформационных колебаний
аминогруппы в солях смещены в низкочастотную сторону по сравнению с
соответствующими полосами свободных аминов.
Аминогруппа влияет на валентные и деформационные колебания
углеводородного радикала. Появление полосы поглощения 1620 см-1 служит
указанием на наличие группировки –СН2–N<.
Для нитроаминов характерна полоса поглощения антисимметричных колебаний
1577 – 1569 см-1 и полоса симметричных колебаний 1380 см-1.
Поглощение пиррольной группы характеризуется наличием полос поглощения
валентных колебаний: 3192 – 3189, 1577 – 1569 см-1 и деформационных колебаний:
1022 – 1021, 800 см-1.
Для серы характерна полоса поглощения 669 см-1.
Таблетки, несмотря на то, что изготовлены разными производителями и по
разным технологиям, при визуальном сравнении имеют очень близкие спектры в
ближней области.
Известно [3], что твердый индометацин существует в нескольких
кристаллических модификациях и аморфном состоянии, из которых при
нормальных условиях стабильной является γ-форма. Согласно структурным данным
в элементарной ячейке кристалла находится 2 молекулы индометацина, которые
образуют циклические димеры посредством водородных связей.
В ИК – спектре индометацина можно выделить следующие
характеристические полосы поглощения: поглощение карбонильной группы, с
которым перекрываются узкие полосы валентных колебаний групп –СН3 и –СН2;
поглощение метоксигруппы; ароматического кольца; индолил – радикала и
карбонильной группы.
Механическое воздействие на молярные кристаллы, к которым относится
индометацин, может приводить к полиморфным превращениям и аморфизации
вещества. Переход в аморфное состояние частично сопровождается искажением
системы межмолекулярных (обычно водородных) связей, что приводит к заметным
изменениям в колебательных спектрах.
Таблетирование, как достаточно сильное механическое воздействие, также
может повлиять на кристаллическую структуру препарата, что может привести к
разупорядочению структуры с образованием аморфной фазы [3].
В спектре индометацина полосы поглощения валентных колебаний обеих С=О
групп сдвинуты в область более высоких частот (2910 вместо 2850 см -1).
Наблюдается заметный высокочастотный сдвиг валентных колебаний ОН – группы
(3379 вместо 3300 см-1).
Эти изменения в ИК – спектре свидетельствуют о том, что в данных условиях
происходит ослабление системы водородных связей в индометацине или
образование новых, более прочных. Уширение полос внутримолекулярных
3
колебаний может быть обусловлено начавшимся процессом разупорядочения
кристаллической решетки и исчезновением трансляционной симметрии. Возможно,
возникают отдельные области метастабильной аморфной фазы препарата в
присутствии КВr [3].
Таким образом, присутствие бромида калия существенно влияет на поведение
системы при таблетировании. Природа этого взаимодействия пока не совсем ясна и
требует дальнейших исследований.
В ходе данного исследования было выявлено наличие ампициллина,
ампициллина тригидрата, ампициллин натриевой соли, левомицетина, ранитидина,
индометацина в исследуемых препаратах. Метод ИК – спектроскопии позволяет
установить структуру лекарственного вещества, на основании чего можно
подтвердить подлинность исследуемого препарата или сделать заключение о его
фальсификации [4].
На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1. В результате проведенных исследований получены спектры ампициллина,
ампициллина тригидрата, ампициллина натриевой соли, левомицетина, ранитидина,
индометацина.
2. Проведено соотношение полученных спектров с литературными данными.
3. На основании сравнительного анализа ИК – спектров различных
лекарственных форм показана возможность применения метода ИК –спектроскопии
для идентификации антибиотиков, ранитидина и индометацина, а также выявления
фальсифицированных препаратов.
4. Для получения правильных однозначных результатов метод прессования
таблеток с бромидом калия при изучении инфракрасных спектров поглощения
лекарственных препаратов можно рекомендовать только для образцов, которые в
условиях эксперимента находятся в устойчивом аморфном или кристаллическом
состоянии.
Список литературы
1. Арзамасцев А. П., Степанова Е. В., Титова А. Б. Анализ Ранитидина
гидрохлорида методом ближней ИК – спектроскопии. // Химико –
фармацевтический журнал. – 2009. - № 7 – С. 51–53.
2. Федотов А. П., Шахтшнейдер Т. П., Чесалов Ю. А., Суров Е. В. О влиянии
таблетирования с бромидом калия на ИК – спектры поглощения индометацина. //
Химико – фармацевтический журнал. – 2009. - № 1 – С. 50–52.
3. Алеева Г. Н., Журавлева М. В., Хафизьянова Р. Х. Роль вспомогательных
веществ в обеспечении фармацевтических и терапевтических свойств
лекарственных препаратов (обзор). // Химико – фармацевтический журнал. – 2009. № 4 – С. 51–55.
4. Баранова Н.В., Феофанова М.А. Применение метода инфракрасной
спектроскопии в анализе лекарственных средств / Н.В. Баранова, М.А. Феофанова //
Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия. – 2011. – №12. –
С.49-56.
4