Установление подлинности (идентификация) лекарственных веществ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ”

Е.А. Краснов, А.А. Блинникова

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В АНАЛИЗЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Томск 2011

УДК 543.544.1:615.074

ББК Г472+ Р282

К 783

Краснов Е.А., Блинникова А.А., Физико-химические методы в анализе лекарственных средств: Учебное пособие. – Томск, 2011. – 168с.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы, аппаратурное оформление и аналитические возможности широко используемых физико-химических методов в фармацевтическом анализе. Описаны примеры применения ГЖХ, ВЭЖХ, спектрофотометрии, рефрактометрии, поляриметрии для установления подлинности, испытания на чистоту и количественное определение лекарственных средств. Приведены вопросы для самоподготовки и тестовые задания по указанным методам.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности фармация (заочной формы обучения).

Табл.8. Ил.35. Библиогр. 6 назв.

Рецензенты:

Заведующая кафедрой фармацевтической химии с курсом токсикологической

химии ММА им. И.М.Сеченова, д.ф.н.

профессор Г.В.Раменская

Заведующая кафедрой фармацевтической химии Новосибирского государственного медицинского университета, д.ф.н.,

профессор Е.А.Ивановская

Утверждено и рекомендовано к изданию учебно-методическим советом фармацевтического факультета (протокол № 2 от 24 ноября 2009 г.) и центральным методическим советом ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава (протокол № 2 от 10 июня 2010 г.)

BN5-98591-019-9 © Е.А.Краснов, А.А.Блинникова, 2010

© Сибирский государственный

медицинский университет, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

БХ – бумажная хроматография

ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография

ГЖХ – газожидкостная хроматография

ГСО – государственный стандартный образец

ГФ – государственная фармакопея

КХ – колоночная хроматография

НД – нормативный документ

НЖД – неподвижная жидкая фаза

НФ – неподвижная фаза

НФХ – нормально-фазовая хроматография

ОФХ – обращено-фазовая хроматография

ПГФ – подвижная газовая фаза

ПТ – потенциометрическое титрование

ПФ – подвижная фаза

РСО – рабочий стандартный образец

СОВС – стандартный образец вещества-свидетеля

ТСХ – тонкослойная хроматография

УФ – ультрафиолетовый

ФС – фармакопейная статья

ФСП – фармакопейная статья предприятия

ВВЕДЕНИЕ

Расширение арсенала лекарственных средств (ЛС) сопровождается развитием новых методов их анализа. Это связано с тем, что выход и качество конечных продуктов химико-фармацевтического производства зависит не только от строгого проведения процесса согласно технологическому регламенту, от качества исходного сырья, но и от применения надежных методов постадийного контроля. Поэтому вопросам совершенствования контроля качества ЛС в последнее десятилетие уделяется значительное внимание.

Как известно, аналитический контроль проводится на всех этапах производства, начиная от входного контроля качества сырья и заканчивая анализом готовой продукции. Этот контроль должен осуществляться в полном соответствии с действующей нормативной документацией (национальная фармакопея, ФСП). Нормативный документ содержит совокупность официальных методов исследования субстанций и их лекарственных форм, на основании результатов анализа которых решается вопрос о возможности их применения в медицинской практике. При этом устанавливается доброкачественность ЛС, складывающаяся как из определения подлинности, так и обнаружения примесей и количественного содержания действующего вещества.

Основными требованиями фармакопейного анализа ЛС являются высокая чувствительность, специфичность, точность и экспрессность. Этим требованиям удовлетворяют физические и физико-химические методы анализа, основанные на измерениях некоторых констант, присущих каждому веществу.

В основном физико-химические методы разделяют на три группы:

1)оптические методы, базирующиеся на закономерностях взаимодействия вещества с электромагнитным излучением;

2)хроматографические методы разделения и количественного определения смеси веществ, основанные на различии в распределении компонентов между подвижной и неподвижной фазой;

3)электрохимические методы анализа, в основе которых лежат электрохимические свойства вещества.

К числу оптических методов относятся: рефрактометрия,

поляриметрия, cпектрофотометрия, фотоколориметрия, фототурбидиметрия, флуориметрия. Из перечисленных методов последние два не рассматриваются, в связи с их ограниченным применением в фармацевтической практике.

Из хроматографических методов разделения используются: хроматография на бумаге, хроматография в тонком слое сорбента (ТСХ), газожидкостная хроматография (ГЖХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). В настоящем пособии рассмотрены теоретические основы и аналитические возможности широко используемых хроматографических методов – ГЖХ и ВЭЖХ. Показана их исключительная универсальность, позволяющая решать задачи разделения смесей различных веществ – от самых простых до сложнейших органических соединений. На ряде примеров описано применение указанных методов для целей фармакопейного анализа.

К электрохимическим методам относятся: потенциометрия, кондуктометрия, полярография и др. В пособии нашла отражении только

потенциометрия – метод, основанный на измерении разности равновесных потенциалов практически в отсутствие тока между индикаторным электродом и электродом сравнения, погруженными в анализируемый раствор.

Учитывая, что пособие рассчитано в основном на студентов заочного отделения, приведены вопросы для самоподготовки и тестовые задания по предлагаемым физико-химическим методам.

При подготовке настоящего учебного пособия включались только те сведения, знание которых необходимо для качественного и количественного анализов субстанций, лекарственных средств и обнаружения в них примесей.

ГЛАВА 1. РЕФРАКТОМЕТРИЯ

Рефрактометрияшироко распространена в самых различных областях химии. Она применяется в фармацевтическом, биохимическом анализе, анализе пищевых продуктов и т.д. Этот метод является старейшим из применяемых в химии оптических методов исследования. Основываясь на величинах показателей преломления и плотности, Исаак Ньютон сделал интересные заключения о составе солей, этилового спирта и др. веществ. В середине CVIII в. петербургским академиком – Иоганном Эйлером была выполнена серия измерений показателей преломления ряда жидкостей.

Над конструкцией и усовершенствованием одного из первых рефрактометров работал Михаил Ломоносов с 1752 по 1762 г.

Большую роль в распространении рефрактометрии сыграли работы немецких профессоров Аббе (1840-1905) и Пульфриха (1858-1927), создавших удобные конструкции рефрактометров, широко применяемых и в настоящее время.

Широкому распространению рефрактометрии в качестве одного из методов анализа способствовало совмещение высокой точности, технической простоты и доступности. Показатель преломления принадлежит к числу немногих физических констант, которые можно измерить с очень высокой точностью и небольшой затратой времени, располагая малым количеством вещества. Существующие рефрактометры позволяют определить показатель преломления с точностью порядка 10^–4-10^–5, т.е. до 0,01% и даже до 0,001% от измеряемой величины. Для этого требуется 0,05-0,5 г вещества, а вся процедура измерений сводится к снятию показаний по шкале и несложному расчету. Время, необходимое для измерения и проведения соответствующих расчетов, составляет всего несколько минут. Существенным достоинством метода является возможность автоматической регистрации показателей преломления.

1.1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

При пересечении границы раздела двух прозрачных однородных сред

(рис.1) направление луча света изменяется в соответствии с установленным еще в начале XVII в. законом преломления. Согласно этому закону, отношение синусов углов падения α и преломления β, равное отношению скорости распространения света V₁ и V₂ в двух соприкасающихся средах, есть величина постоянная: ,где n – называется относительным показателем (или коэффициентом) преломления.

Показатель преломления зависит от ряда факторов:

· природы вещества;

· концентрации раствора;

· природы растворителя;

· температуры;

· длины волны света.

Рис. 1. Преломление луча на границе

Двух прозрачных сред

При работе с растворами веществ сначала измеряют показатель преломления растворителя, который вычитают из показателя преломления раствора. Определение проводят при температуре 20⁰С и длине волны линии D спектра натрия 589,3 нм, и показатель преломления обозначают с индексами – n_D²⁰.

Ниже приведены показатели преломления наиболее часто применяемых растворителей: вода – 1,3330; метанол – 1,3286; этанол – 1,3613; ацетон –1,3591; хлороформ – 1,4456.

Влияние температуры в рефрактометрии исключают, термостатируя призменные блоки, имеющие водные рубашки. При температурах, отличающихся от 20⁰С на 5-7⁰С можно не термостировать призмы рефрактометра, а при расчетах вводить поправку по формуле:

n₂₀=n_t – (20 – t) · 0,0002 (1.1) ,

где n_t – показатель преломления при температуре измерения;

n₂₀ – показатель преломления при 20⁰С;

t – температура, при которой измеряют показатель преломления.

В этом случае исследуемый раствор, растворитель и рефрактометр должны находиться 30-40 мин в условиях одинаковой температуры.

Рефрактометрический метод в фармацевтическом анализе

применяется для решения следующих задач:

Установление подлинности (идентификация) лекарственных веществ

а) Наличие оксибутират-иона в препарате «Натрия оксибутират» подтверждают реакцией образования γ-бутиролактона, который затем извлекают эфиром, очищают от примесей и устанавливают показатель преломления (n_D²⁰=1,4280-1,4360).

б) При испытании на подлинность фторотана, согласно НД, требуется соответствие его основным константам (температура кипения, плотность, показатель преломления), при этом n_D²⁰ должен быть в интервале 1,3695-1,3705.