Примеси в лекарственных препаратах. 
Разработка методики определения свободной салициловой кислоты в ацетилсалициловой кислоте

Хроматографируют 10 мкл раствора сравнения.

Хроматографическая система считается пригодной, если выполняются следующие условия:

— относительное стандартное отклонение, рассчитанное для площади пика кислоты салициловой, на хроматограммах раствора сравнения должно быть не более 2,0%.

На хроматограмме испытуемого раствора площадь пика кислоты салициловой не должна превышать площадь пика соответствующей примеси на хроматограмме раствора сравнения (3,0%).

Для разработки методики определения содержания примеси кислоты салициловой в кислоте ацетилсалициловой выбран оптический аналитический метод спектрофотометрии.

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ, метод исследования и анализа веществ, основанный на получении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения. По типам изучаемых систем спектрофотометрию обычно делят на молекулярную и атомную; спектрофотометрию в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовых областях спектра.

Применение спектрофотометрии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра основано на поглощении электромагнитного излучения соединениями, содержащими хромофорные (например, С = С, С=С, С=О) и ауксохромные (ОСН3, ОН, NH2 и др.) группы. Поглощение излучения в этих областях связано с возбуждением электронов s-, p-и n-орбиталей основного состояния и переходами молекул в возбужденные состояния: s: s*, n: s*, p: p* и n: p* (переходы перечислены в порядке уменьшения энергии, необходимой для их осуществления). Переходы s: s* находятся в далекой ультрафиолетовой области, например, у парафинов при ~ 120 нм. Переходы n: s* наблюдаются в ультрафиолетовой области; например, органические соединения, содержащие n-электроны, локализованные на орбиталях атомов О, N, Hal, S, имеют полосы поглощения при длине волны около 200 нм. Линии, соответствующие переходам p: p*, например, в спектрах гетероциклических соединений проявляются в области около 250 300 нм и имеют большую интенсивность. Полосы поглощения, соответствующие переходам n: p*, находятся в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра; они характерны для соединений, в молекулах которых имеются такие хромофорные группы, как С = О, C = S, N = N. Так, насыщенные альдегиды и кетоны имеют максимумы поглощения при длине волны около 285 нм. Переходы типа n: p* часто оказываются запрещенными, и соответствующие полосы поглощения обладают очень малой интенсивностью.

Переходы типа p: p* могут сопровождаться переходом электрона с орбитали, локализованной главным образом на одной группе (например, С=С), на орбиталь, локализованную на другой группе (например, С=О). Такие переходы сопровождаются переносом электрона с одного атома на другой и соответствующие спектры называются спектрами с переносом заряда. Последние характерны для различных комплексов (например, ароматических соединений с галогенами), интенсивно поглощающих в видимой и УФ областях.

Для ионов переходных металлов и их комплексных соединений характерны переходы с участием d-электронов, а для актиноидов переходы с участием f-электронов. Соответствующие соединения в растворе бывают интенсивно окрашенными, причем окраска (спектр поглощения) зависит от степени окисления катиона и устойчивости комплексного соединения. Поэтому спектрофотометрию широко используют при исследовании и анализе комплексных соединений металлов.

Изолированные хромофоры в молекуле поглощают независимо. В случае какоголибо взаимодействия между ними аддитивность спектров нарушается. По отклонениям от аддитивности можно судить о характере и величине взаимодействия. Поскольку положение полос в спектре определяется как разность энергий основного и возбужденного состояний молекул, можно определять структуру энергетических уровней молекул или по известной схеме энергетических уровней определять положение полос поглощения. Любому электронному состоянию молекул соответствует набор различных колебательных уровней энергии. Колебательная структура полосы, соответствующей переходу между электронными уровнями, может отчетливо проявляться не только в спектрах газов, но и в спектрах некоторых растворов, что дает возможность получать дополнительную информацию о взаимодействии молекул. Спектрофотометрическое исследование спектров молекул в видимой и ультрафиолетовой областях позволяет установить вид электронных переходов и структуру молекул. При этом часто исследуют влияние различных типов замещения в молекулах, изменения растворителей, температуры и других физикохимических факторов.

Интенсивность полосы поглощения молекулы определяется вероятностью соответствующего колебательного (или электронного) перехода. Для характеристики интенсивности полосы служит молярный коэффициент поглощения Е, определяемый, согласно закону Бугера — Ламберта Бера, как Е = A/Cl, где, А = lgT = lg (I/I0), T пропускание, I0 и I интенсивности, соответственно, падающего и прошедшего через вещество излучения, С молярная концентрация вещества, поглощающего излучение, l толщина поглощающего слоя (кюветы). Закон Бугера — Ламберта Бера лежит в основе количеств. анализа по спектрам поглощения.

Для измерения спектров используют спектральные приборы-спектрофотометры, основные части которого: источник излучения, диспергирующий элемент, кювета с исследуемым веществом, регистрирующее устройство. В качестве источников излучения применяют дейтериевую (или водородную) лампу (в ультрафиолетовой области) и вольфрамовую лампу накаливания или галогенную лампу (в видимой и ближней инфракрасной областях). Приемниками излучения служат фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и фотоэлементы (фоторезисторы на основе свинца сульфида). Диспергирующими элементами прибора являются призменный монохроматор или монохроматор с дифракционными решетками. Спектр получают в графической форме, а в приборах со встроенной миниЭВМ в графической и цифровой формах. Графически спектр регистрируют в координатах: длина волны (нм) и (или) волновое число (см1) пропускание (%) и (или) оптическая плотность. Основные характеристики спектрофотометров: точность определения длины волны излучения и величины пропускания, разрешающая способность и светосила, время сканирования спектра. МиниЭВМ (или микропроцессоры) осуществляют автоматизирированное управление прибором и различную математическую обработку получаемых экспериментальных данных: статистическую обработку результатов измерений, логарифмирование величины пропускания, многократное дифференцирование спектра, интегрирование спектра по различным программам, разделение перекрывающихся полос, расчет концентраций отдельных компонентов и т. п. Спектрофотометры обычно снабжаются набором приставок для получения спектров отражения, работы с образцами при низких и высоких температурах, для измерения характеристик источников и приемников излучения и т. п.

Наиболее приемлемая методика определения примеси салициловой кислоты ацетилсалициловой кислоте методом спектрофотометрии в видимой области по окрашенному комплексу, полученному в результате реакции салициловой кислоты с железоаммонийными квасцами.

Основная методика выглядит следующим образом: исследуемый образец субстанции кислоты ацетилсалициловой помещают в мерную колбу, прибавляют раствор железоаммониевых квасцов, доводят растворителем до метки и определяют оптическую плотность. Содержание примеси кислоты салициловой не должно превышать 0,05% [1].

Этап 1. Расчет навески Для расчета навески исходим из того, что чувствительность спектрофотометрического метода составляет около 0,0001 г. Такое количество салициловой кислоты может содержаться в 0,02 г кислоты ацетилсалициловой. В стандартную кювету для спектрофотометрического исследования с толщиной поглощающего слоя 10 мм помещается порядка 4 мл раствора, который должен содержать 0,02 г исследуемого вещества кислоты ацетилсалициловой (или 0,0001 г кислоты салициловой). Точную навеску массой 0,02 г на аналитических весах взять проблематично, целесообразно использовать навеску не менее 0,5 г. Ввиду такого различия в массах следует использовать мерную посуду. 0,02 г препарата должно быть растворено в 4 мл, тогда 0,5 г препарата будет растворено в 100 мл (где будет содержаться около 0,0025 г кислоты салициловой). Следовательно, на аналитических весах отвешиваем 0,5 г препарата и помещаем в мерную колбу на 100 мл.

Этап 2. Приготовление раствора

В качестве растворителя целесообразно использовать этанол, так как салициловая и ацетилсалициловая кислоты лучше растворимы в этаноле и в спиртовых растворах.

Навеску, помещенную в мерную колбу, растворяем в 4 — 5 мл этанола (растворимость кислоты ацетилсалициловой в этаноле составляет 1: 7, следовательно на 0,5 г необходимо взять 3,5 мл этанола, а для того, чтобы вещество растворилось полностью, целесообразно добавить к сухому веществу 4 — 5 мл растворителя).

Этап 3. Добавление реактива

На начальном этапе рассчитываем количество реактива (железоаммонийных квасцов). Если проводить реакцию в нейтральной среде, то при рН = 4…8 образуется дисалицилатный комплекс (II), имеющий красно-бурую окраску, следовательно, с одним молем железоаммониевых квасцов будут взаимодействовать два моля салициловой кислоты.

То есть на 482,2 г железоаммониевых квасцов будут вступать в реакцию с 276,24 (138,12×2) г салициловой кислоты. В нашем случае, на 0,0025 г салициловой кислоты должно приходиться около 0,0044 г железоаммониевых квасцов, такое количество реактива может содержаться в 1 мл 0,44% раствора железоаммониевых квасцов. Для удобства воспроизведения методики можно использовать 4 мл 0,2% раствора, с тем расчетом, что примеси салициловой кислоты может содержаться больше, чем 0,05%.

После добавления реактива оставляем смесь для похождения реакции на экспериментально установленное время 3 — 5 минут.

Доводим объем раствора в мерной колбе водой до метки.

Этап 4. Приготовление раствора стандартного образца

В качестве стандартного используем раствор государственного или рабочего стандартного образца салициловой кислоты. В 4 мл раствора в кювете должно содержаться 0,0001 г салициловой кислоты. Если делать перерасчет на мерную колбу на 100 мл, то там должно содержаться 0,01 г салициловой кислоты. Такую навеску с высокой точностью взять затруднительно, поэтому целесообразно поступить следующим образом: приготовить 0,5% раствор салициловой кислоты (0,5 г салициловой кислоты растворить в мерной колбе на 100 мл), из полученного раствора взять 2 мл и перенести в рабочую мерную колбу, куда потом добавить 4 мл 0,2% раствора железоаммониевых квасцов.

Очень важно! Проводить реакцию с исследуемым и стандартным образцом одновременно!

Этап 5. Спектрофотометрирование

Ввиду того, что продукт реакции имеет краснобурую окраску, спектрофотометрирование следует проводить при длине волны 490 — 500 нм или при синезеленом светофильтре. В качестве раствора сравнения будем использовать раствор, приготовленный по той же методике, но без добавления исследуемого препарата.

Этап 6. Методика спектрофотометрического определения примеси салициловой кислоты в субстанции ацетилсалициловой кислоты Около 0,5 г (точная навеска) ацетилсалициловой кислоты растворяем в 4 — 5 мл этанола в мерной колбе на 100 мл, добавляем 4 мл 0,2% раствора железоаммониевых квасцов (ГФ Х), перемешиваем и оставляем реакционную смесь на 3 — 5 минут для полноты прохождения реакции. По истечении указанного времени доводим объем раствора в мерной колбе этанолом до метки.

Параллельно готовим раствор стандартного образца и раствор сравнения.

Раствор стандартного образца: 2 мл 0,5% раствора стандартного образца салициловой кислоты помещаем в мерную колбу на 100 мл, добавляем 2 — 3 мл этанола и 4 мл 0,2% раствора железоаммониевых квасцов (ГФ Х), перемешиваем и оставляем реакционную смесь на 3 — 5 минут для полноты прохождения реакции. По истечении указанного времени доводим объем раствора в мерной колбе этанолом до метки.

Раствор сравнения: 4 — 5 мл этанола помещаем в мерную колбу на 100 мл, добавляем 4 мл 0,2% раствора железоаммониевых квасцов (ГФ Х), перемешиваем и оставляем смесь на 3 — 5 минут. По истечении указанного времени доводим объем раствора в мерной колбе этанолом до метки.

Измеряем оптическую плотность полученных растворов на спектрофотометре при длине волны 490 — 500 нм или при синезеленом светофильтре.

Этап 7. Расчетная формула

Сст ∙ Dиссл ∙ 100 ∙ 2

Х, % = ——————————————————, или

Dст ∙ а ∙ 100

в ∙ Dиссл ∙ 100 ∙ 2

Х, % = ————————————————- ∙ 100%, где

Dст ∙ а ∙ 100 ∙ 100

Сст концентрация стандартного раствора, в %;

Dиссл оптическая плотность исследуемого раствора;

Dст оптическая плотность стандартного раствора;

а навеска исследуемого образца ацетилсалициловой кислоты, г;

в навеска стандартного образца салициловой кислоты, взятая для приготовления 0,5% стандартного раствора;

100, 100, 2 разведение растворов, мл.

7. АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ

С целью апробации разработанной методики выполнили количественное определение салициловой кислоты в субстанции, для чего приготовили серию стандартных растворов и получили окрашенные растворы по предлагаемой мной методике. Спектрофотометрирование проводили на ультрафиолетовом спектрофотометре СФ56. Полученные результаты статистически обработали с использованием параметров линейной зависимости.

Расчет производили согласно следующему алгоритму:

1. Коэффициенты линейности b и a:

;

.

2. Число степеней свободы, f:

f = m — 2.

3. Величина дисперсии :

.

4. Дисперсии констант b и a находят по уравнениям:

; .

5. Стандартные отклонения и и величины и, необходимые для оценки доверительных интервалов констант:

;

;

.

6. Центр калибровочного графика:

; .

7. Стандартные отклонения Sy и Sx:

.

8. Величины и :

.

9. Коэффициент корреляции, r:

.

№

п/п Взвешено на аналитическох весах, г (X) Определено спектрофо-тометри-чески, г (Y)

Расчет основных параметров линейной зависимости

1. 0,1203 0,1121

= 0,10 585; = 0,9 859; f = 8;

b = 0,934 726; a = 3,50 775 ∙ 10−4;

t [(P; f) при P = 95%] = 2,23;

= 4,495 478 ∙ 10−3; = 4,76 718 ∙ 10−4;

= 1,66 979 ∙ 10−9; r = 0,99

(при ,) = 2,39 866 ∙ 10−4;

= 5,34 901 ∙ 10−4; = 0,51.

2. 0,1119 0,1043 3. 0,1001 0,0932 4. 0,1054 0,0982 5. 0,1071 0,0997 6. 0,1033 0,0962 7. 0,0995 0,0927 8. 0,0998 0,0929 9. 0,1007 0,0938 10. 0,1104 0,1028 (1,0585 0,9859

Так как коэффициент корреляции ®, полученный в результате статистической обработки, приближается к единице, можно сделать заключение о правильности предлагаемой методики.

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предлагаемая методика определения примеси кислоты салициловой в ацетилсалициловой кислоте основана на различии химических свойств этих соединений. Подбор условий определения согласуется с алгоритмом разработки спектрофотометрических методик анализа. Предлагаемая методика обладает рядом недостатков и преимуществ. По сравнению с методикой, изложенной в Государственной Фармакопее десятого издания, она более трудоёмкая, по сравнению с ВЭЖХ менее специфична. К достоинствам можно отнести получаемую информацию о количественном содержании примеси салициловой кислоты, что затруднительно при определении температуры плавлении или при использовании визуального метода. По сравнению с ВЭЖХ предлагаемая методика более экспрессна, не требует дорогостоящего аппаратурного оформления, так как анализ проводится без разделения и в видимой области спектра.

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ацетилсалициловой кислоты таблетки 250, 500 мг // ФС 42−3254−95.

2. Государственная фармакопея СССР. X издание. (М.: Медицина, 1968. (337 с.

3. Государственная фармакопея СССР. XI издание. (М.: Медицина, 1987. (Вып. I. Общие методы анализа. (337 с.

4. Государственная фармакопея СССР. XI издание. (М.: Медицина, 1989. (Вып. II. Лекарственное растительное сырье. (400 с.

5. Крамаренко, В. Ф. Токсикологическая химия: [Учеб. для фармац. ин-тов и фармац. фак. мед. ин-тов] / В. Ф. Крамаренко. Киев: Выща школа, 1989. 446 с.

6. Лузин, А. А. Применение физикохимических методов для стандартизации и контроля качества лекарственных веществ, относящихся к карбоновым кислотам и их производным / А. А. Лузин: Автореф. дис. … канд. фарм. наук. — Москва, 2008. — 24 с.

7. Машковский, М. Д. Лекарственные средства. В 2-х томах. — 13-е изд. / М. Д. Машковский — М.: Медицина, 1996. -

Т. 1. — 736 с.

8. Фармацевтическая химия: Учебное пособие / Под ред. А. П. Арзамасцева. 2-е изд., испр. М.: ГЭОТАРМедиа, 2005. 640 с.