контроль качества и безопасность ЛП

рохимическим методам анализа и позволяет использовать для определений минимальные объемы пробы.

Вметоде хроматографии на бумаге в качестве носителя (сорбента) применяется спе- циально подготовленная бумага. Неподвижная фаза – это не только волокна целлюлозы, но и жидкость, адсорбированная на их поверхности. В зависимости от условий хромато- графирования различают адсорбционную и распределительную хроматографию на бума- ге. В методе адсорбционной хроматографии разделение компонентов осуществляется не- посредственно на поверхности бумаги, в методе распределительной хроматографии – с помощью неподвижной фазы, удерживающейся в порах бумаги. Выбор механизма разде- ления компонентов зависит от конкретной аналитической задачи.

Для разделения ионов и нейтральных молекул применяется электрофорез. Хромато- графическую бумагу пропитывают специальным фоновым электролитом, сравнительно хорошо пропускающим электрический ток. После нанесения на линию старта анализи- руемой и стандартной смесей вдоль бумаги пропускают постоянный электрический ток. Ионизированные частицы под действием тока перемещаются по хроматограмме в направ- лении к электродам в соответствии с величиной и знаком их зарядов. Разделение компо- нентов происходит за счет внешнего электрического поля (электроды подключают от спе- циального стабилизированного выпрямителя).

Вметоде ТСХ применяются выпускаемые промышленностью пластинки с закреплен- ным слоем сорбента – силикагелем или оксидом алюминия.

Состав тонкого слоя выбирают с учетом анализируемой пробы. Компоненты смеси должны разделяться достаточно полно, отдельные зоны не должны перекрываться. При выборе состава неподвижной фазы следует учитывать полярности сорбента и раз- деляемых веществ.

На приготовленные хроматографические пластинки наносят линии старта и финиша (рис. 13). На линии старта выбирают точки для каждой пробы или стандартного вещества на расстоянии 1,5 см от ее нижнего края. При нанесении линии финиша слой адсорбента прорезают до подложки так, чтобы при этом образовался заметный промежуток (0,5–1 мм). Таким образом, когда растворитель достигает финишной линии, перемещение подвижной фазы и разделение компонентов пробы прекращается.

Анализируемый раствор градуированным микрошприцем или микропипеткой наносят

на пластинку в любую точку на линии старта. Как правило, наносимый объем составляет 1–5 мм3. Пробу растворяют в легко испаряющемся растворителе, при этом размер пятна на пластине получается минимальным. Применяют концентрированные пробы, поскольку для проявления пятно должно содержать 0,5–10 мкг определяемого вещества.

	Рис. 13. Тонкослойная	b
	хроматограмма:
	а-линия старта;	y X3
	b- линия фронта;
	х-длина пробега;	X2
		X1
	у-высота подъема элюента
		а

После удаления избытка растворителя пластинку помещают в камеру для хроматогра- фирования – плотно закрывающийся стеклянный сосуд с плоскими стенками. Для получе- ния воспроизводимых результатов хроматографирования атмосферу камеры насыщают парами растворителя (подвижная фаза) – восходящий вариант ТСХ. Создание насыщен- ной атмосферы необходимо для устранения перемещения пятен, находящихся по краям пластинки, со скоростью, заметно отличающейся от скорости перемещения пятен, нане- сенных в середину пластинки.

Известно несколько вариантов ТСХ, различающихся способом введения растворителя,

121

наиболее распространенный вариант – восходящее элюирование. Растворитель помещают на дно хроматографической камеры, нижний край пластинки с нанесенными пробами медленно пропитывается подвижной фазой. Фронт хроматографирования перемещается снизу вверх.

Нисходящее элюирование применяется при анализе проб, компоненты которых мед- ленно перемещаются по слою. Растворитель подают на пластинку из специального уст- ройства сверху, т.е. к капиллярным силам добавляется сила гравитации. Таким способом достигается лучшее разделение компонентов смеси, чем при восходящем элюировании.

Для решения задач, связанных с разделением сложных смесей, применяется двухмер- ная хроматография. Анализируемую смесь разделяют одним растворителем, затем полу- ченные зоны отдельных компонентов обрабатывают другим растворителем, подавая его в направлении, перпендикулярном к первоначальному. В результате действия двух различ- ных элюентов происходит значительно более полное разделение смеси.

При выборе элюента руководствуются элюотропным рядом, в котором растворители расположены по возрастанию элюирующей эффективности, а также данными о свойствах разделяемых веществ и их способности взаимодействовать с подвижной и неподвижной фазами. Выбор растворителя аналогичен выбору состава элюента в колоночной хромато- графии. Не рекомендуется применение многокомпонентных смесей; использование одно- или двухкомпонентных элюентов улучшает воспроизводимость получаемых данных.

После разделения компонентов хроматографическую пластинку извлекают из камеры, просушивают для удаления избытка подвижной фазы, затем хроматограмму проявляют. Окрашенные компоненты смеси четко видны на пластинке после разделения. Неокрашен- ные соединения обнаруживают различными способами. Если хроматограмму поместить в йодную камеру (сосуд с кристаллами иода), то компоненты смеси обнаруживаются в виде коричневых пятен. Хроматограмму проявляют опрыскиванием специфическими реакти- вами, образующими с компонентами смеси окрашенные соединения (рис. 14). Состав тон- кого слоя готовых пластинок иногда включает люминофоры. При облучении такой пла- стинки светом с длиной волны 254 нм сорбент флуоресцирует, разделяемые компоненты проявляются в виде темных пятен.

Рис. 14. Хроматограмма аминосоединений, проявитель – 4-хлор-5,7-динитробензофуразан: 1– димети- ланилин; 2 – анилин; 3 – 2,2,4-триметилдигидрохинолин; 4 – дифениламин; 5 – фенил-α-нафтиламин; 6 – α-нафтиламин; 7 – гидразид салициловой кислоты; 8 – гидразин солянокислый; 9 – гидразин; 10 – изо- ниазид; 11 – фосфабензид [10]

При разделении некоторых сложных смесей применяется радиальная (круговая) хро- матография, например при обнаружении легирующих компонентов в сталях и сплавах. Хроматографическую бумагу вырезают в виде круга, анализируемый раствор помещают в центр хроматограммы и туда же по каплям наносят подвижную фазу. Диффундируя под действием капиллярных сил, подвижная фаза захватывает анализируемую смесь, компо- ненты которой при движении по бумаге распределяются концентрическими кругами. По- лученную радиальную хроматограмму разрезают на отдельные секторы, каждый из кото- рых проявляют различными реактивами (опрыскивают из пульверизатора). Применение

122

радиальной хроматографии повышает возможности идентификации отдельных компонен- тов сложных смесей, однако при этом необходимо обеспечить равномерное продвижение фронта подвижной фазы.

Для оценки степени удерживания применяется коэффициент Rf, равный отношению расстояния X, пройденного веществом от линии старта до центра зоны распространения со- ответствующего вещества, к расстоянию Y, пройденному растворителем от линии старта до границы (фронта) распространения растворителя:

Rf = X/Y

Этот параметр аналогичен относительным параметрам удерживания в методах газовой хроматографии и ВЭЖХ.

Сопоставляя величины Rf анализируемых и стандартных соединений, а также окраску пятен, делают вывод о качественном составе анализируемой пробы. Коэффициенты Rf имеют стабильные значения только в определенных условиях, зависящих от состава и структуры тонкого слоя, физико-химических свойств подвижной фазы и температуры. Для получения однозначных и воспроизводимых результатов анализируемые и стандарт- ные пробы хроматографируют в идентичных условиях.

Количественную оценку проводят по площади пятна и интенсивности его окраски или после перенесения пятна с пластинки в раствор. Во втором варианте количественное оп- ределение осуществляют после элюирования определяемого вещества с сорбента. Для из- мерения содержания компонента непосредственно на пластинке известно несколько спо- собов. Наиболее простой прием состоит в измерении площади пятна. Предварительно строят градуировочный график

S = f (m)

где S – площадь пятна, т – масса определяемого или стандартного вещества. При содержании компонентов в пределах 1–80 мкг эта зависимость линейна.

Распространен фотометрический способ количественного детектирования. Для опре- деления содержания веществ в пятне измеряют интенсивность отраженного света с при- менением спектроденситометров, работающих в широкой области спектра (λ = 190–1000 нм). Интенсивность проходящего света измеряют микрофотометрами. Пластинку поме- щают на специальную площадку, продвигающуюся с постоянной скоростью относительно детектирующего устройства. Сигнал устройства пропорционален количеству вещества в зоне пятна и фиксируется в виде хроматографических пиков.

Для снижения относительной погрешности определения анализируемые соединения соскабливают с пластинки вместе с адсорбентом (неподвижной фазой) и определяют, как правило, фотометрически. При этом относительная погрешность не превышает 20–25%.

При фармацевтическом анализе важно контролировать не только ход технологических процессов, но и качество поступающего сырья растительного происхождения и готовой продукции. Метод ТСХ незаменим для оценки подлинности и доброкачественности ЛС.

Содержание вводимых в лекарственные препараты красителей строго нормируется, их определение методом ТСХ не требует применения проявителя. При анализе ЛФ необ- ходимо определять содержание консервантов и других вспомогательных веществ.

Несмотря на доступность оборудования и необходимых реактивов, малую трудоем- кость выполняемых операций, метод ТСХ характеризуется достаточно высокой эффек- тивностью и низкими пределами обнаружения.

7.1.4. Гель-хроматография

Гель-хроматография – метод разделения веществ, основанный на различии размеров их молекул. Метод известен под названиями гель-проникающая и эксклюзионная хрома- торафия.

123

В качестве неподвижной фазы применяют гели, имеющие определенный размер пор; подвижная фаза – водные или органические элюенты. Наиболее простое объяснение ме- ханизма разделения в гель-хроматографии состоит в том, что молекулы анализируемых веществ распределены между неподвижным растворителем в порах сорбента и элюентом, протекающим через слой неподвижной фазы. Молекулы с размером, позволяющим про- никать в поры сорбента при движении вдоль колонки, задерживаются в порах. Молекулы, имеющие размеры большие, чем поры, не проникают в сорбент и вымываются из колонки со скоростью движения элюента. Молекулы, проникающие в поры всех размеров, движут- ся наиболее медленно. Снижение скорости движения компонентов вдоль колонки прямо связано с количеством пор, в которые способны диффундировать распределяемые части-

цы (рис. 15).

Рис. 15. Модель разделения молекул по размеру в гель-хроматографии

Таким образом, методом гель-хроматографии можно разделять смеси веществ в зави- симости от размеров их молекул. Выход компонентов из колонки происходит в порядке снижения их молекулярных масс. Вытекающие из колонки растворы анализируют различ- ными методами, например спектрофотометрическим, фотометрическим, титриметриче- ским (амперометрическое или потенциометрическое детектирование).

В гель-хроматографии применяются неподвижные фазы, способные к образованию геля с растворителями. Эти гели подразделяют на мягкие, полужесткие и жесткие. К мяг- ким относятся гели, приготовленные на основе полисахаридов – крахмала, декстрина, целлюлозы. Наиболее широкое применение в лабораторной практике получил сефадекс – высокоочищенный и специально подготовленный препарат кукурузного крахмала. Мягкие гели применяются для разделения сравнительно низкомолекулярных соединений, они не устойчивы к повышенным давлениям и температурам и деформируются при относительно высоких скоростях движения элюента, что нарушает хроматографическое разделение.

Для достижения большей стабильности гелей при экспериментировании с мягкими и полужесткими гелями применяется колоночный вариант хроматографирования.

Мягкие гели готовят насыщением водой или элюентом в течение 5–20 ч соответст- вующего гелеобразователя (сефадекс, полиакриламид и др.). Продолжительность и темпе- ратура насыщения указаны на упаковке препарата.

Полужесткие гели синтезируют сополимеризацией стирола и дивинилбензола (стиро- гели) или полимеризацией винилацетата (поливинилацетатные гели). Сорбенты, получен- ные на основе этих гелей, выдерживают значительно более высокие давления, чем мягкие гели, и находят применение в колонках гель-хроматографов. Полужесткие гели в отличие от гидрофильных мягких гелей применимы при элюировании органическими растворите- лями.

Жесткие гели – это стекла или силикагели с фиксированными размерами пор. Такие гели устойчивы в эксплуатации и не изменяются при повышенных давлениях и темпера- турах, однако характеризуются высокой адсорбционной активностью. Для ее снижения жесткие гели предварительно обрабатывают специальными реактивами, действующими на поверхность сорбента.

Гель-хроматография применяется для определения молекулярно-массового распреде-

124

ления полимеров в ЛФ и установления размеров их молекул. Для решения задачи приме- няют метод градуировочного графика, который имеет сложный вид и описывает зависи- мость удерживаемого объема от молекулярной массы или размера молекул. По графику находят содержание молекул определенного размера в анализируемой смеси.

Гель-хроматография используется для разделения сложных смесей органических ве- ществ, например углеводов с различными молекулярными массами (крахмал, водораство- римые сахара). В фармацевтической промышленности этот метод применяется для анали- за исходного растительного сырья, а также для оценки качества готовой продукции. Не- смотря на относительную простоту выполнения гель-хроматография используется для решения такой сложной задачи, как контроль процесса ферментационной деструкции бел- ковых веществ, полипептидов и других высокомолекулярных соединений. Определение базируется на разделении смеси высокомолекулярных и низкомолекулярных редуцирую- щих сахаров (например, полисахаридов, три-, ди- и моносахаридов) или при отделении крахмала от низкомолекулярных компонентов методом гель-хроматографии, основанное на различиях в молекулярных массах разделяемых соединений.

7.2. Оптические методы

Оптические методы анализа, основанные на взаимодействии лучистой энергии с ана- лизируемым веществом, являются высокочувствительными методами, позволяющими оп- ределять микро- и макроколичества различных ЛВ. Одним из вариантов оптических мето- дов является метод УФ- и видимой спектроскопии, основанный на взаимодействии веще- ства с излучениями ультрафиолетовой и видимой областей электромагнитного спектра, а именно – на избирательном поглощении электромагнитного излучения однородными не- рассеивающими системами.

Инфракрасная (ИК) область электромагнитного спектра, используемая в фармацевти- ческом анализе, охватывает интервал 4000–250 см–1.

7.2.1.Метод абсорбционной спектроскопии

Врезультате избирательного поглощения одной или нескольких длин волн из сплош- ного излучения система приобретает определенный цвет. О величине поглощения визу- ально судят по интенсивности этой окраски, а метод, основанный на использовании немо- нохроматических излучений, называется фотоколориметрическим. В отличие от этого ме- тод, основанный на работе с монохроматизированными электромагнитными излучениями, называется спектрофотометрическим.

Внастоящее время абсорбционная спектроскопия основана, главным образом, на из- мерении монохроматических излучений, что имеет ряд преимуществ по сравнению с ис- пользованием источников сплошных излучений. Большинство выпускаемых промышлен- ностью приборов имеет устройство для монохроматизации излучения (специальные мо- нохроматоры или светофильтры). Изучая поглощение данной системой монохроматиче- ских излучений различных длин волн, можно получить спектр поглощения, т.е. зависи- мость величины поглощения от длины волны. Поскольку величины поглощения многих ЛВ обычно очень малы, в практике спектрофотометрии используют различные химиче- ские реакции, которые приводят к образованию соединений, растворы которых обладают значительным поглощением в одном из участков спектра, т.е. проводят спектрохимиче- скую реакцию (см. главу 4). К реакциям, используемым в спектрофотометрическом мето- де анализа, предъявляют в основном те же требования, что и к любым другим, применяе- мым в аналитической химии ЛВ. Особое значение имеют такие свойства, как специ- фичность, чувствительность, хорошая воспроизводимость окраски и ее устойчивость во времени.

Любое спектрофотометрическое определение состоит из трех этапов:

– переведение анализируемой пробы в раствор;

– получение окрашенного соединения;

125

– измерение светопоглощения используемого раствора.

Если пропустить через слой вещества (в частном случае раствора) пучок света с ин- тенсивностью I0, то после прохождения его интенсивность уменьшится до Il. Бугер, а вслед за ним Ламберт, установили, что интенсивность прошедшего через слой пучка света связана с первоначальной следующим образом:

Il = I0 · 10–kl ,

где l – толщина слоя, k – коэффициент пропорциональности.

Второй закон поглощения электромагнитного излучения установлен Бером и выража- ет связь между интенсивностью монохроматического потока и концентрацией вещества в поглощающем растворе: поглощение потока электромагнитного излучения прямо пропор- ционально числу частиц поглощающего вещества, через которое проходит поток этого излучения.

Следовательно,

k = ε · С ,

где ε – коэффициент поглощения.

Объединенный закон Бугера-Ламберта-Бера выражается уравнением

Il = I0 · 10– εcl,

lg I0 = εcl Il

Полученную величину называют оптической плотностью поглощающего вещества и обозначают буквой А. Тогда

A = lg I0 = εcl Il

Отношение Il/I0 называют пропусканием раствора и обозначают буквой Т. Обычно Т выражают в процентах, тогда

A = lg 1 100 = 2 − lgT T

При графическом изображении зависимости оптической плотности от концентрации (при постоянной величине l) получается прямая линия. Она проходит через начало коорди- нат при отсутствии поглощения света растворителем и систематических ошибок. Следует особо подчеркнуть, что такая зависимость строго соблюдается только для монохроматиче- ских излучений. Как уже упоминалось, поглощение раствора, т.е. его оптическая плотность, является также функцией длины волны поглощенного света (рис. 16). Полученная таким образом спектральная характеристика раствора дает возможность выбрать оптимальную длину волны для более точных измерений оптической плотности (λmax).

Величина ε называется молярным коэффициентом поглощения. Молярный коэффици- ент поглощения зависит от природы окрашенного вещества и характеризует чувствитель- ность соответствующей фотометрической реакции. Для реакций, используемых в фото- метрии, ε имеет обычно порядок 102–105, а при С = 1 M и l = 1 см А = ε. Молярный коэффициент поглощения является также функцией длины волны.

Важным дополнением к закону Бугера-Ламберта-Бера является закон аддитивности. В соответствии с этим законом оптическая плотность смеси соединений, подчиняющихся закону Бугера-Ламберта-Бера и не вступающих в химическое взаимодействие друг с дру- гом, равна сумме парциональных оптических плотностей, отвечающих поглощению света каждым из соединений

А = ∑εilci

126

А
	4	3
0,2
		2
0,1	1
	450	490	530	λ,нм

Рис. 16. Спектры поглощения 4,6-динитробензофуроксановых (3) и 5,7-динитробензофуразановых (1,2,4) производных лекарственных веществ: 1 - натриевая соль бензилпенициллина; 2 - N,N- дибензилэтилендиаминовая соль бензилпенициллина; 3 - новокаиновая соль бензилпенициллина; 4 - ново-

каиновая соль бензилпенициллина. Растворитель: метанол-вода (30:70%, об.). Концентрация, моль/л: 1 - 10-4,

2 - 5 10-5; 3 - 10-5; 4 - 10-5

Принцип аддитивности положен в основу количественного анализа многокомпонент- ных лекарственных смесей.

Чувствительность фотометрических методов довольно высока. Минимальную опреде- ляемую концентрацию обычно рассчитывают по соотношению

Сmin = Aεmin

l ,

если принять Amin = 0,01, l = 1 см и e =103 , то

Сmin = 10,01×10−3 = 10−5 M

Величина минимально определяемой концентрации может быть снижена, если e>103, что бывает достаточно часто.

Точность фотометрических методов в зависимости от индивидуальных особенностей фотометрической реакции, применяемого прибора и других факторов изменяется в до- вольно широких пределах. Обычная погрешность фотометрических методов составляет примерно 1–2%.

7.2.2. Спектроскопия в инфракрасной области спектра

ИК-спектроскопия в последнее время все чаще применяется для анализа различных классов ЛВ. Поскольку совокупность всех полос поглощения, образующая ИК-спектр дан- ного вещества, однозначно определяет его индивидуальность, ИК-спектроскопия использу- ется в основном как метод испытания на подлинность.

Подготовка образца для анализа является наиболее важным моментом при определе- ниях в ИК-области спектра. Жидкие вещества можно испытывать непосредственно или в подходящем растворе. Ни один растворитель при достаточной толщине слоя полностью непрозрачен во всей области ИК-спектра. Чаще всего используют четыреххлористый уг- лерод, хлороформ и дихлорметан. При интерпретации спектров необходимо учитывать возможное перекрывание полос поглощения вещества за счет поглощения растворителя.

Почти все современные фармакопеи рекомендуют проводить испытание на подлин- ность методом ИК-спектроскопии, предписывая при этом использование стандартного

127

образца данного ЛВ. Анализ сводится к последовательному снятию спектров аналогич- ным образом приготовленных проб испытуемого вещества и его стандартного образца. Совпадение полос двух спектров свидетельствует об идентичности данных веществ. Если эти положения не согласуются, то возникает предположение о возможности существова- ния различий в кристаллической форме. Далее следует провести определение в растворе и вновь сопоставить спектры. Если определение в растворе невозможно, можно попытаться получить одинаковую кристаллическую форму путем перекристаллизации испытуемого вещества и стандартного образца.

Некоторые фармакопеи допускают установление подлинности по спектру сравнения. Для этого составляются сборники спектров (атласы), в которых, помимо спектров, долж- ны быть указаны точные условия приготовления пробы. Для того чтобы сделать допуск на возможную разницу в калибровке шкалы длин волн между прибором, на котором был по- лучен спектр сравнения и спектр испытуемого вещества, используют стандартный спектр пленки полистирола. Этот спектр накладывают на спектр исследуемого вещества и на спектр сравнения. Наибольшее отклонение, возникающее из-за различий в разрешающей силе прибора, может отмечаться в области от 4000 до 2000 см–1.

В тех случаях, когда отсутствует стандартный образец или не опубликован атлас спек- тров, допускается приводить в нормативной документации рисунок спектра с указанием условий его снятия. Для установления подлинности должно выполняться требование пол- ного совпадения полученного в эксперименте спектра со спектром, приведенным на ри- сунке.

Идентификация ЛВ методом ИК-спектроскопии в общем случае приводит к сопостав- лению полученных спектров, однако знание основных групповых частот может быть по- лезным при первичной оценке полученных спектров. Такие групповые частоты связаны с наличием в структуре вещества определенных функциональных групп (табл. 10).

Для оценки ИК-спектра вазелинового масла, применяемого для приготовления паст ЛВ, получают спектр вазелинового масла в чистом виде и производят отнесение полос по- глощения. Вазелиновое масло состоит из насыщенных углеводородов. На спектре отме-

чают

валентные

колебания

С–Н:

2950,

2920

и

2850

см–1,

а

также

деформационные

колебания

С–Н:

1460,

1375 см–1, слабая полоса при 722 см–1.

Таблица 10. Некоторые функциональные группы и

соответствующие им частоты

Группа

Частота, см–1 (интенсивность)

О–Н

3650–3200 (переменная)

N–Н

3500–2900 (средняя)

С–Н

3300–2700 (сильная – средняя)

N–Н

Около 2550

(средняя – слабая)

С=С

Около 2200

(слабая)

C=N

Около 2200

(средняя – слабая)

С=О

1850–1650 (сильная)

С=С

Около 1650

(средняя – слабая)

С–О–

1300–1000 (сильная – средняя)

В качестве иллюстрации метода рассмотрим изучение ИК-спектров β-лактамидов. В данном случае получают спектр натриевых солей бензилпенициллина и оксациллина, ис- пользуя в качестве пробы пасту с вазелиновым маслом. Общие характеристические поло- сы поглощения пенициллинов находятся в области 1800–1500 см–1, на которую приходит- ся интенсивная полоса поглощения при 1775–1755 см–1, соответствующая β-лактамному кольцу, сопряженному с тиазоловым циклом.

Амидная группа пенициллинов обусловливает первую и вторую амидные полосы вто- ричного нециклического амида соответственно в областях 1690–1645 см–1, вызванные ва- лентными колебаниями С=О, и 1585–1550 см–1, соответствующие деформационным коле- баниям NH-группы.

128

Большинство пенициллинов является солями, поэтому в препаратах этой группы кар-

боксильные 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 которой могут влиять водо- родные связи, а также колебания вторичных амидов и аминов.

Для ИК-спектров оксациллина натриевой соли кристаллогидрата характерны четко выраженные полосы поглощения, соответствующие общим группировкам пенициллинов. Так, интенсивная полоса поглощения при 1760 см–1 обусловлена наличием β-лактамной группировки, а полоса поглощения при 1645 см–1 – наличием амидной группы. Полоса интенсивного поглощения при 1600 см–1 обусловлена валентными колебаниями ионизированной карбоксильной группы. Для ИК- спектров пенициллинов в области 1600–1500 см–1 характерно также наличие сильной по- лосы – около 1550 см–1, соответствующей вторичной амидной группировке. Кроме того, в области 4000–3000 см–1 имеется интенсивная полоса при 3410 см–1, соответствующая ва- лентным колебаниям NH-группы вторичного амида. Натриевая соль оксациллина для инъекций, получаемая лиофильной сушкой, имеет ИК-спектр, отличающийся от кристал- логидрата. Широкая полоса поглощения при 3380–3400 см–1 с максимумом 3400 см–1 ука- зывает на наличие оксациллина, частично потерявшего при сушке воду. При дальнейшей перекристаллизации вещества получают спектр, присущий кристаллогидрату.

Другим примером являются кортикостероиды, применяемые в фармации в виде слож- ных эфиров. Рассмотрим наиболее типичный для этой группы ИК-спектр дезоксикортико- стерона ацетата (ДОКА). Основным структурным группировкам дезоксикортикостерона соответствуют следующие полосы поглощения в области 1800–1600 см–1: полоса средней степени интенсивности при 1605 см–1, обусловленная валентными колебаниями группи- ровки С=С при С–4; интенсивная полоса поглощения при 1656 см–1, связанная с сопряженной группировкой О=О при С–3. Наблюдается также ин- тенсивная полоса поглощения при 1684 см–1, обычно относимая к группе О=О при С–20. Ацетильная группа проявляется в виде полосы сильной степени интенсивности в области 1800–1600 см–1 при 1733 см–1 (ва- лентные колебания группы С=О) и широкой полосы при 1231 см–1 (группа С–О ацетиль- ного остатка). Как и следовало ожидать, в спектре ДОКА отсутствует полоса поглощения при 3480 см–1, характерная для валентных колебаний ОН-группы.

7.3. Потенциометрический метод анализа

Потенциометрия – это электрохимический метод анализа, основанный на измерении электродного потенциала, зависящего от концентрации потенциалопределяющего компо- нента – ЛВ в растворе.

Возникновение потенциала связано с электрохимическим процессом, происходящим при погружении электрода в раствор, содержащий, например, какую-нибудь окислитель- но-восстановительную систему. Если электрод выполнен из металла, то на его поверхно- сти происходит процесс обмена электронами с окисленными (Окс) или восстановленными (Вос) компонентами данной системы. Это имеет место, если сам металл не подвергается в данных условиях непосредственно окислению или восстановлению, но обладает элек- тронной проводимостью. Таким требованиям отвечают электроды из благородных метал- лов, например, Pt. Электрохимическая реакция на поверхности электрода может быть за- писана в виде:

Окс + nе → Воc

В результате некоторая часть восстановителя окисляется, отдавая свои электроны ме- таллу, а часть окислителя восстанавливается, принимая электроны. Эти процессы на гра- нице раздела двух фаз металл – раствор протекают одновременно. В зависимости от соот-

129

ношения концентраций (CОКС И Свос) на границе металл-раствор возникает избыточный от- рицательный или положительный заряд, притягивающий электростатическими силами разное количество противоположно заряженных компонентов редокс-системы которые, располагаясь на поверхности металла, создают двойной электрический слой. В момент динамического равновесия, когда скорости отдачи и присоединения электронов компо- нентами окислительно-восстановительной пары становятся равными, электрод приобрета- ет так называемый равновесный потенциал (Eравн), зависящий от концентраций, а точнее, от активностей редокс-системы в приэлектродном пространстве – аокс и авос. Математиче- ское выражение для равновесного потенциала выведено Нернстом и имеет вид

	Еравн = Еокс0	/ вос	+ 0,059 lg	аокс
				авос
			n

где Е0окс/вос – стандартный потенциал редокс-системы, равный Еравн при условии аокс = авос = 1; n – число электронов, принимающих участие в электрохимической реакции.

Уравнение Нернста справедливо для обратимых систем, т.е. таких, в которых скорость электродных процессов очень большая. Для таких систем достаточно незначительного изменения потенциала электрода от равновесного состояния, чтобы вызвать увеличение скорости электроокисления или электровосстановления соответствующих компонентов.

Системы, обладающие весьма малыми скоростями обмена электронами, называются необратимыми. Равновесные потенциалы таких систем устанавливаются медленно (во времени), они и неустойчивы (дрейфуют), так как подвержены влиянию посторонних фак- торов.

Практическим критерием обратимости или необратимости редокс-системы является точность, с которой уравнением Нернста описывается зависимость равновесных потен- циалов электродов от активностей (концентраций компонентов, участвующих в электрод- ных реакциях.

Кроме ионов окислителя и восстановителя редокс-системы в реакциях могут участво- вать ионы водорода, молекулы тех или иных веществ (например, Н2О) и т.д. Участвующие в реакции компоненты могут представлять твердую фазу (металл электрода, оксид метал- ла, малорастворимая соль, покрывающая электрод, осадок) или газообразное вещество. Тогда в уравнении Нернста не вводятся активности (концентрации) тех компонентов, для которых они постоянны, т.е. для твердой фазы, газообразного вещества и воды.

Различают два метода потенциометрии: прямую потенциометрию и потенциометриче- ское титрование.

Метод прямой потенциометрии основан на измерении точной величины электродного потенциала (Eравн) и нахождении по уравнению Нернста активности потенциалопреде- ляющего иона в растворе. Наиболее широкое применение в фармацевтической химии этот метод находит для определения активности ионов водорода (рН растворов).

Потенциометрическое титрование основано на измерении изменяющегося в процессе химической реакции электродного потенциала исследуемой системы. Метод потенцио- метрического титрования по сравнению с визуальными титриметрическими методами об- ладает рядом преимуществ:

–как инструментальный метод он исключает субъективные ошибки, связанные с ви- зуальным определением конечной точки титрования (к.т.т.);

–более чувствителен, т.е. при той же точности можно определять меньшие количества вещества;

–позволяет осуществлять титрование в мутных и окрашенных растворах, когда за- труднительно или вовсе исключено использование цветных индикаторов;

–дает возможность дифференцированно (последовательно) определять смесь веществ из одной порции раствора при определенных условиях;

–допускает автоматизацию процесса титрования.

В потенциометрическом титровании, как и в визуальной титриметрии, могут быть ис- пользованы все четыре типа химических реакций: кислотно-основные, окисления- восстановления, осаждения и комплексообразования.

К химической реакции, применяемой в потенциометрическом титровании, предъяв-

130