Аскорбиновая кислота. 
Синтез (методика). Способы качественного и количественного анализа в фармакопеях разных стран. 
Разработка нового метода количественного определения аскорбиновой кислоты

Раствор и 25 мл серной кислоты (~100 г/л) испытательного раствора титруют без остановки раствором йода (0,1 моль/л) титрованного раствора, используя в качестве индикатора раствор крахмала (ИР), прибавляемый к концу титрования. Титрование проводят до появления устойчивого синего окрашивания. Каждый миллилитр раствора йода концентрации 0,1 моль/л соответствует 8,806 мг СбН8Об.

Расчеты количественного содержания проводят стандартными методами статистической обработки данных. Рассчитывают среднее значение выборки нескольких последовательных измерений, оценивают ее достоверность по величине стандартного отклонения среднего результата и дисперсии. Кроме того рассчитывают граничные значения доверительного интервала, полагая, что распределение результатов нормальное.

2.

4. Методы анализа аскорбиновой кислоты на базе инструментальных методов анализа

Фармацевтический анализ осуществляется на всех этапах получения и использования лекарственных средств. Выход и качество лекарственного препарата как конечного продукта процесса его синтеза или получения из растительных материалов зависят от строгого соблюдения технологического регламента производства препарата, а также от применения надежных аналитических способов по стадийного контроля и оценки качества сырья и готовой продукции. В связи с этим проводятся исследования по разработке методов анализа, обеспечивающих повышение требований к чувствительности, правильности, воспроизводимости и продолжительности анализа. Проводят работы по совершенствованию имеющихся методик анализа и разрабатывают новые методы и методики контроля качества лекарственных средств. В практику фармацевтического анализа стали внедрять хроматографические, оптические и электрохимические методы анализа. Это связано с развитием инструментальных методов анализа, которое произошло в смежных с фармацевтикой и медициной отраслях знаний.

Для использования новых методик в анализе лекарственных средств необходимо разработать методики, обеспечивающие получение достоверных результатов при анализе лекарственных веществ, а также определить преимущества новых методик. Многие методики химического качественного и количественного анализа препаратов, установленные ГФ Х, отличаются трудоемкостью и длительностью. Одной из задач, стоящих перед фармацевтической промышленностью является повышение скорости проведения анализа препаратов, что возможно при использовании приборов с компьютерными программами проведения анализа и обработкой полученных результатов.

Сейчас для качественного и количественного анализа аскорбиновой кислоты согласно ГФ Х используют химические методы анализа и УФ-спектроскопию. К настоящему времени проведены исследования, которые позволяют кроме, установленных уже в фармакопейной статье, для аскорбиновой кислоты применять и другие инструментальные методы анализа. Это капиллярный электрофорез, кулонометрия, ионообменная хроматография.

Использование инструментальных методов анализа позволяет исключить применение дорогостоящих реагентов, не требуют изготовления стандартных образцов, проведения трудоемких работ по построению градуировочных зависимостей. Применение современной аппаратуры позволяет упростить проведение экспериментов и анализов, а также повысить точность и снизить продолжительность измерений.

Многими исследователями на основании экспрессности, высокой чувствительности и точности методик инструментальных методов аналитической химии делается заключение о более широком применения инструментальных методов и о необходимости совершенствования методик количественного определения фармацевтических субстанций.

В настоящее время стал шире использоваться кулонометрический метод, который включен в Европейскую фармакопею, а также в ряд национальных фармакопей: Британскую, Американскую и Японскую для определения воды. Основными контролируемыми параметрами при кулонометрическом титровании являются время и сила тока. Имеющиеся в настоящее время приборы и устройства позволяют автоматически измерять эти параметры с очень высокой точностью. Помимо определения содержания воды в фармацевтических субстанциях, метод может использоваться для количественного определения действующего вещества на основе кислотно-основных, окислительно-восстановительных и других типов реакций.

Метод гальваностатической кулонометрии также применим для анализа фармацевтических субстанций и отличается высокой точностью, быстротой выполнения, простотой проведения эксперимента, не требует предварительной стандартизации титранта, применения стандартных образцов и построения градуировочных графиков. Применение инструментальных методов анализа, правда, требует оснащения контрольных лабораторий требуемым оборудованием, переобучением специалистов, организацией контрольных служб за метрологическим обеспечением используемой аппаратуры.

В основе кулонометрических методов лежат законы Фарадея. Метод кулонометрического титрования используют при титровании кислотно-основного типа довольно широко. Для определения количества вещества необходимо силу тока и время электролиза, расчет проводят на основе эквивалентных масс исследуемых веществ.

Капиллярный электрофорез позволяет получать точные и воспроизводимые результаты анализа, в этом методе используют установки, в которых необходимо наличие кварцевого капилляра, на поверхности которого под действием электрического постоянного тока исследуемое вещество способно образовывать диффузный двойной электрический слой и тем самым изменять исходный электрический сигнал. Детектирование в приборах для капиллярного электрофореза проводят различными методами — фотометрирование, массспектрометрия.

Для количественного определения фармацевтических субстанций и конечного контроля при производстве лекарственных форм, перспективна разработка экспресс-методик методом гальваностатической кулонометрии. Применение инструментальных методов анализа исключает необходимость предварительной стандартизации титранта, построения градуировочных графиков и тем самым сокращают время анализа.

3. Разработка метода количественного анализа аскорбиновой кислоты в витаминно-минеральном комплексе

Задачу валидации количественного определения аскорбиновой кислоты титриметрическим методом осложнена фиксированием количества миллилитров титранта, пошедшего на титрование образца. В аналитике применяют бюретки разных классов точности. В эксперименте была использована бюретка с возможной ошибкой измерения ±0,02 мл, принято считать, что также для бюреток существует ошибка «от натекания», равная 0,02 мл, т. е. суммарная ошибка при титровании равна 0,04 мл. При расчетах ошибку бюретки оцениваем в процентах от общего количества титранта, соответственно, при уменьшении навески пробы и уменьшении количества титранта точность определения снижается.

При разработке методики анализа мы исходили из принятой в аналитической химии лекарственных препаратов относительной погрешности определения 0,2−0,3% .

Для того чтобы определить, что результаты анализа аскорбиновой кислоты в пробах готовых комплексов витаминов получены с необходимой точностью, т. е. произвести валидацию использованного метода, был применен метод стандарта. Этот прием заключается в правильном подборе стандарта, т. е. в проведении параллельного титрования стандартного вещества из одной бюретки в одном интервале объема титранта. В соответствии с Руководством для предприятий фармацевтической промышленности, Части 1−3, этот метод состоит в точности таких характеристик валидации как внутри лабораторная прецизионность, предел определения и диапазон применения.

. В ГФ Х Содержание аскорбиновой кислоты в драже и в таблетках проводят путем титрования йодистого калия пробы, полученной растворением растертых препаратов. В нашей работе определение содержания аскорбиновой кислоты в витамино-минеральном комплексе Витрум проведено по методу количественного определения аскорбиновой кислоты методом Тильманса.

При выборе метода определения исходили из способности аскорбиновой кислоты образовывать окислительно-восстановительную систему с образованием дегидроаскорбиновой кислоты, способной восстанавливаться в аскорбиновую кислоту.

Аскорбиновая кислота Дегидроаскорбиновая кислота Метод по своему принципу основан на способности витамина С восстанавливать краску Тильманса (2,6-дихлорфенолиндофенол), что сопровождается изменением окраски раствора от синей до розовой. В ходе происходит реакция:

Синяя краска Тильманса восстанавливается в бесцветное соединение аскорбиновой кислотой при изменении pH среды между рН 4 и 5 индикатор 2,6-дихлорфенолиндофенол дает фиолетовую окраску. Также индикатор дает переход от интенсивного синего цвета в щелочной среде к бледнокрасному в кислой среде. Возможен также переход от темносинего окисленного состояния к бесцветному, а при избытке индикатора цвет раствора будет розовым.

Установлено, что при взаимодействии 2,6-дихлорфенолиндофенола с аскорбиновой кислотой на одну молекулу аскорбиновой кислоты М.м. 176 приходится две молекулы индикатора (молекулярная масса аскорбиновой кислоты равна 176, грамм-эквивалент — 88 г).

При проведении анализов использованы следующие реактивы:

— 2,6-дихлорфенолиндофенол

— метафосфорная кислота и уксусная кислота

— карбонат натрия

— дистиллированная вода.

Приготовление стандартного раствора проводим путем растворения 50 мг 2,6-дихлорфенолиндофенола в 50 мл воды, в которой содержится 42 мг бикарбоната натрия. После растворения красителя раствор доводим до 200 мл, отфильтровываем в светозащитную емкость. Хранить раствор можно только в течение 3-х дней.

Приготовление раствора метафосфорной и уксусной кислот проводим путем растворения 15 г метафосфорной кислоты и 40 мл ледяной уксусной кислоты в 500 мл воды.

Приготовление пробы образца проводим путем измельчения 20 таблеток, в каждой из них содержится 60 мг аскорбиновой кислоты. Из растертой смеси отбираем пробу, в которой по расчету должно содержать 100 мг аскорбиновой кислоты (0,5 г) и помещаем в мерную колбу на 200 мл, добавляем раствор метафосфорной и уксусной кислот (75 мл), перемешиваем и доводим после тщательного перемешивания водой до метки. Раствор готов к титрованию в течение 24 часов. Это связано с тем, что аскорбиновая кислота может превращаться в дегидроаскорбиновую при нахождении в растертом состоянии на воздухе.

Титрование проводим в конусной колбе емкостью 50 мл. В эту колбу помещаем 4 мл приготовленного раствора пипеткой. Также в колбу добавляем 5 мл раствора двух кислот для поддержания соответствующего значения РН. Титрование стандартным раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола проводим до появления розовой окраски раствора, не исчезающей в течении 5 сек.

Титр стандартного раствора 2,6-дихлорфенолиндофенола рассчитываем по результатам титрования стандартного образца аскорбиновой кислоты (99,9%):

Тст = М*Р*2/50/(Vст-Vконтр обр), мг/мл Т — титр, М — масса стандарта аскорбиновой кислоты, мг; Р — концентрация стандарта, %; Vст — объем титранта, пошедший на титрование стандартного образца, мл; Vконтр обр — объем титранта при титровании контрольного образца, состоящего метафососфорной и уксусной, 1 кислот — 5,5 мл и 15 мл воды.

Расчет содержания в образце проводим по формуле:

Маск к. = (Vобр-Vконтр обр)*Тст*(¼, 0)*(200/Мобр)*Мср., мг/таб

Vобр, — объем титранта на титрование образца, мл; Vконтр обр — объем титранта на титрование контрольного образца, мл; М — масса образца, мг; Мср — средняя масса образца, мг/таб.

Результаты анализа приведены в таблице.

Опыт Содержание в образце Определение титра Объем титранта, мл Маск к, мг/таб Объем титранта, мл Тст, мг/мл Vобр, Vконтр обр Vобр, Vконтр обр 1 55 1,0 61,1 11,5 0,5 0,0454 2 56 62,3 12 0,0435 3 54 60,0 12,5 0,0417 4 58 64,5 11,5 0,0454 5 54 60,0 11,5 0,0454

Заключение

Анализ существующих методик количественного определения аскорбиновой кислоты.

В настоящее время основным методом качественного и количественного анализа аскорбиновой кислоты являются методы химического анализа, согласно фармакопейным статьям разных стран.

Методы химического анализа хорошо проработаны, в методиках учтены многие специфические детали анализа и отработан алгоритм проведения анализа. Титриметрические методы просты в исполнении, но длительны и трудоемки, требуют предварительной стандартизации титранта, а в неводном титровании − использования токсичных растворителей. При этом визуальная индикация значительно снижает точность анализа.

Однако, в связи с развитием аналитического приборостроения возможно применять новые инструментальные методы анализа и такие работы успешно проводят в нашей стране и за рубежом.

Наиболее проработанными методами количественного анализа содержания аскорбиновой кислоты являются методы кулонометрии и капиллярного электрофореза [8−10]. В работе [10] приведены сравнительные результаты определения карбоновых кислот и аскорбиновой кислоты методами кулонометрического и алкалиметрического титрований (P=95%).

Полученные данные показали, что результаты кулонометрического анализа по отработанной специально для аскорбиновой кислоты, методике не выходят за рамки норм допустимых отклонений содержания действующего вещества.

Также можно считать вполне реальным метод капиллярного электрофореза, поскольку уже разработаны приборы для выполнения анализов электрофоретическим методом и методики капиллярного электрофореза успешно применяют в фармакопеях других стран.

Все более широкое применение для количественного анализа содержания аскорбиновой кислоты в растительных продуктах находит метод химического определения с краской Тильманса благодаря хорошей наглядности метода и компактности метода.

1. Аксенова Э. Н., Арзамасцев В. Н. Фармацевтическая химия. М. Гэотар. 2001. -456 с.

2. Полинг Л., Полинг П. Химия. М.: Мир.

1978. — 678 с.

3. Чичибабин А. Е. Основные начала органической химии. Т.1,2, М. Госхимиздат. 1957.

4. Воробьева Л. И. Микробиологический синтез витаминов. М.: изд. МГУ, 1982. — 168 с.

5. Международная фармакопея. Т.1,2,3. Женева, 1983

6. Государственная фармакопея. ГФ Х II.

7. Фармакопея США

http://www.gmp-club.com/ru/links/pharmacopeians.html

8.

http://www.fizlabpribor.ru/a_d_pribor/ad1/KapEl.htm

9.

http://www.gosthelp.ru/gost/gost5664.html

10. Лира О. А. Совершенствование фармацевтического анализа лекарственных средств ряда кислот и оснований с помощью гальваностатической кулонометрии. Автореф. К.ф.н. М. 2011.