ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРОВАННЫХ ГАЛОГЕНОВ В
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
РЯДА ОСНОВАНИЙ И СОЛЕЙ
14.04.02 – фармацевтическая химия, фармакогнозия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата фармацевтических наук
Самара – 2012
Диссертационная работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Научный руководитель:
кандидат химических наук, доцент
Официальные оппоненты: Халиуллин Феркат Адельзянович
доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
доктор химических наук, профессор Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Ведущая организация:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов»
Защита состоится 02 ноября 2012 г. в 10.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 208.085.06 при Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации г. Самара, Б.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (71).
Автореферат разослан «____»____________ 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат фармацевтических наук,
доцент
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Совершенствование контроля качества лекарственных средств является одной из основных задач отечественной фармации. Непрерывно возрастающие требования к качеству фармацевтических субстанций и изготовленных из них лекарственных форм создают предпосылки для совершенствования имеющихся и создания новых аналитических разработок, выполненных с использованием современной инструментальной базы. К числу достаточно эффективных аналитических методов, позволяющих экспрессно и с высокой точностью количественно определять соединения различной структуры, относится кулонометрия. Из двух основных вариантов кулонометрии - потенциостатического и гальваностатического - наиболее простым по исполнению является гальваностатическая кулонометрия, в частности, кулонометрическое титрование, в котором основными контролируемыми параметрами являются время и сила тока, протекающего через электрохимическую ячейку. В настоящее время выпускаются приборы, позволяющие измерять эти параметры автоматически с достаточно высокой точностью. Из большого разнообразия электрогенерированных титрантов наиболее перспективными для применения в фармацевтическом анализе являются электрогенерированные галогены, которые могут вступать в реакции окисления, электрофильного замещения и присоединения, что дает возможность определять широкий круг соединений (., , Сiesielski W.). Одним из важнейших приложений кулонометрической йодиметрии является определение воды по Фишеру (Scholz E.). Этот метод включен в Европейскую фармакопею, а также в национальные фармакопеи Британии, Японии, США, Китая, Индии.
Метод гальваностатической кулонометрии отличается высокой точностью, экспрессностью, не требует предварительной стандартизации титранта, применения стандартных образцов (за исключением определения содержания воды), построения градуировочных графиков и актуален для анализа фармацевтических субстанций.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является совершенствование фармацевтического анализа лекарственных средств ряда оснований и солей органической природы с применением метода гальваностатической кулонометрии.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Проведение сопоставления методов, рекомендуемых отечественной и зарубежной нормативной документацией, для определения содержания воды и контроля качества фармацевтических субстанций и ЛС ряда оснований и солей, а также обоснование перспектив применения электрогенерированных галогенов для их анализа.
2. Изучение возможности определения воды в фармацевтических субстанциях и таблеточной массе с помощью электрогенерированного в неводной среде йода с бипотенциометрической индикацией конечной точки титрования (к. т.т.). Подготовка проекта дополнения «Кулонометрическое определение воды», гармонизированный с требованиями зарубежных фармакопей, для включения в Государственную Фармакопею РФ XII издания.
3. Обоснование рабочих условий получения электрогенерированных в различных средах галогенов и изучить возможность их применения для контроля качества фармацевтических субстанций и лекарственных средств ряда оснований и солей с биамперометрической индикацией к. т.т. для включения в нормативную документацию.
Научная новизна. Предложены унифицированные способы определения содержания воды с помощью электрогенерированного в неводной среде йода в фармацевтических субстанциях и таблеточной массе с использованием одного растворителя. Разработан проект дополнения «Кулонометрическое определение воды» к ОФС «Определение летучих веществ и воды», гармонизированный с требованиями зарубежных фармакопей, для включения в Государственную Фармакопею РФ XII издания.
Предложены унифицированные способы количественного определения фармацевтических субстанций ряда оснований и солей и их лекарственных средств с помощью элктрогенерированного брома и гипобромит-ионов на основе реакций окисления и электрофильного замещения с биамперометрической индикацией к. т.т. Найдены стехиометрические коэффициенты, и на основе экспериментальных и литературных данных предложены возможные схемы реакций. Проведена валидационная оценка ряда разработанных методик.
Предложены способы стандартизации растворов тиосульфата натрия, применяемых в фармацевтическом анализе, с помощью электрогенерированного в кислой среде йода.
На основе унификации аналитических методик достигается совершенствование и упрощение аналитического контроля, т. к. формируется единый подход к анализу субстанций и лекарственных средств, сокращается время анализа и число применяемых реагентов. По материалам исследования получен приоритет (от 01.01.2001) по заявке № «Способ кулонометрического определения содержания воды в таблеточной массе».
Практическая значимость. Разработаны унифицированные методики кулонометрического определения воды в фармацевтических субстанциях арбидола, индапамида, димексида и таблеточной массе рамиприла на отечественном кулонометре «Эксперт-007» (-эксперт»). Разработан и предложен проект дополнения «Кулонометрическое определение воды» к ОФС «Определение летучих веществ и воды» для включения в Государственную Фармакопею РФ XII издания.
На отечественном кулонометре «Эксперт-006» (-эксперт») разработаны унифицированные методики количественного определения:
− электрогенерированным бромом верапамила гидрохлорида, новокаина, анестезина, сульфаниламида, сульфацил-натрия и новокаина на основе реакции электрофильного замещения; арбидола, индапамида, каптоприла, парацетамола на основе реакции окисления;
− гипобромит-ионами изониазида и фурацилина на основе реакции окисления.
Разработан и предложен проект изменения к ФСП «Нитроксолин, таблетки покрытые оболочкой, 50 мг» по показателю «Количественное определение».
Внедрение в практику. Материалы о практической значимости подтверждены актами о внедрении в учебный процесс Казанского государственного медицинского университета на кафедре фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии в виде учебно-методической разработки для студентов фармацевтического факультета дневного отделения «Гальваностатическая кулонометрия в анализе лекарственных средств» («Казанский государственный медицинский университет», 2011 г. – 62 с.); актами о внедрении в практику работы и ГУ «Центр контроля качества и сертификации лекарственных средств Республики Татарстан».
Основные положения, выносимые на защиту:
1) Проект дополнения «Кулонометрическое определение воды» к ОФС «Определение летучих веществ и воды».
2) Методики контроля качества (вода, количественное определение) субстанций и лекарственных средств методом гальваностатической кулонометрии с помощью электрогенерированных галогенов.
3) Результаты изучения взаимодействия электрогенерированных галогенов в кислой и щелочной средах с лекарственными веществами ряда оснований и солей.
Связь исследования с планами научных работ:
Диссертационная работа выполнена в рамках комплексной темы кафедры фармацевтической химии с курсами аналитической и токсикологической химии ГБОУ ВПО «Казанский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России «Применение кулонометрического титрования в фармацевтическом анализе лекарственных средств и лекарственного растительного сырья» (№ гос. регистрации 012
Апробация. Основные положения работы доложены и обобщены: на 1-ой Всероссийской конференции «Современные методы химико-аналитического контроля фармацевтической продукции» (Москва, 2009), Международном конгрессе «Здоровье и образование в ХХI веке: Инновационные технологии в биологии и медицине» (Москва, 2009, 2010), Республиканской научно-практической конференции «Актуальные вопросы повышения качества последипломной подготовки фармацевтических кадров» (Казань, 2010, 2012), III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биотехнология и биомедицинская инженерия» (Курск, 2010), 3-й ежегодной конференции «Фармация и общественное здоровье» (Екатеринбург, 2010), Межрегиональной конференции «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2011), Всероссийской научно-практической конференции «Современная фармацевтическая наука и практика: традиции, инновации, приоритеты» (Самара, 2011), Российской научно-практической конференции «Здоровье человека в ХХI веке» (Казань, 2011, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендуемых ВАК, тезисы на международных и всероссийских конференциях, издано методическое пособие.
Автор благодарит профессора кафедры аналитической химии Химического института им. Бутлерова Казанского (Приволжского) федерального университета, академика РАЕН за научные консультации и ценные советы на различных этапах выполнения данного исследования.
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на 136 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, трёх глав экспериментальных исследований и выводов, содержит 23 таблицы, 26 рисунков. Список литературы включает 203 источника, в том числе, 112 иностранных авторов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Кулонометрическое определение воды проводили при силе тока 50 мА на кулонометре «Эксперт-007» («Эконикс-Эксперт», Россия). Рабочими растворами служили КФИ-Катод и КФИ-Анод («Акваметрия», Россия). К. т.т. определяли бипотенциометрически с поляризующим током 2 мкА. Постоянство потенциала в конечной точке титрования достигалось с учетом дрейфа, который не превышал 0,4 мкг H2O/с. Правильность определения воды проверяли по стандартному раствору HYDRANALÒ-Check Solution 1.00 с содержанием воды (1,00±0,03) мг H2O/г («Riedel-de Haёn», Германия). Ввод пробы проводили с помощью шприца через силиконовую прокладку порта ввода.
Методика кулонометрического титрования. Включали кнопку «Измерение». По сигналу прибора «Введите пробу» вносили в кулонометрическую ячейку около 1 мл анализируемого раствора. Титрование происходило автоматически. По окончании измерения записывали показания кулонометра − содержание воды в мг, которое выводится на цифровой дисплей прибора.
Исследования методом гальваностатической кулонометрии лекарственных веществ в субстанции и лекарственных формах проводили при силе тока 5 мА на кулонометре «Эксперт-006» («Эконикс-Эксперт», Россия). Генераторным и вспомогательным электродами служили платиновые спирали.
Генерацию брома проводили из водного 0,2 М раствора KBr в 0,1 М растворе H2SO4. Электрогенерированный йод получали из 0,1 М раствора KI в хлористоводородном буферном растворе (рН 1,2). Гипобромит-ионы получали из 0,1 М раствора KBr в фосфатном буферном растворе (рН 8,8). К. т.т. определяли биамперометрически (DЕ=300 мВ).
Методика кулонометрического титрования. В программу кулонометра «Эксперт-006» вводили установочные параметры, молярную массу эквивалента анализируемого вещества. В кулонометрическую ячейку наливали 20−25 мл фонового электролита, помещали генераторный, вспомогательный и индикаторные электроды, мешалку. Включали кнопку «Измерение». По сигналу прибора «Введите пробу» вносили в кулонометрическую ячейку 0,5 мл анализируемого раствора. Титрование происходило автоматически. По окончании измерения записывали показания кулонометра − содержание вещества в мкг, которое выводится на цифровой дисплей прибора. Кулонометрические методики разрабатывались таким образом, чтобы время титрования составляло не менее 30 секунд и не более 5 минут.
ВЭЖХ индапамида поводили на жидкостном хроматографе «Shimadzu Prominence LC-20» (Япония) с применением стандарта индапамида (США). Неводное титрование с потенциометрической индикацией к. т.т. для верапамила гидрохлорида проводили на рН-метре «Seven Easy S 20».
Определение рН растворов фоновых электролитов проводили с помощью лабораторного иономера И-160 МИ («Измерительная техника», Россия).
Используемые реактивы имели марку х. ч. или ч. д.а. В качестве растворителя была использована вода очищенная. Объектами служили образцы фармацевтических субстанций и лекарственных форм, отвечающие требованиям НД. Таблеточная масса рамиприла предоставлена сотрудниками кафедры фармации ФПК и ППС ГБОУ ВПО «Казанский ГМУ» Минздравсоцразвития России. Статистическую обработку результатов анализа проводили по ГФ ХI с использованием программы Microsoft Exel.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Кулонометрическое титрование электрогенерированным йодом
1.1. Кулонометрическое определение воды
Для определения содержания воды в фармацевтических субстанциях отечественная фармакопея рекомендует метод высушивания и метод титрования реактивом Фишера. Недостатком первого метода является его неселективность, т. к. при высушивании субстанции наряду с водой удаляются и летучие вещества. При титровании реактивом Фишера определяется только вода. К недостаткам метода можно отнести необходимость соблюдения герметичности системы, т. к. реактив Фишера легко поглощает воду из воздуха, и необходимость работы с токсичными реагентами.
Весьма перспективно для определения воды в фармацевтических субстанциях применение кулонометрического титрования. Проба с субстанцией вносится в фоновый электролит, содержащий те же компоненты, что и реактив Фишера, но вместо йода используются органические йодиды, из которых при анодном окислении генерируется йод и вступает в реакцию Фишера. По количеству электричества, затраченному на генерацию йода, рассчитывается содержание воды в пробе. Проведение предэлектролиза, при котором из ячейки удаляется вся влага, значительно увеличивает точность анализа. Перспективы и преимущества разработки методик кулонометрического определения воды в фармацевтических субстанциях очевидны. К тому же при кулонометрическом титровании не проводится предварительное определение титра реактива Фишера, что значительно сокращает время анализа.
Нормативная документация (НД) рекомендует метод высушивания для определения воды в субстанциях анестезина (не более 0,5%), новокаина (не более 0,5%), верапамила (не более 0,5%), изониазида (не более 0,5%), каптоприла (не более 1,0%), нитроксолина (не более 0,5%), сульфаниламида (не более 0,5%), сульфацил-натрия (не менее 6,0% и не более 8,0%), фурацилина (не более 0,5%), парацетамола (не более 0,5%) и метод титрования реактивом Фишера в субстанциях индапамида (не более 3,0%), арбидола (не менее 3,0% и не более 4,0%) и димексида (не более 0,5%).
При кулонометрическом определении воды зарубежными фармакопеями рекомендуется использовать стандарт с содержанием воды 1 мг. В связи с этим желательно, чтобы проба анализируемой субстанции в растворителе, которая вводится в ячейку, также содержала 1 мг воды.
В качестве растворителя использовали смесь пиридин-SO2:метанол в соотношении 1:1. Учитывая, что реакция Фишера протекает только тогда, когда в растворе присутствуют йод и диоксид серы, то использование пиридина, содержащего SO2, позволяет восполнять его содержание в фоновом электролите, в то время как йод постоянно генерируется из иодидсодержащих соединений, находящихся в растворе. Таким образом можно проводить до 100-150 титрований в одной ячейке без смены фонового электролита.
Таблица 1
Кулонометрическое определение воды на трёх уровнях концентрации
в диапазоне 70-130% от уровня, принятого за 100% (n=5, Р=95%)
Субстанция | Содержание вещества в пробе, % | Найдено воды, % | Sr |
Арбидол | 2,09 3,00 4,01 | 3,32±0,03 3,33±0,04 3,34±0,03 | 0,007 0,011 0,008 |
Индапамид | 2,26 4,36 6,41 | 2,65±0,04 2,69±0,04 2,68±0,07 | 0,010 0,013 0,019 |
Содержание воды в субстанциях индапамида и арбидола определяли на трёх уровнях концентрации в диапазоне 70-130% от уровня, принятого за 100% (табл. 1), и в пяти навесках на среднем уровне (табл. 2).
Для сравнения проведено определение содержания воды в димексиде, который представляет собой бесцветную прозрачную жидкость и его можно сразу вводить в ячейку. Определение воды возможно, пока в фоновом электролите содержится диоксид серы, но число измерений без смены фонового электролита ограничено. Содержание воды в димексиде определяли на трех уровнях в пяти навесках (табл. 3).
Таблица 2
Кулонометрическое определение воды на среднем уровне (n=5, Р=95%)
Субстанция | Найдено воды, % | Субстанция | Найдено воды, % |
Арбидол | 3,32±0,04 Sr= 0,009; eср= 1% | Индапамид | 2,67±0,05 Sr= 0,016; eср= 2% |
Таблица 3
Кулонометрическое определение воды в димексиде (Р=95%)
Найдено воды, % | ||
нижний уровень | средний уровень | верхний уровень |
0,078±0,002 Sr= 0,017; eср= 2% | 0,079±0,001 Sr= 0,014; eср= 2% | 0,078±0,002 Sr= 0,016; eср= 2% |
Таблица 4
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
