CC BY
53
М. И. Евгеньев, С. Ю. Гармонов, А. С. Брысаев,
П. А. Гуревич
ПРОТОЧНО-ИНЖЕКЦИОННЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ О-ФЕНИЛЕНДИАМИНА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ СМЕСЯХ
Выявлены рабочие условия проточно-инжекционного определения о-фенилендиамина в сложных по составу смесях в виде 4,6-динитробензофуроксанового производного. Разработана методика проточ-но-инжекционного определения о-фенилендиамина в дибазоле и папазоле. Оптимальные результаты достигаются при использовании потоков этанол (метанол) - буферный раствор и рН 6,68. Предел обнаружения о-фенилендиамина составляет 0,01 мкг/мл при производительности определений 30 проб/ч.
о-Фенилендиамин (ОФД)) находит широкое применение в фармацевтической химии при синтезе лекарственного вещества дибазол. Этот препарат обладает спазмолитическими, иммуномодулирующими, гипотензивными свойствами [1,2]. В связи с высокой гепато-, нефро- и генотоксичностью ОФД актуальной задачей является оценка безопасности фармацевтических продуктов в процессе синтеза лекарств, а также сертификация готовых препаратов и лекарственных форм в процессе хранения. Для решения этой проблемы перспективен метод проточно-инжекционного анализа (ПИА), использование которого позволяет достигать высокой производительности, экспрессности и экономичности аналитических процедур контроля качества лекарственных веществ [3].
Спектрофотометрическое определение ОФД основано на получении производных с альдегидами, диазопроизводных ПАФ, индофенольной реакции [4-6]. Использование этих приемов в системе проточно-инжекционного анализа (ПИА), однако, ограничено невысокими скоростями применяемых спектрохимических реакций, необходимостью проведения их при повышенных температурах и многостадийностью аналитических процедур. Кроме того, большинство реакций получения производных ОФД характеризуется невысокой избирательностью и чувствительностью определений. Все эти факторы ограничивают возможности спектрофотометрического детектирования в системе ПИА.
Ранее нами была показана возможность использования хлординитрозамещенных бенз-2,1,3-оксадиазола для избирательного проточно-инжекционного (ПИ) определения ряда аминосоединений в лекарственных формах и биологических жидкостях [7-10]. В связи с этим представляет интерес применение 4-хлор-5,7-динитробензофуразана и 7-хлор-4,6-динитробензофуроксана при ПИ определениях о-фенилендиамина в смесях.
Целью данной работы явилось изучение возможности избирательных проточно-инжекционных (ПИ) определений ОФД в виде динитробенз-2,1,3-оксадиазольных производных в реакционных смесях синтеза дибазола, а также в лекарственных формах на его основе.
Результаты и их обсуждение
Спектральные свойства производного и выбор реагента. Аналитические реакции БФЗ и БФО с ОФД протекают с образованием интенсивно окрашенных (е = 1,5-2,4 104 л/моль см) и устойчивых соединений:
-2НС1
2
Спектры поглощения образующего производного характеризуются максимумами в длинноволновой области (рис.1). Однако присущая динитробензоксадиазольным производным ОФД ЫН-кислотность обуславливает наличие спектральных равновесий между различными формами их существования в зависимости от рН и полярности среды.
Так, в полярных средах (спирты, диметилсульфоксид, их водные смеси) мак-сисмумы полос поглощения производных находятся в интервале 500-510 нм. В неполярных же средах (галогенуглево-дороды) наблюдаются полосы поглощения с максимумами при 440-460 нм. Аналогичные изменения в спектральноаналитических свойствах производных фиксируются и при изменении рН среды. Помимо этих
Рис. 1 - Спектры поглощения динитробензофурокса-нового производного о -фенилендиамина (10-5 моль/л) в смеси: 1 - метанол:вода (30:70) рН=6,86; 2 - диме-тилсульфоксид:вода (30:70); 3 - метанол:вода (30:70)
факторов, избирательность спектрофотометрического детектирования ОФД в системе ПИА также определяют электрофильные свойства используемых аналитических реагентов. Так, контрастность полос поглощения бензофуроксановых и бензофуразановых производных определяемых ариламинов достигает 20 - 30 нм. В связи с этим при проточно-инжекционных определениях предпочтительно использование динитробензофуроксаново-го производного ОФД, так как в этом случае не происходит частичное наложение полос поглощения продукта аналитических реакций на полосы поглощения гидролизованной формы реагента, как это наблюдается в случае БФЗ. Следует отметить, что для БФО характерна и более высокая реакционная способность в реакциях с первичными ариламина-ми по сравнению с БФЗ [7]. Это достоинство реагента в неравновесных условиях ПИА позволяет осуществлять практически полное завершение дериватизации ариламинов, а при оптимальном соотношении степени образования производного и коэффициента дисперсии в проточной системе в случае быстрой аналитической реакции понижает предел обнаружения аналита по сравнению с равновесными условиями. Для детектирования производных в системе ПИА выбраны длинноволновые полосы поглощения (1 510 нм).
Оптимизация рабочих условий ПИ определений. При оптимизации ПИА ОФД было обнаружено влияние природы растворителя как на интенсивность аналитического сигнала, так и на дрейф нулевой линии. Рабочие условия определений оптимизированы по природе аналитического реагента и его концентрации в инжектируемом в поток растворе, а также по гидродинамическим характеристикам системы ПИА.
Выбор состава потока. На скорость и полноту протекания реакций дериватизации аминосоединений хлординитрозамещенными бенз-2,1,3-оксадиазола в стационарных и неравновесных условиях, а также на спектрально-аналитические характеристики производных сильно влияет природа растворителя и состав реакционных сред [7-10]. В связи с этим было изучено влияние состава потока на величину аналитического сигнала в ПИА, в качестве которого выбрана высота пика.
Приведенные в таблице 1 результаты изучения реакции ОФД с БФО в системе ПИА свидетельствуют о сложном характере влияния свойств растворителей, входящих в состав потока, на формирование аналитического сигнала. Как видно, степень завершения химической реакции в неравновесных условиях выше в водно-спиртовых средах. В целом анализ количественных характеристик реакции в системе ПИА позволяет утверждать, что при некотором пороге полярных свойств неводного растворителя для реакционной способности соединений определяющим фактором является основность неводной среды. При низкой полярности среды роль этого параметра растворителя становится более значимой, чем основность. Экспериментальные данные указывают на то, что в неравновесных условиях проведения реакции ОФД с БФО оптимальное соотношение полярных и основных свойств среды потока достигается в водно-этанольных (метанольных) смесях. Следует также отметить, что именно спиртово-водные смеси обеспечивают хорошую растворимость всех компонентов реакционной среды в потоке. В случае диметилсульфоксида, пропанола-2 и их смесей низкие значения интенсивности сигнала, по-видимому, связаны с более высокой вязкостью этих растворителей, что приводит к изменению гидродинамических параметров потока. Для диметилсульфоксида также возможно протекание конкурентной реакции с инжектируемым БФО вследствие нуклеофильных свойств этого растворителя и как следствие снижение эффективной концентрации аналитического реагента в потоке.
Влияние рН потока. Исследование влияния кислотности среды потока на интенсивность сигнала показало, что наибольшая чувствительность определений достигается в нейтральной среде в интервале 5,8-7,9 единиц рН. Повышение кислотности раствора приводит
Таблица 1 - Влияние природы носителя на интенсивность сигнала при проточно-инжекционных определениях о-фенилендиамина (5-10 моль/л) в виде 4,6 динитро-бензофуроксанового производного (концентрация реагента 10"2 моль/л, скорость потока 1,3 мл/мин, 1=510 нм)
Состав потока, % об. Высота пика, мм
Метанол (100) 60
Метанол - вода (85 : 15) 99
Метанол - вода (70 : 30) 110
Метанол - вода (50 : 50) 121
Метанол - вода (30 : 70) 170
Метанол - вода (15 : 85) 107
Этанол (100) 95
Этанол - вода (30 : 70) 82
Этанол - вода (50 : 50) 130
Ацетонитрил (100) 11
Ацетонитрил - вода (30:70) 140
к уменьшению интенсивности длинноволновых полос поглощения и подавлению реакции де-риватизации в проточной системе. В щелочных средах (рН>8) также наблюдается понижение интенсивности сигнала, что уже связано с влиянием гидролитического превращения БФО.
Влияние скорости потока и концентрации реагента. Зависимость интенсивности сигнала от скорости потока носителя проходит через максимум (табл. 2) с плато в области
0,9 - 1,5 мл/мин. При меньших скоростях потока наблюдалось уменьшение сигнала. Это, очевидно, связано с проявлением конкурирующей реакции гидролиза БФЗ и диффузионными явлениями. При более высоких скоростях на эти процессы накладывается уменьшение степени конверсии продукта аналитической реакции в системе ПИА.
БФЗ инжектировался в поток, содержащий определяемое вещество в виде ацето-нитрильного раствора, так как последний обеспечивал более высокую устойчивость реагента к гидролизу, чем другие растворители [7-9,15]. Оптимальная концентрация БФЗ в инжектируемом растворе составляла (1-3)10"2 моль/л. При концентрациях, меньших чем
7-10 моль/л наблюдалось ухудшение воспроизводимости. При концентрациях реагента -2
больше чем 4-10" становился заметным дрейф нулевой линии.
Аналитические характеристики определений. Выполнение проточно-
инжекционных определений ОФД в потоке носителя метанол-фосфатный раствор с рН=6 ,86 (0,06М) (30:70, об.) скоростью потока 1,33 мл/мин, концентрация реагента 10"2 моль/л, 1 = 510 нм обеспечивало линейную зависимость аналитического сигнала
Таблица 2 - Влияние скорости потока на интенсивность сигнала при ПИ определениях о-фенилендиамина (510-7 моль/л). Концентрация БФО 10"2 моль/л. 1 510 нм (П=4)
Скорость потока, мл/мин Высота пика (среднее значение), мм
0,62 9
0,80 16
0,9 25
1,33 25
1,5 25
1,74 24
2,5 15
в интервале содержаний определяемого вещества 0,02-0,25 мкг/мл. Градуировочная зависимость описывается уравнением
Н (мм) = 631,8.Сх (мкг/мл) - 1,5 (п=15, /=0,9987).
Производительность определений составляет 30 проб в час, предел обнаружения ОФД при этом достигает 0.01 мкг/мл.
Изучено влияние ряда органических веществ, являющихся потенциальными компонентами реакционных сред, содержащих ОФД, на интенсивность сигнала. Оказалось, что на детектируемый сигнал не оказывают влияния аминокислоты, ацетилсалициловая и аскорбиновая кислоты, фенол и другие органические соединения (табл.3).
Таблица 3 - Влияние мешающих компонентов на результаты проточно-инжекционного определения о-фенилендиамина (П=4, Р=0,95)
Состав среды, мг/л Введено, мкг/мл Найдено, мкг/мл Эг
Стандарт аминокислот 1,1 1,15±0,06 0,06
(6,11) 5,12 4,80±0,38 0,05
Дибазол (122,2) 0,054 0,06±0,02 0,06
Фенол (3,5) 0,55 0,60±0,06 0,06
Уксусный ангидрид (50) 1,0 1,02±0,02 0,05
Папазол (10) 0,054 0,06±0,02 0,06
Папазол (130) 0,054 0,06±0,02 0,06
Методика определения. Анализируемые растворы разбавляли в мерной колбе до содержания 0,1 -0,5 мкг/мл определяемого ароматического амина смесью метанол - 610"3 М фосфатный буферный раствор (30:70 %, об., до pH смеси 7) и использовали в качестве потока носителя (скорость 1,3 мл/мин). Регистрограммы фиксировали после инжекции 110 мкл
0.01.М ацетонитрильного раствора БФО, 1 510 нм. Содержание ОФД находили по градуировочной зависимости.
При анализе таблеток к растертому их порошку (0,5 г, точная навеска) прибавляют 20 мл этанола и встряхивали 10 мин. Повторяли извлечение. Раствор перенесили в мерную колбу на 50 мл и довели этанолом до метки. Далее провели анализ, как описано выше.
Таким образом, разработана экспрессная и производительная методика проточно-инжекционного определения токсичного о-фенилендиамина в виде динитробензофурокса-нового производного в лекарственных формах и реакционных смесях синтеза лекарственного вещества дибазола.
Экспериментальная часть
Спектрофотометрические измерения проведены на спектрофотометре СФ-26. Чистоту веществ контролировали с использованием хроматографической системы НР-1100 с диодно-матричным детектором (Hewlett-Packard, Waldbronn, FRG). Использован о-фенилендиамин коммерческого изготовления. Дибазол (2-бензилбензимидазола гидрохлорид) и его лекарственные формы - фармакопейной чистоты. Органические растворители при необходимости очищали по известным методикам [11,12]. 4-Хлор-5,7-динитробензофуразан (БФЗ) и 7-хлор-4,6-динитробензофуроксан (БФО) синтезированы по методикам, описанным в работах [13,14]. Потенциометрические измерения выполнены на электронном рН-милливольтметре MV-87S (FRG). Синтез 4,6-динитробензофуроксанового производного ОФД проводили, сливая растворы БФО и ариламина в эквимолярных соотношениях в метаноле. Кристаллический продукт бардового цвета перекристаллизован из этанола и высушен под вакуумом (15 мм рт.ст.) при температуре 64,5о С. Идентификация продукта синтеза проведена на основе данных элементного анализа, ИК- и ПМР-спектроскопии.
Использован обращенный вариант одноканального ПИА [7-9] с плунжерным насосом D1 (Mickrotechna) и проточным фотометрическим блоком с кюветой объемом 6 мкл с длиной оптического пути 0,5 см. В качестве детектора использован спектрофотометр Specol-210 (Karl Zeiss Yena). Регистрограммы записаны на самописце TZ-4100. В качестве инжектора применен шестиходовой кран (Mickrotechna) с калиброванной петлей объемом 110 мкл. Проточные коммуникации были выполнены из тефлоновых трубок с внутренним диаметром 0,6 мм. Длина реакционной спирали составляла 2,0 м. Интенсивность полезного сигнала определяли вычитанием сигнала, полученного для раствора сравнения.
Литература
1. МашковскийМ.Д. Лекарственные средства. 4.II. М.: Медицина, 1993. 686 с.
2. Государственная фармакопея СССР. М.: Медицина, 1968.
3. ЕвгеньевМ.И., Гармонов С.Ю., ШакироваЛ.Ш. // ЖАХ. 2001. Т.56. № 4. С.355.
4. Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. М.: Химия, 1970.
5. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ. Л.:Химия, 1981.
6. Максютина Н.П., Каган Ф.Е., Кириченко Л.А. Методы анализа лекарств. Киев: Здоров’я, 1984.
7. ЕвгеньевМ.И., Гармонов С.Ю., Шакирова Л.Ш. // ЖАХ. 2000. Т.55. № 7. С.775.
8. ЕвгеньевМ.И., Гармонов С.Ю., Шакирова Л.Ш. // ЖАХ. 2001. Т.56. № 6. С.642.
9. Евгеньев М.И., Гармонов С.Ю., Евгеньева И.И., Угричич-Требинский В.В. // ЖАХ. 1998.
Т.53. № 3. С.272.
10. Евгеньев М.И., Гармонов С.Ю., Шакирова Л.Ш., Брысаев А.С. // Хим.-фарм. журн. 2000. Т.34. № 5. С.52.
102
