У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Определение карБоновык кислот в фармацевтический препаратах методом ионоэксклюзионной кроматографии
Количество страниц 146
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 23316.doc 
Содержание Содержание
ВВЕДЕНИЕ... 4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ... 9

1.1. Основные принципы ионоэксклюзионной хроматографии.. 9

1.2. Основные физико - химические свойства карбоновых кислот... 18

1.3. Факторы, влияющие на удерживание органических кислот

в ионоэксклюзионной хроматографии... 22

1.3.1. Степень ионизации сорбата... 22

1.3.2. Зависимость времени удерживания кислот от их значений рКа ирНэлюента... 23

1.3.3. Размер молекул сорбата... 24

1.3.4. Гидрофобные взаимодействия между сорбентом и подвижной фазой... 25

1.3.5. Ионообменная емкость сорбентов... 29

1.3.6. Температура... 29

1.4. Сорбенты для ионоэксклюзионной хроматографии... 30

1.5. Элюенты для ионоэксклюзионной хроматографии... 38

1.6. Детекторы, применяемые в ионоэксклюзионной хроматографии... 45

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ... 52

2.1. Реактивы и оборудование... 52

2.2. Ионоэксклюзионное определение карбоновых кислот... 53

2.2.1. Выбор сорбента... 53

2.2.2. Выбор размера колонки... 56

2.2.3. Выбор элюента... 62

3

2.2.4. Выбор скорости подачи элюента... 65

2.3. Гемоконсерванты и инфузионные растворы... 66

2.3.1. Цитратсодержащие гемоконсерванты... 71

2.3.2. Инфузионный раствор "Мафусол"... 82

2.3.3 Инфузионный раствор "Рингера - ацетат"... 88

2.4. Плазмозаменитель "Альбумин"... 92

2.5. Препараты на основе ацетилсалициловой кислоты... 101

2.6. Лекарственные растения... 112

ВЫВОДЫ... 130

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 132

ПРИЛОЖЕНИЕ... 146

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Хроматографические методы исследования находят все большее применение в фармацевтической практике благодаря экспрессности, точности, высокой воспроизводимости, простоте пробоподготовки. Эти достоинства оказываются незаменимыми при контроле качества и стандартизации фармацевтических препаратов, находящихся в разных формах. Среди хроматографических методов ионоэксклюзионная хроматография (ИЭХ) оказывается наиболее эффективной при определении слабых органических кислот.

Учитывая, что именно такие кислоты (в виде солей) являются биологически активными в гемоконсервантах, инфузионных растворах, некоторых лекарствах, находящихся в твердой форме, для их определения был выбран метод ионоэксклюзионной хроматографии как один из наиболее современных. Необходимо отметить, что зачастую методы определения данных кислот, указанные в соответствующих фармстатьях или в Фармакопее, являются устаревшими. Причин тому несколько: их общая длительность, трудоемкость, сложная пробоподготовка, низкая воспроизводимость. Переход нашей фармацевтической промышленности на международные стандарты, возможная разработка новой Фармакопеи требуют и новых аналитических разработок, выполненных с использованием современной инструментальной базы.

Исследования, выполняемые в отношении лекарственных растений, позволяют выяснить их химический состав, который весьма сложен и с трудом поддается точному анализу другими, кроме ионоэксклюзионной
хроматографии, методами. Возможность стандартизации растительного сырья по профилю хроматограмм могла бы стать хорошим дополнением для установления подлинности растительного сырья. С медицинской точки зрения представляется интересным проведение корреляции между фармакологическим действием данного лекарственного растения и содержанием в нем биологически активных карбоновых кислот.

Цель работы

Разработка современных хроматографических методов контроля качества и стандартизации фармацевтических препаратов.

Научная новизна работы

Предложен новый подход к анализу фармацевтических препаратов на. содержание алифатических и ароматических кислот с использованием ИЭХ. Найдены условия точного и селективного определения ряда органических кислот.

При использовании кондуктометрического детектирования для ряда органических кислот, входящих в состав гемоконсервантов и инфузионных растворов, найдены аналитические характеристики их ИЭХ определения. Показана возможность определения макроколичеств лимонной кислоты при анализе цитратсодержащих гемоконсервантов без предварительного разбавления пробы при использовании петли-дозатора малого объема.

Методом ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектированием проведен количественный анализ лекарственных препаратов на основе ацетилсалициловой кислоты, найдены его аналитические характеристики.
Достигнута высокая селективность определения ацетилсалициловой кислоты в присутствии возможных кислот-загрязнителей.

Методом ионоэксклюзионной хроматографии определен качественный и количественный состав ряда лекарственных растений. Проведена корреляция между фармакологическим действием растений и содержанием в них карбоновых кислот.

Практическая значимость

Предложен современный инструментальный метод ионоэксклюзионной хроматографии для контроля качества фармацевтических препаратов, находящихся как в жидкой, так и в твердой формах.

Этот же метод, благодаря высокой точности, может быть рекомендован для качественного и количественного рутинного анализа химического состава лекарственных растений.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Хроматографические условия (сорбенты, элюенты) ИЭХ определения алифатических карбоновых кислот в гемоконсервантах и инфузионных растворах с применением кондуктометрического детектора.

2. Аналитические характеристики ИЭХ определения ряда кислот, входящих в эту группу препаратов.

3. Способ определения больших концентраций (до 30 г/л) лимонной кислоты методом ионоэксклюзионной хроматографии без разбавления пробы при использовании петли-дозатора малого объема.

4. Способ ионоэксклюзионнохроматографического определения ацетилсалициловой кислоты в лекарственных препаратах с
использованием УФ детектора. Обоснование выбора наиболее подходящих сорбента и элюента для определения этой и других ароматических кислот (бензойная, салициловая).

5. Данные о влиянии органических модификаторов на определение ацетилсалициловой кислоты и на ее селективное отделение от возможных кислот-загрязнителей.

6. Результаты изучения химического состава около 40 наиболее известных лекарственных растений на предмет содержания в них биологически активных карбоновых кислот.

7. Аналитические характеристики ИЭХ определения одной из наиболее значимых в составе лекарственных растений карбоновых кислот -аскорбиновой.

8. Способ ионоэксклюзионнохроматографического определения сильноудерживаемой каприловой кислоты в плазмозаменителе "Альбумин". Аналитические характеристики для каприловой кислоты.

Апробация работы и публикации

Результаты исследований докладывались на IX Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 2002), Всероссийском симпозиуме "Современные проблемы хроматографии" (Москва, 2002), X Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 2003), Третьем международном симпозиуме "100 Years of Chromatography" (Москва, 2003), на научных коллоквиумах лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии химического факультета МГУ. По материалам диссертации опубликовано 8 работ в виде статей и тезисов докладов.

8 Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, шести глав экспериментальной части, выводов, списка цитируемой литературы, приложения. Материал диссертации изложен на 149 страницах текста, содержит 31 рисунок и 39 таблиц, в списке цитируемой литературы 144 наименования.
9 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Основные принципы ионоэксклюзионной хроматографии

Название "ионная эксклюзия" говорит само за себя. Подразумевается, что сорбент действует на отрицательно заряженные ионы кислотных остатков так, что они отталкиваются от поверхности сорбента и проходят, не задерживаясь. Это явление получило название "Доннановской эксклюзии" и: известно уже довольно давно. Работы проводились еще в 50-е годы, когда было достигнуто отделение сильных кислот от слабых на колонках, заполненных ионитами.

Основы механизма удерживания в ИЭХ описаны в нескольких современных обзорах [1-3]. Считается, что сорбент ведет себя подобно полупроницаемой мембране, помещенной между подвижной и неподвижной жидкими фазами. При этом неподвижный элюент заключен между частицами сорбента. Эта модель проиллюстрирована на рис.1. Анионы не могут проникнуть в неподвижную фазу, продолжают двигаться с потоком элюента и выходят с "мертвым объемом". Недиссоциированные молекулы задерживаются на сорбенте на различное для каждой кислоты время. В результате распределение веществ между внутренней и внешней жидкими фазами описывается

Q

коэффициентом распределения Kd = —-, где Св - концентрация частиц в фазе

ионита, а Сб - их концентрация во внешнем растворе. Хроматографическое разделение зависит от факторов, влияющих на коэффициент распределения: константы диссоциации кислоты, температуры, концентрации раствора, степени сшивки и емкости ионита, рН элюента [4].

Кроме Доннановской эксклюзии, по крайней мере, еще два фактора влияют на механизм удерживания: гидрофобные взаимодействия и "ситовой эффект". Гидрофобные взаимодействия являются, собственно говоря,
адсорбцией, осуществляемой за счет взаимодействия гидрофобной части молекул и матрицы сорбента. С ростом гидрофобности молекулы удерживание возрастает.

Это хорошо видно в ряду простейших алифатических карбоновых кислот от уксусной до, например, капроновой. С ростом молекулярной массы время удерживания увеличивается [5].

Гидрофобные взаимодействия также играют весьма важную роль при разделении ароматических кислот. Считается, что эффект адсорбции играет основную роль для разделения гидрофобных кислот, тогда как для гидрофильных кислот, к которым, в основном, относятся кислоты с низкой молекулярной массой, главную роль играет эффект ионной эксклюзии [6-8]. Эта закономерность была проверена с помощью изменения концентрации серной кислоты, которая использовалась как элюент. Для алифатических кислот было отмечено увеличение времени удерживания при возрастании концентрации серной кислоты, в то время как это влияние для ароматических кислот было намного меньше (рис.2). Это означает, что изменение степени ионизации и связанный с этим процесс эксклюзии для ароматических кислот не столь важен. Кроме изменения концентрации кислого элюента, эта зависимость подтверждалась и при добавлении органических модификаторов, таких, как ацетонитрил, в кислый элюент. Такая добавка уменьшает гидрофобные взаимодействия из-за увеличения гидрофильности поверхности смолы. Время удерживания ароматических кислот при этом понижается, причем для наиболее гидрофобных кислот оно понижается в наибольшей степени [9].

Предлагаются математические модели для анализа факторов удерживания, при этом считается, что есть два основных фактора, влияющих на удерживание: электростатический и адсорбционный [10]. Развернутый математический аппарат можно найти в[11]и[12]. Предполагается, что адсорбции подвергаются кислоты и в диссоциированной, и в недиссоциирован-ной форме, хотя для недиссоциированных кислот эта адсорбция намного сильнее. Концентрация H-SO4 (мМ)

Рис. 2. Влияние концентрации серной кислоты в качестве элюента на удерживание кислот. Скорость потока 0,6 мл/мин, температура колонки 40°С. Кислоты: 1 - щавелевая, 2 - лимонная, 3 — пируват, 4 - янтарная, 5 - аконитовая, 6 - фумаровая, 7 - галловая, 8 - протокатеховая, 9 — п-гидроксибензойная, 10 — бензойная, 11 - ванилиновая [9].
Третьим фактором, помимо Доннановской эксклюзии и адсорбции за счет гидрофобных взаимодействий, является так называемый "ситовой эффект" распределения молекул по размеру. Небольшие молекулы проникают в поры матрицы и некоторое время удерживаются там. В частности, вещества, имеющие концевую функциональную группу, удерживаются сильнее, чем вторичные или третичные изомеры. Вещества с разветвленной цепью имеют меньшее время удерживания, чем соответствующие изомеры с линейной цепью [13].

Например: трет-бутанол < изобутанол < бутанол-2 < бутанол-1 < пропанол-2 < пропанол-1.

При этом большие молекулы не могут проникнуть в поры смолы и элюируются объемом растворителя, заполняющего межчастичное пространство колонки. Очень мелкие молекулы проникают вглубь пор и элюируются объемом подвижной фазы, равным сумме межчастичного (свободного) объема колонки VM и объема пор внутри частиц сорбента (так называемый объем селективного проницания) Vp. Молекулы других веществ проникают в постепенно сужающиеся поры тем далее, чем меньше размер молекул,, и скорость их движения понижается тем более, чем дальше они смогли проникнуть. Такие вещества элюируются из колонки объемом растворителя, величина которого находится между свободным объемом и суммарным объемом растворителя в колонке. Объем удерживания вещества (в ситовой хроматографии обычно применяют термин "объем элюирования") определяется по формуле:

VR = VM + K-VP (1)

где К - коэффициент распределения вещества между растворителем в подвижной фазе и порах носителя. "К" изменяется в пределах от 0 (молекулы, которые не входят в поры, "исключаются") до 1 (молекулы, проникающие в поры полностью) [14]. В связи с тем, что "К" можно варьировать в таких узких пределах, разрешающая способность метода гораздо ниже, чем в ГХ и ВЭЖХ. Величины коэффициентов зависят, в основном, от размеров молекул
и пор. Принципам и применению ситовой хроматографии посвящен ряд статей [17-19].

Харлоу и Морман [4] изучили поведение большого числа органических и неорганических кислот на колонке 12 х 1000 мм, содержащей сульфированный ионообменник Dowex 50 Wxl2 в Н-форме. В качестве элюента была использована деионизованная вода. Элюент титровали раствором NaOH. Авторами предложены основные закономерности элюирования кар-боновых кислот в условиях ИЭХ:

1. Члены гомологических рядов (для алифатических карбоновых кислот) элюируются в порядке увеличения их молекулярного веса, уменьшения силы кислоты (т.е. увеличения значений рКа) и уменьшения растворимости в воде. Порядок элюирования: муравьиная < уксусная < пропионовая.

2. Дикарбоновые кислоты элюируются раньше монокарбоновых с тем же числом атомов углерода в молекуле. Так, щавелевая кислота элюируется перед уксусной, малоновая — раньше пропионовой.

3. Кислоты изостроения элюируются раньше соответствующих кислот нормального строения.

4. Наличие двойной связи в молекуле увеличивает время удерживания кислоты. Так, акриловая кислота элюируется после пропионовой.

5. Кислоты с бензольным кольцом удерживаются сильнее. Ионообменная сорбция органических ионов определяется следующими факторами:

1. Электрическим взаимодействием ионов с полианионом.

2. Влиянием давления матрицы ионита на компоненты в фазе сорбента.

3. Ван-дер-ваальсовым взаимодействием между противоионом и матрицей и противоионом и противоионом.

Если вклад третьего фактора мал, то селективность сорбции органического иона будет определяться первым и вторым факторами.
Чем сильнее взаимодействие между органическими противоионами и углеводородной частью матрицы, тем больше коэффициент селективности. Величина этого взаимодействия определяется поляризуемостью органических компонентов. Чем сильнее дисперсионное взаимодействие противоион-матрица, тем сильнее должно быть взаимодействие противоион - противо-ион. Последнее ведет к ассоциации ионов в фазе сорбента, степень которой увеличивается с повышением концентрации органических противоионов в фазе ионита, т.е. по мере вытеснения ионов Н\ С увеличением селективности сорбции поглощение будет расти по мере замещения в сорбенте неорганических ионов (в случае, если исследуемыми ионами являются органические катионы, например, амины).

4. При сорбции органических ионов изменяется энтропия матрицы. Звенья матрицы (участки полиэлектролитных цепей между соседними точками присоединения поперечных связей) обладают определенной гибкостью, эластичностью. Это свойство полимерных цепей обусловлено способностью валентных связей ко взаимному относительному вращению в соответствии с величинами валентных углов. При взаимодействии противоион-матрица и, главным образом, противоион-противоион, подвижность звеньев уменьшается.

Полиэлектролитные цепи становятся жестче, "замораживаются". Уменьшается коэффициент упругости набухших зерен ионитов. Процесс "замораживания" цепей в ионитах ведет к отрицательному энтропийному эффекту и препятствует поглощению органических ионов. При сильном взаимодействии сорбата и матрицы и при большом насыщении сорбента органическими ионами, действие энтропийного фактора будет проявляться в уменьшении удерживания.

Предпочтительность сорбции данного иона (при отношении коэффициентов активности ионов в растворе ~ 1) определяется соотношением коэффициентов активности в фазе сорбента. Если считать, что в сорбенте содержится бесконечно малое число органических ионов, то:
1. Коэффициент активности Н1" - ионов не зависит от того, какой именно ион поглощается сорбентом, а будет определяться лишь концентрацией отрицательных зарядов в фазе ионита.

2. На коэффициент активности органических ионов в фазе сорбента не оказывают влияние набухание и изменение энтропии матрицы. Таким образом, на величину селективности сорбции органических ионов (т.е. на величину активности их в сорбенте) должны влиять два фактора:

а) величина электростатического взаимодействия;

б) величина ван-дер-ваальсовых взаимодействий противоион — матрица.

Взаимодействие противоион — противоион отсутствует, так как концентрация органических ионов в сорбенте стремится к нулю. Обычно величина электростатического взаимодействия всех органических кислот и суль-фогрупп одинакова, поэтому для ряда органических катионов или анионов селективность сорбции в рассмотренных условиях находится в прямой зависимости от величины поляризуемости, т.е. дисперсионного взаимодействия между противоионом и матрицей ионита.

Поглощение органических ионов ионообменниками сопровождается дополнительным взаимодействием между сорбируемым ионом и ионитом даже тогда, когда органические ионы являются коионами, т.е. имеющими тот же знак заряда, что и ионы, фиксированные на матрице ионита [15].

Характеристики исследованных в работе [16] сорбентов представлены в табл.1.

Сорбенты Dowex - 50x2 (2% дивинилбензола) и КУ - 2x4 (4% ДВБ) -полимеризационного типа. Dowex - 50x1 - того же типа, но с частичным сульфированием. Сорбенты КУ — 5а и КУ - 1 - поликонденсационного типа. Ка-тионит КУ — 5а получен реакцией поликонденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом. Dowex - 50x2 и КУ — 2x4 обладают малой избирательностью.
Характеристика сорбентов [16]

Таблица 1

Сорбент Емкость, мг-экв/г Влажность, мцНгО/мг-экв (Na+ - форма)

Dowex-50x2 5,26 32,6

КУ-2х4 5,10 18,2

Dowex-50xl (частично сульфир.) 3,24 79,0

КУ-5а 3,83 56,0

КУ - 1 1,95 20,8

Увеличение содержания ДВБ увеличивает удерживание компонентов. На сорбенте Dowex - 50x1 избирательность сорбции повышается из-за де-сульфации. Еще больше увеличивается избирательность сорбции на поликонденсационных смолах. Причинами изменения избирательности сорбции являются:

1. Изменение степени набухания ионита.

2. Поликонденсационный тип структуры ионита, его степень гидро-фобизации, т.е. увеличение по сравнению с обычными компонентами количества гидрофобных участков (несульфированных бензольных ядер).

Таким образом, главная причина избирательной сорбции органических ионов - дополнительное взаимодействие между сорбируемым ионом и ионитом. Природа такого взаимодействия может быть различной: ван-дер-ваальсовы силы, гидрофобные взаимодействия, водородные связи между сорбентом и сорбатом. На сильно набухающем сорбенте Dowex — 50x2 возможность дополнительного взаимодействия с матрицей ионита невелика, и она уменьшается по мере заполнения ионита органическим ионом, так как при этом уменьшается количество благоприятных для взаимодействия участков на ионите. При увеличении содержания ДВБ набухание сорбента умень-
Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 23316.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.