CC BY
8Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2022. Т. 22, № 2. С. 19-31 Liquid Crystals and their Application. 2022. Vol. 22, No. 2. P. 19-31 ISSN 1991-3966 (print), 2499-9644 (online), Journal homepage: http://nano.ivanovo.ac.ru/journal/ru/
Научная статья
УДК 544.77.022.532 * 544.77.051.7 * 544.77.051.62 * 519.242.7
ДИЗАЙН МИЦЕЛЛЯРНОЙ МАТРИЦЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ О-ФЕНИЛЕНДИАМИНА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМАХ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ.
ПЛАНИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ
Роза Фаридовна Бакеева*, Ольга Евгеньевна Вахитова, Сергей Юрьевич Гармонов,
Владимир Федорович Сопин
Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия
И Н Ф О Р М А Ц И Я
А Н Н О Т А Ц И Я
История статьи:
Поступила 16.05.2022 Одобрена 16.06.2022 Принята 20.06.2022
Ключевые слова: мицеллы,
поверхностное натяжение, тензиометрия, неионные поверхностно активные вещества, диметилсульфоксид, оксиэтилированный неонол, лекарственные формы, о-фенилендиамин, дибазол,
спектрофотомерия, методология поверхности отклика,
многофакторный эксперимент,
планы Бокса-Бенкена
Приведены результаты применения методологии поверхности отклика и планов Бокса-Бенкена для создания оптимальной мицеллярной матрицы с целью определения содержания о-фенилендиамина в лекарственных формах. В качестве мицеллярной матрицы использовали систему, содержащую оксиэтилированный нонилфенол (неонол APh9-6) в бинарном растворителе - диметилсульфоксид (20 %) + Н20 (80 %). Применяли трех уров-невые планы Бокса-Бенкена. В качестве целевой функции выбрана интенсивность полосы поглощения продукта реакции аналита с реагентом 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксаном при 460 нм (А460), поскольку по ней определяли содержание аналита. Основными независимыми факторами, влияющими на целевую функцию А460, являлись концентрация реагента, концентрация неонола APh9-6 и рН среды. В организованных мицеллярных средах благодаря солюбилизации участников реакции изменяются свойства реагента и продукта реакции, а также расширяется интервал рН для аналитических определений, вплоть до значений 5-10 ед. Разработана чувствительная, селективная и экспрессная методика спектрофотометриче-ского определения о-фенилендиамина, обладающая хорошими метрологическими характеристиками.
DOI: Для цитирования:
10.18083/LCAppl.2022.2.19 Бакеева Р. Ф., Вахитова О. Е., Гармонов С. Ю., Сопин В. Ф. Дизайн мицеллярной
матрицы для определения о-фенилендиамина в лекарственных формах спектрофотометрическим методом. Планирование и оптимизация // Жидк. крист. и их практич. использ. 2022. Т. 22, № 2. С. 19-31.
*Автор для переписки: gurf71@mail.ru
© Бакеева Р. Ф., Вахитова О. Е., Гармонов С. Ю., Сопин В. Ф., 2022
Original Article
DESIGN OF MICELLAR MATRIX FOR DETERMINATION OF O-PHENYLENEDIAMINE IN DOSAGE FORMS BY SPECTROPHOTOMETRIC METHOD. PLANNING AND OPTIMIZATION
Roza F. Bakeeva*, Ol'ga E. Vakhitova, Sergey Yu. Garmonov, Vladimir F. Sopin
Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia
A R TIC L E IN FO :
A B S T R A CT
Article history: Received 16 May 2022 Approved 16 June 2022 Accepted 20 June 2022
Key words:
micelles,
surface tension,
tensiometry,
non-ionic surfactants,
dimethyl sulfoxide,
neonol APh9-6,
medicinal substances,
o-phenylenediamine,
spectrophotometry,
quantitative analysis,
multivariate experiment,
Box-Behnken plans,
response surface methodology,
dosage forms
The results of applying the response surface methodology and Box-Behnken plans to create an optimal micellar matrix in order to determine the content of o-phenylenediamine in dosage forms are presented. A system containing ethoxylated nonylphenol (neonol APh9-6) in a binary solvent, dimethyl sulfoxide (20 %) + H2O (80 %), was used as a micellar matrix. Three-level Box-Behnken plans were used. The intensity of the absorption band of the reaction product of the analyte with the reagent 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxan at 460 nm (A460) was chosen as the objective function, since the content of the analyte was determined from it. The main independent factors influencing the target function of A460 were the concentration of the reagent, the concentration of neonol APh9-6, and the pH of the medium. The properties of the reagent and reaction product are changed due to the solubilization of the reaction participants, and the pH range for analytical determinations is also expanded, up to values of 5-10 units in organized micellar media. A sensitive, selective and rapid method for the spectrophotometric determination of o-phenylenediamine has been developed, which has good metrological characteristics.
DOI:
10.18083/LCAppl.2022.2.19
For citation:
Bakeeva R. F., Vakhitova O. E., Garmonov S. Yu., Sopin V. F. Design of micellar matrix for determination of o-phenylenediamine in dosage forms by spectrophotometric method. Planning and optimization. Liq. Cryst. and their Appl., 2022, 22 (2), 19-31 (in Russ.).
Corresponding author: gurf71@mail.ru
© Bakeeva R. F., Vakhitova O. E., Garmonov S. Yu., Sopin V. F., 2022
Введение
Производство высококачественных лекарственных препаратов требует эффективных методов их контроля. Особенно это обусловлено проникновением на рынок фальсифицированной, забракованной или с истекшим сроком годности продукции. Одним из элементов, которые обеспечивают научно обоснованную оценку качества фармацевтической продукции в рамках концепции Quality by Design (QbD), является контроль состава лекарственных препаратов [1].
Ароматический амин - о-фенилендиамин (OPhDA) находит широкое применение при синтезе дибазола, который, как известно, обладает спазмолитическим, иммуномодулирующим, гипотензивным свойствами. В связи с высокой гепато-, нефро- и ге-нотоксичностью OPhDA содержание такой примеси в лекарственных препаратах строго нормируется. OPhDA также широко используется для синтеза фунгицидов, содержащих в своей структуре фрагмент бензимидазола, в синтезе ветеринарных анти-гельминтных препаратов, является полупродуктом при получении пестицидов и красителей [2]. В связи с этим разработка чувствительных и селективных методов контроля качества фармацевтической продукции является важной и актуальной задачей, особенно при оценке соответствия и безопасности фармацевтических субстанций и лекарственных форм, в том числе в процессе их хранения.
Спектрофотометрическое определение
OPhDA основано на получении производных с альдегидами, солями церия, индофенольной реакции [3, 4]. Однако в этом случае реакции характеризуются невысокими скоростями, необходимостью их проведения при повышенных температурах, а также многостадийностью аналитических процедур. Кроме того, большинство реакций получения производных OPhDA отличаются невысокой избирательностью и чувствительностью определений. Все эти факторы ограничивают возможности доступного для практики спектрофотомет-рического метода определения. В связи с этим представляло интерес применение в качестве хро-могенного реагента 5,7-дихлор-4,6-
динитробензофуроксана (DCDNBPh), который,
как показано нами ранее, может быть модифицирован в мицеллярной среде [5] и проявлять высокую селективность и чувствительность в анализе 4-аминофенола в лекарственных препаратах на основе парацетамола [6].
Применение организованных сред, в частности мицеллярных, в спектрофотометрии приводит к улучшению аналитических характеристик за счет эффектов концентрирования лекарственных веществ (ЛВ) и реагентов в мицеллярной псевдофазе. Специфика строения мицеллярных агрегатов позволяет солюбилизировать соединения, в том числе лекарственные вещества, ЛВ и реагенты, имеющие как гидрофобный, так и гидрофильный характер [7-11].
Одним из перспективных методов поиска оптимальных условий для аналитических определений различных соединений является методология поверхности отклика (МПО) с использованием планов Бокса-Бенкена [12, 13].
Целью настоящей работы является исследование возможности использования организованных мицеллярных сред на основе неонола APh9-6 для спектрофотометрического определения о-фенилендиамина в лекарственных препаратах на основе дибазола с привлечением методологии поверхности отклика и планов Бокса-Бенкена.
Экспериментальная часть
5,7-Дихлор-4,6-динитробензофуроксан синтезирован по известной методике [14] и любезно предоставлен проф. Л. М. Юсуповой. Использовали коммерческую субстанцию о-фенилендиамина фармакопейной чистоты.
Для создания мицеллярных матриц использовали неионное поверхностно активное вещество (ПАВ) - оксиэтилированный нонилфенол, 17-(4-нонилфенокси)-3,6,9,12,15-пентаоксагептадека-нол-1, (неонол APh9_6) (Fluka Chemie AG).
Определение о-фенилендиамина проводили в водной мицеллярной матрице APh9-6 в бинарном растворителе до и после формирования мицелл. Критическая концентрация мицеллобразования (ККМ) в системе APh9-6 + Н2О (80 %) + DMSO (20 %) равна 4,89 ± 0,65 10-5 моль/л. Остальные реактивы были марки х.ч.
no2
Cl
Cl
,nh„
nh2
C6H9
(OCH2CH2)6OH
5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксан
(DCDNBPh)
о-фенилендиамин (OPhDA)
оксиэтилированный нонилфенол (APh9-6)
o2n
Для приготовления матрицы аналита использовали биполярный протонный растворитель диметилсульфоксид, DMSO фирмы «Chemapol» и воду, очищенную на установке «Millipore compact laboratory high purity system». Электрическое сопротивление воды 18,2 МОм. Состав смешанного растворителя Н2О (80 %) - DMSO (20 %).
Определение поверхностного натяжения проводили тензиометрическим методом с использованием тензиометра дю Нуи, оснащенного платиновым кольцом. При проведении спектрофото-метрических измерений для построения градуиро-вочного графика готовили растворы OPhDA с концентрацией в диапазоне от 1,0-Ш-6 до 1,0-Ш-4 моль/л.
Использование ПАВ позволило перейти от DMSO к водосодержащим растворителям (H2O-DMSO). Состав смешанного растворителя Н2О-ДМСО - 80:20 %.
Спектрофотометрические измерения проводили на приборе СФ <(Agilent 8453» в спектральном диапазоне от 400 до 700 нм. При измерении оптической плотности растворов были использованы кварцевые кюветы с толщиной поглощающего слоя 0,2; 0,50 и 1,0 см. В качестве раствора сравнения при проведении дифференциальных спектрофотометрических измерений использовали раствор «холостого опыта».
Определение текстур ламеллярной мезофазы проводили на поляризационном микроскопе Био-лам Л 212. Для расчета эффектов и построения по-
верхностей отклика использовали пакет программ «Statistiса 10».
Результаты и их обсуждение
Применение мицеллярной матрицы является одним из актуальных и перспективных методов для аналитических определений [6-8, 11]. В этом аспекте нами исследована система, содержащая неонол APh9-6 в бинарном растворителе диметилсульфоксид (DMSO) 20 % - вода (80 %) для определения о-фенилендиамина (ОР1ША) и выявлены ее преимущества. Интерес именно к этому неонолу связан с тем, что нами показано формирование ла-меллярной мезофазы. На рис. 1 приведена текстура раствора APh9-6 + Н2О. Эта текстура является характерной для ламеллярной или neat мезофазы, La. В этой фазе молекулы ПАВ располагаются в бислои, часто простирающиеся на большие расстояния (микрон и более), которые разделены прослойками воды [15, 16].
Формирование ламеллярной мезофазы косвенно свидетельствует о том, что ее предшественниками являются пластинчатые мицеллы. Кроме того, образование сферических мицелл при таком коротком углеводородном хвосте маловероятно. Образование ассоциатов подтверждено нами тен-зиометрическим методом. На рис. 2 представлена зависимость поверхностного натяжения (у, Дж/м2) от концентрации неонола (APh9-6, моль/л).
4* г
» с ■
ms' »
b
Рис. 1. Текстура «Мальтийские кресты» (Maltese crosses) мезофазы растворов: а - 10 % APh9-6 и 90 % Н2О; b - 20 % APh^ и 80 % Н2О. Николи скрещены.
Fig. 1. «Maltese crosses» texture of the mesophase of solutions: a - 10 % APh9-6 and 90 % Н2О; b - 20 % APh9-6 and 80% H2O. Nicoli crossed.
70 656055 50 454035 3025
""1-
1E-5
-"T-
1E-3
С APh9-6 моль / л
Рис. 2. Изотерма поверхностного натяжения растворов APh9-6 (t = 25 °С, Сккм = 4,89 + 0,65 10-5 моль/л)
Fig. 2. Surface tension isotherm of APh9-6 solutions (t = 25 °С, CMC = 4.89 + 0.65 10-5 mol/l)
Как известно, организованные среды можно применять для анализа лекарственных препаратов [6-8, 14], однако в каждом случае необходимо подтверждение такой возможности.
Для определения содержания OPhDA мы использовали реакцию нуклеофильного замещения при реакции OPhDA с реагентом 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксаном, DCDNBPh:
Проведенные нами серии однофакторных экспериментов показали, что спектры поглощения OPhDA имеют полосу поглощения (ПП) при 290 нм, DCDNBPh - при 400 нм. Спектры поглощения продукта взаимодействия OPhDA с аналитическим реагентом при значениях рН ~ 5-7 ед. содержат интенсивную полосу поглощения при A^ax = 440-465 нм. Наибольшее и практически постоянное значение интенсивности сигнала наблюдается при рН > 1,68-7 ед. и времени взаимодействия 1-3 мин. Таким образом, присутствие APh9-6 обеспечивает протекание реакции нуклеофильного замещения в водосодержащих средах. Высокая скорость реакций в присутствии APh9-6 может быть связана с увеличением концентрации как аналитического реагента, так и самого ароматического амина в мицеллярной псевдофазе (эффекты концентрирования и увеличения реакционной способности) [9].
а
1E-4
Окраска, связанная с появлением продукта реакции, устанавливается практически мгновенно.
Кривая зависимости А460 раствора продукта реакции от концентрации аналита выходит на предел при концентрации, равной ~2 104 моль/л, что соответствует Сдхднбфо/Сор1ша = 1. Это позволяет сделать предположение о стехиометрии реакции в данных условиях: 1:1, что соответствует приведенному выше уравнению реакции.
Для выявления оптимальных условий для определения ОPhDA мы использовали методоло-
гию поверхности отклика и трехуровневые планы Бокса-Бенкена. В качестве целевой функции, по которой определяли содержание ОPhDA, выбрана интенсивность полосы поглощения (1111) при 460 нм, А460. Основными независимыми факторами, влияющими на целевую функцию (А460), являются концентрация реагента, СDCDNBPh, ммоль/л (Х1), концентрация неонола, рСар19-6 (Х), кислотность среды, рН (Х3). В табл. 1 представлены выбранные диапазоны изученных факторов, их нижний, средний и верхний уровни.
Таблица 1. Декодированные значения факторов, влияющих на интенсивность полосы поглощения А460 Table 1. Decoded values of the factors influencing the intensity of absorbance band A460
Фактор Уровень
нижний -1 средний 0 верхний +1
Х1 CDCDNBPh, ммоль/л 0,05 0,10 0,15
CDCDNBPh /CophDA 0,5:1 1:1 1,5:1
Х2 pCAPh9-6 3,82 до ККМ 3,32 ККМ 2,82 после ККМ
Хз рН 2,00 6,00 10,00
Таблица 2. Значения А460, план Бокса-Бенкена и уровни факторов для дизайна поверхности отклика в исследованных системах при определении о-фенилендиамина, ОPhDA
Table 2. Values of A460, Box-Behnken design and factor levels for response surface design in studied systems for the determination of o-phenylenediamine, OPhDA
№ опыта Кодированные уровни факторов Реальные (декодированные) уровни факторов Отклик, А460
Хт* Х2* Х3* Хт GoCDNBPh, ммоль/л Х2, рСAPh9-6, Х3 рН
1 +1 0 +1 0,150 3,32 10,00 0,627
2 +1 0 -1 0,150 3,32 2,00 0,497
3 -1 0 +1 0,0500 3,32 10,00 0,202
4 -1 0 -1 0,0500 3,32 2,00 0,167
5 +1 +1 0 0,150 2,82 6,00 0,595
6 +1 -1 0 0,150 3,82 6,00 0,099
7 -1 +1 0 0,0500 2,82 6,00 0,177
8 -1 -1 0 0,0500 3,82 6,00 0,258
9 0 +1 +1 0,100 2,82 10,00 0,477
10 0 -1 +1 0,100 3,82 10,00 0,089
11 0 +1 -1 0,100 2,82 2,00 0,399
12 0 -1 -1 0,100 3,82 2,00 0,101
13 0 0 0 0,100 3,32 6,00 0,484
14 0 0 0 0,100 3,32 6,00 0,454
15 0 0 0 0,100 3,32 6,00 0,479
1,00 0,48 0,66 0,150 9,29-10-5 моль/л 7,50 0,661* 0,700
Концентрация о-фенилендиамина во всех опытах поддерживалась постоянной Сорюа = 1 • 10-4моль/л *Экспериментальное значение А460
Количественную оценку зависимости величины отклика от значимых факторов получили из серии выполненных спектральных экспериментов в соответствии с приведенным в табл. 2 трехуровневым планом Бокса-Бенкена. Состав матрицы и значения отклика приведены в той же таблице.
Нами проведено планирование и выполнение многофакторного эксперимента; построение математической модели (у = / (X)). Изучение влияния факторов (X) на целевую функцию (У = А460) возможно путем построения и анализа поверхности отклика, дизайна лучшей матрицы. В планах Бокса-Бенкена каждый фактор варьировался на трех уровнях, поэтому число опытов равно 13,
причем в центре плана опыт повторяли трижды для определения ошибки эксперимента.
Кодирование уровней факторов осуществлялось на основе экспериментальных данных по формуле:
* Х\ = (Х -М)/Н,
где Х - кодированный уровень /-го фактора, Х, -декодированный (реальный) уровень /-го фактора, М - среднее значение, а Н - полуширина интервала. М = X (верхний уровень) + Х(нижний уровень)/2 , Н = X (верхний уровень) — ^(нижний уровень) /2 Декодирование уровней факторов выполнялось по формуле Х = Х* Н + М. Модель представляет собой полином и имеет вид:
Y = A460 = 0,307+0,212^+ 0,0417(X,)2+0,253 Х^+0,148 Х+ +0,066 Хз+0,057 (Х?)2+0,289 Х1Х2 +0,124 ХгХ)2 +0,068(Х7)2Х2,
где: значение 0,307 является свободным членом; значения с индексом Х„ - регрессионный коэффициент линейных (главных) факторных эффектов; значения с индексом Хп2 - регрессионный коэффициент квадратичных (нелинейных) факторных эффектов; значения с индексом ХпХт - регрессионный коэффициент эффектов взаимодействия [11, 12]. Значение коэффициента детерминации R2 = 0,9989, что указывает на адекватность модели.
Из полученного уравнения следует, что главные и квадратичные эффекты наблюдаются для всех факторов. В определенной степени выражена зависимость факторов между собой, причем
наибольшее влияние оказывают друг на друга факторы X1 и Х2, т.е. концентрации аналитического реагента (DCDNBPh) и APh9-6. Математическая модель адекватно описывает поверхность отклика - графическое представление зависимости отклика от величин значимых факторов. Ниже изображены поверхности отклика для концентрации реагента DCDNBPh и концентрации АР^_6 (рис. 3), концентрации реагента DCDNBPh и рН (рис. 4), концентрации APh9-6 и рН (рис. 5). Следует отметить, что поверхность отклика имеет нелинейный характер и рН слабо влияет на ее вид.
(a)
I I > 0,5 I I < 0,5 I I < 0,4 О < 0,3 | | < 0,2
0 < 0,1 | | < 0
1 I < -0,1
(b)
I_I > 0,6
I I < 0,6
I I < 0,4
I I < 0,2 I I < 0
Рис. 3. Поверхности отклика зависимости А460 от концентраций DCDNBPh (ХО и APhg-6, (X) при:
a - рН 2, X3-1; b - pH 10, X3 1
Fig. 3. Response surfaces of A460 versus DCDNBPh (Xi) and APhg-6 (X) concentrations: a - pH 2, X3 -1; b - pH 10, X3 1
O.I 0.6
I I < 0,05 I I < -0,05
I I > 0,6
I I < 0,55
I I < 0,45
I I < 0,35
I I < 0,25
I I < 0,15
I I < 0,05
I I < -0,05
a b
Рис. 4. Поверхности отклика зависимости А460 от концентрации DCDNBPh (X1) и рН (X3): a - APh9-6, X3 -1, до ККМ; b - APh^, X3 1, после ККМ
Fig. 4. Response surfaces of A460 versus DCDNBPh (Xi) concentration and pH (X3):
a - pCAPh9-6, X3 -1, up to CMC; b - pCAPh9-6, X3 1, after CMC
Сравнение 3D-графиков рис. 4, а, Ь явно показывает увеличение (трехкратное) интенсивности 1111 А460 при формировании мицелл и, следовательно, солюбилизацию продукта реакции в мицеллах.
Различие в графиках рис. 5, а, Ь вызвано тем,
что в случае (а) реагента недостаточно для формирования продукта при СDCDNBPh/С0PhDA 0,5:1. При СDCDNBPh/С0PhDA 1,5:1 реакция проходит нацело.
Для сравнения эффектов исследованных факторов на рис. 6 представлена диаграмма Парето.
a b
Рис. 5. Поверхности отклика зависимости А460 от концентрации APh9-6, (Х2) и рН (Х3):
a - CDCDNBPh, Xl -1, CDCDNBPh/CoPhDA 0,5:1, Ь - CDCDNBPh, X3 1, CDCDNBPh/CoPhDA 1,5:1
Fig. 5. Response surfaces of A460 versus APh9-6 (Х2) concentration and pH (Х3):
a - CDCDNBPh, Xl -1, CDCDNBPh/CoPhDA 0.5:1, b - CDCDNBPh, X3 1, CDCDNBPh/CoPhDA 1.5:1
Рис. 6. Диаграмма Парето стандартизированных эффектов факторов на целевую функцию (интенсивность IIII при А460). Х1 CDCDNBPh, Х2 рСарь9-6, Х3 рН, L, Q - линейные и квадратичные эффекты. В рассмотрение брались эффекты с уровнем значимости p > 0,05. В этом случае доверительная вероятность 95 %
Fig. 6. Pareto diagram of standardized factor effects on the objective function (AB intensity at A460). Х1 Cdcdnbpi Х2 рСар1й-6, Х3 рН, L, Q - linear and quadratic effects. Effects with a significance level of p > 0.05 were taken into
consideration. In this case, the confidence level is 95 %.
(2)X 2(L) 1Lby2L
X 2(Q) (1)x 1(L) 1Lby2Q x 3(Q) 1Qby2L
(3)x 3(L) X 1(Q)
1Lby3L 2Lby3L 1Qby3L
2,9: |-2,799' -2,17771
17,94963 17,74359 17,71019
5,961205 5,509218 |-4,981355 ¡312 77
p=,05
Standardized Effect Estimate (Absolute Value)
Таким образом, в системе APh9-6 + DMSO (20 %) + H2O (80 %) на интенсивность IIII А460 наибольшее влияние оказывает концентрации APh9-6 и DCDNBPh. Влияние рН среды значительно меньше.
Для определения состава оптимальной ми-целлярной матрицы мы воспользовались опцией «Профили предсказанных значений и функции желательности». Точка оптимума зависит от «же-
лательности». При «желательности», равной 1,5, получены следующие координаты оптимума (максимума) в кодированных значениях: Х± :1,00; Х2:0,48; Х? :0,66 (рис. 7). Декодированные значения составляют СDCDNBPh = 0,15 ммоль/л, СаИ19-6 = 9,29-10-5 М, рН = 7,50. Интенсивность ПП А460 продукта реакции при оптимальных условиях экспериментальная: 0,661, расчетная: 0,700.
Рис. 7. Профили предсказанных значений и функции «желательности» Fig. 7. Profiles of predicted values and desirability functions
В оптимальных условиях наблюдается увеличение интенсивности сигнала аналитической формы при формировании мицелл и стабилизация ПП А460 .
На этой основе была разработана методика спектрофотометрического определения 0PhDA в лекарственных препаратах на основе дибазола. Изучено влияние ряда органических веществ, являющихся потенциальными компонентами реак-
ционных сред, содержащих 0PhDA, на интенсивность сигнала. Это аминокислоты, ацетилсалициловая и аскорбиновая кислоты, фенол и другие органические соединения (табл. 3). Правильность методики при этом оценивалась с помощью критерия «введено-найдено». Компоненты лекарственных форм не оказывают мешающего влияния на результаты определений (табл. 4).
Таблица 3. Влияние мешающих компонентов на результаты спектрофотометрического определения о-фенилендиамина (n = 4, P = 0,95)
Table 3. Effect of interfering components on the results of spectrophotometric determination of o-phenylenediamine (n = 4, P = 0.95)
Состав среды, (мг/л) Аналит, мкг/мл Sr
введено найдено
Стандарт аминокислот (6,11) 1,1 5,12 1,15+0,06 4,80+0,38 0,06 0,05
Дибазол (122,2) 0,54 0,6+0,02 0,06
Фенол (3,5) 0,550 0,60+0,06 0,06
Уксусный ангидрид (50) 1,0 1,02+0,02 0,05
Папазол (10) 0,54 0,6+0,02 0,06
Папазол (130) 0,54 0,6+0,02 0,06
Таблица 4. Мешающее влияние компонентов лекарственных форм на результаты определения о-фенилен-диамна, ОPhDA
Table 4. Interfering effect of components of dosage forms on the results of determination of o-phenylenediamine
Компоненты Содержание компонентов, мкг/мл Введено OPhDA мкг/мл Найдено OPhDA мкг/мл Sr
0,54 5,40 0,61±0,10 5,15±0,21 0,059 0,016
Крахмал Сахар молочный (лактоза) 8,00 3,5 0,54 0,54 0,58±0,06 0,59±0,08 0,041 0,053
Глицерин/Этанол 96 % 108 мг/0,1 г 0,54 0,56±0,05 0,038
Фенол 3,5 0,54 0,62±0,09 0,054
Оценку робастности проводили при исследовании влияния различных факторов (условий) на результат измерения в рамках как однофакторного, так и многофакторного эксперимента. В оптимизированных условиях зависимость оптической плотности от концентрации 0PhDA в растворе линейна и описывается уравнением:
А = 0,0184 + 157,89 С (мг/мл) (г2 = 0,9996). Линейность графика сохраняется в диапазоне при-
менения 0PhDA: 5-10-7-2,0-10-4 моль/л (0,10854,0 мкг/мл) и выше. Предел количественного определения составил 0,126 мкг/мл (1Д8-10-6 моль/л).
Возможность определения 0PhDA в анализируемых объектах проверялась на примере анализа готовых лекарственных форм. Результаты (табл. 5) свидетельствуют о том, что содержание компонентов не выходит за пределы установленных норм (нормируемого содержания).
Таблица 5. Результаты определения o-фенилен-диамина в лекарственных формах (n = 5, P = 0,95)
Table 5. Results of o-phenylenediamine determination in dosage forms (n = 5, P = 0.95)
Наименование Лекарственная форма Содержание OPhDA, ю-10-3, %
Бендазол Субстанция 0,48±0,02
Дибазол Таблетки по 20 мг 0,25±0,01
Бендазол Раство р для инъекций 10 мг/мл 0,15±0,01
В случае необходимости модификации данной методики для анализа 0PhDA в других препаратах можно сразу приступить к планированию многофакторного эксперимента.
Выводы
Таким образом, применение организованных сред на основе ПАВ оказалось эффективным для повышения чувствительности аналитической реакции определения лекарственного вещества о-фени-лендиамина (0PhDA в системе АР19-6 + DMSO (20 %) + Н20 (80 %)). В организованных мицеллярных средах благодаря солюбилизации участников реакции изменяются не только свойства реагента и продукта реакции, но и состояние равновесия реакции, происходит расширение интервала рН вплоть до значений 5-10 ед. рН, недоступных в отсутствие ПАВ из-за угрозы протекания конкурирующей реакции гидролитического превращения 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана, DCDNBPh. На этой основе разработана чувствительная, селективная и экспрессная методика спектрофотомет-рического определения 0PhDA с использованием модифицированного поверхностно-активным веществом (АР19-6) реагента 5,7-дихлор-4,6-динитро-бензофуроксана. Она обладает хорошими аналитическими и метрологическими характеристиками. Дизайн мицеллярной матрицы с помощью методологии поверхности отклика и планов Бокса-Бенкена является важным инструментом оптимизации процесса разработки методики, поскольку
позволяет достичь наибольшей эффективности аналитических определений при минимальном количестве затрат. Особую важность это приобретает при разработке типовых методик анализа родственных веществ с близкими свойствами, поскольку позволяет свести к минимуму количество однофакторных экспериментов.
Благодарность. Авторы выражают благодарность проф. Л. М. Юсуповой за предоставленный образец 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана.
Acknowledgments. The authors express their gratitude to Prof. L.M. Yusupova for providing a sample of 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxan.
Список источников / References
1. Lawrence X.Yu. Pharmaceutical Quality by Design: Product and Process Development, Understanding, and Control. Pharm. Res., 2008, 25, 2463.
DOI: 10.1007/s11095-008-9667-3.
2. Smiley R.A. Phenylene- and Toluenediamines. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley, 2000, 19, 405-411. D0I:10.1002/14356007a19_405.
3. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ. Л. : Химия, 1981. 624 с. [Pohloudek-Fabini R., Beyrich Th. Organische analyse. Leipzig: Akademische Verlagsgesflilschaft, 1975, 621 р.]
4. Коренман И. М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. М. : Химия, 1970. 343 с. [Korenman I.M. Photometric analysis. Methods for the determination of organic compounds. M. : Chemistry, 1970, 343 p. (in Russ.)].
5. Бакеева Р. Ф., Горбунова Т. С., Сафиуллина Л. И., Вахитова О. Е., Гармонов С. Ю., Юсупова Л. М., Сопин В. Ф. Модификация 5,7-дихлор-4,6-динитро-бензофуроксана для применения в качестве аналитического реагента и компонента биологически активных композиций. Ч. 1: Иммобилизация смешанными мицеллами // Вестник Казан. технол. ун-та. 2010. № 5. С. 48-54. [Bakeeva R.F., Goibunova T.S., Sa-fiullina L.I., Vakhitova O.E., Garmonov S.Yu., Yusupova L.M., Sopin V. F. Modification of 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxane for use as an analytical reagent and a component of biologically active compositions. Part 1: Immobilization with mixed micelles. Bull. of Kazan. Tekhnol. Univ., 2010, (5), 48-54 (in Russ.)].
6. Бакеева Р. Ф., Горбунова Т. С., Вахитова О. Е., Гай-сина А. И., Юсупова Л. М., Гармонов С. Ю., Сопин В. Ф. Спектрофотометрическое определение п-аминофенола в лекарственных препаратах при использовании 5,7-дихлор-4,6-динитробензофурок-сана как реагента в мицеллярной среде // Хим.-фарм. журн. 2010. Т. 44, № 4. С. 51-55. [Bakeeva R.F., Gorbunova T.S., Vakhitova O.E., Gaisina A.I., Yusupova L.M., Garmonov S.Y., Sopin V.F. Spectrophotometry determination of p-aminophenol in drugs using 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxan reagent in micellar medium. Pharm. Chem. J., 2010, 44 (5), 282286. DOI: 10.1007/s11094-010-0450-5/].
7. Штыков С. Н. Поверхностно-активные вещества в анализе. основные достижения и тенденции развития // ЖАХ. 2000. Т. 55, № 7. С. 679-686. [Shty-kov S.N. Surfactants in analysis: progress and development trends. J. Anal. Chem., 2000, 55 (7), 608-614].
8. Чернова Р. К., Доронин С. Ю., Гусакова Н. Н., Гаври-лова Ю. Ю. Проблема избирательности и чувствительности спектрофотометрического определения компонентов лекарственных средств в водных, неводных и организованных средах // Проблемы аналитической химии / под ред. Г. К. Будникова, С. Ю. Гармо-нова. М. : Аргамак-Медиа, 2013. Т. 16. С. 187-229. [Chernova R.K., Doronin S.Yu., Gusakova N.N., Gavrilo-va Yu.Yu. The problem of selectivity and sensitivity of spectrophotometric determination of drug components in aqueous, non-aqueous and organized media. Problems of Anal. Chem. / eds. G.K. Budnikov, S.Yu. Garmonov. Moscow : Argamak-Media, 2013, 16, 187-229. (in Russ.)].
9. Березин И. В., Мартинек К., Яцимирский А. К. Физико-химические основы мицеллярного катализа // Успехи химии. 1973. Т. 42, № 10. С. 1729-1756. [Be-rezin I.V., Martinek K., Yatsimirskii A.K. Physico-chemical foundations of micellar catalysis. Russ. Chem. Rev., 1973, .42 (10), 787-802.
DOI: RC1973v042n10ABEH002744].
10. Bhat P.A., Rather G.A. Solubilization capabilities of some cationic, anionic, and nonionic surfactants toward the poorly water-soluble antibiotic drug erythromycin. J. Chem. Eng. Data, 2008, 53, 1271-1277.
11. Бакеева Р. Ф., Гармонов С. Ю., Вахитова О. Е., Со-пин В. Ф. Спектрофотометрическое определение аминосодержащих лекарственных препаратов в ми-целлярных матрицах при использовании планов Бокса-Бенкена // ЖАХ. 2022. Т. 77, № 6. С. 540-549. DOI: 10.31857/S0044450222060032. [Bakeeva R.F., Garmonov S.Yu., Vakhitova O.E., Sopin V.F. Determination of amine-containing drugs in micellar matrices by spectrophotometry using Box-Behnken plans. J. Anal. Chem, 2022, 77 (6), 686-695.
DOI: 10.1134/S106193482206003X].
12. Ferreira S.L.C., Bruns R.E., Ferreira H.S., Matos G.D., David J.M., Brandao G.C., Silva E.G.P., Portugal L.A., Reisc P.S., Souza A.S., Santos W. Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods. Analytica Chimica Acta, 2007, 597, 179-186. DOI:10.1016/j.aca.2007.07.011.
13. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Граеновский Ю. В. Планирование при поиске оптимальных условий. М. : Мир, 2004. 725 c. [Adler Yu.P., Markova E.V., Graenovskii Yu.V. Planning for the search for optimal conditions. M. : Mir, 2004. 725 c. (in Russ.)].
14. Патент № 2013132641 РФ. МПК C07D 271/12. Способ синтеза 4,6-динитро-5,7-дихлорбензофуроксана / Юсупова Л. М., Гармонов С. Ю., Горелова Е. Г., Васютина Е. А., Мухаметшина А. М.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Аурмид», № 2013132641/04; заявл. 16.07.2013; опубл. 27.01.2015, Бюл. № 3. [Russian patent No. 2013132641 RF. IPC C07D 271/12. Method for the synthesis of 4,6-dinitro-5,7-dichlorobenzofuroxan / Yusupova L.M., Garmonov S.Yu., Gorelova E.G., Vasyutina E.A., Mukhametshina A.M.; Right holders: Aurmid Limited Liability Company, No. 2013132641/04; declared 07.16.2013; publ. 01.27.2015; Bull. No. 3 (in Russ.)].
15. Rosevear F.B. The microscopy of the liquid crystalline neat and middle phases of soaps and synthetic detergents. J. Am. Oil Chem. Soc., 1954, 31, 628-639. DOI: 10.1007/BF02545595.
16. Fairhurst C., Fuller S., Gray J., Holmes M.C., Tiddy G.J.T. Lyotropic surfactant liquid crystals. Handbook of Liquid Crystals / eds. by D. Demus, J. Goodby, G.W. Gray, H.-W. Spiess, V. Vill. WILEY-VCH Verlag GmbH, 1998, 3, Ch. VII, 341-392.
Вклад авторов: 1Бакеева Р. Ф. - разработка концепции научной работы, консультация по вопросам планирования, методологии и реализации исследования, написание текста статьи.
2Вахитова О. Е. - проведение исследований. 3Гармонов С. Ю.- проведение исследований, подготовка иллюстраций, редактирование текста статьи. 4Сопин В. Ф. - разработка концепции научной работы, редактирование текста статьи.
Contribution of the authors:
1Bakeeva R. F. - development of the concept of scientific work, consultation on planning, methodology and implementation, writing the text of the article. 2Vakhitova O.E. - conducting research.
3Garmonov S. Yu. - research, illustrations, editing the text of the article.
4Sopin V. F. - development of the concept of scientific work, editing the text of the article
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interests.
Orcid отсутствует у всех авторов.
Поступила 16.05.2022, одобрена 16.06.2022, принята 20.06.2022 Received 16.05.2022, approved 16.06.2022, accepted 20.06.2022
