CC BY
34УДК 543.42.062
А.Ю. Трохименко, О.А. Запорожец
ИОДОМЕТРИЧЕСКОЕ ТВЕРДОФАЗНО-СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАПТОПРИЛА В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТАХ
(Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко) e-mail: annatrohimenko@,univ.kiev.ua; [email protected]
Предложена методика иодометрического твердофазно-спектрофотометри-ческого определения каптоприла в фармацевтических препаратах путем окисления каптоприла избытком иода с последующим извлечением непрореагировавшего иода пенополиуретаном и его спектрофотометрическим детектированием на поверхности сорбента. Линейность градуировочного графика соблюдается до концентрации каптоприла 40 мкмоль/дм3, предел обнаружения, рассчитанный по За-критерию, равен 0,9 мкмоль/дм3. Вещества-наполнители в количествах, превышающих их содержание в лекарственных формах каптоприла, не влияют на определение.
Ключевые слова: иодометрия, твердофазная спектрофотометрия, каптоприл, пенополиуретан
Титриметрическая и спектрофотометриче-ская иодометрия используются для определения как неорганических серусодержащих анионов (тиоцианат, сульфид, сульфит, тиосульфат, поли-тионаты), так и для определения действующих органических серусодержащих веществ в ряде лекарственных форм [1,2], в частности каптоприла (Captopril), 1-[(28)-3-меркапто-2-метилпропио-нил]-Ь-пролина, показания к применению которого описаны в [3].
Для определения каптоприла стандартной является титриметрическая методика [3], основанная на титровании каптоприла иодом в кислой среде с использованием крахмала в качестве индикатора. Методика проста в исполнении, но недостаточно чувствительна. Кроме того, требуется ежедневное приготовление свежего раствора индикатора, а образующийся иод-крахмальный комплекс сорбируется на стенках сосудов, что осложняет работу. Иодометрический спектрофотомет-рический метод определения каптоприла в лекарственных препаратах основан на измерении све-топоглощения иод-крахмального или трииодидно-го комплексов. Применение в качестве индикатора крахмала ограничено зависимостью светопо-глощения и молярного коэффициента иод-крахмального комплекса от наличия сопутствующих компонентов, а применение перманганата, как окислителя каптоприла, требует ежедневной стандартизации его растворов. Наиболее чувствительной является стандартная методика определения на основе ВЭЖХ [4]. Основными ее ограничениями является необходимость использования дорогостоящего и сложного оборудования и большой расход органических растворителей.
Другие методики определения каптоприла в лекарственных препаратах также основываются, преимущественно, на использовании его восстановительных свойств [5-9]. В одних из этих методик используются катионы металлов (Со(П)) [7], в других - органические реагенты (2,2'-дипиридил-2-пиридилгидразон, люминол, формальдегид) [5,7,9]. Методика [8] является двустадийной (окисление каптоприла иодатом и взаимодействие избытка иодата с введенным иодидом). Применение перманганата [9], как окислителя, требует ежедневной стандартизации его растворов.
Комбинированные спектрофотометриче-ские методы, сочетающие сорбционное концентрирование с последующим детектированием непосредственно в фазе сорбента, характеризуются меньшим пределом обнаружения и большей избирательностью по сравнению со спектрофотометрическим методом. Одним из таких методов является твердофазная спектрофотометрия (ТСФ) [1013]. В качестве сорбентов в ТСФ наиболее широкое применение нашли кремнеземы и пенополиуретаны (ППУ) [14]. Благодаря химической устойчивости, доступности, слабому поглощению в видимой области ППУ является удобной матрицей для извлечения аналита из раствора с последующей инструментальной или визуальной регистрацией аналитического сигнала.
Цель данной работы - разработка методики иодометрического твердофазно-спектрофото-метрического определения каптоприла в фармацевтических препаратах путем окисления каптоприла избытком иода с последующим извлечением непрореагировавшего иода пенополиуретаном и его спектрофотометрическим детектированием на поверхности сорбента.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Растворы каптоприла (Merck) необходимой концентрации получали разбавлением исход-
ного 5,0.10"3 моль/дм3,
приготовленного растворе-
нием 0,1086 г каптоприла в 100 см воды. Стандартный 1,26.10 3 моль/дм3 раствор иодата калия
з.
готовили растворением 0,1348 г КЮз в 1,0 дм воды. Для получения рабочей смеси иодата и иодида (рабочая смесь) в мерную колбу на 1,0 дм3 вносили 10 см3 1,26.10"3 моль/дм3 раствора иодата калия, прибавляли около 200 см3 воды и 1,66 г иодида калия, встряхивали до полного растворения осадка и разбавляли водой до метки. Концентрация иодата в рабочей смеси составляла 1,26.10~5 моль/дм3 при —800-кратном мольном избытке иодида.
Для получения стандартного раствора иода непосредственно перед анализом использовали иодат-иодидную смесь при —800-кратном мольном избытке иодида. Эта смесь в нейтральной среде является чрезвычайно устойчивой, а при ее подкислении до рН—1, например, серной кислотой выделяется количество иода, эквивалентное содержанию иодата:
Юз" + 8Г + 6Н+ З13" +ЗН20
Пенополиуретан марки М-40 (ППУ) на основе полиэтеров производства Киевского завода «Радикал» нарезали в форме дисков диаметром 15 мм и высотой 3 мм (средняя масса дисков составляла 0,022 — 0,023 г) и перед использованием промывали серной кислотой, водой и ацетоном [14].
Электронные спектры адсорбата на поверхности ППУ регистрировали спектрофотометром 8ресогс1 М-40.
Методика эксперимента. Для минимизации потерь молекулярного иода вследствие его летучести, получение иода, его реакцию с капто-прилом, сорбцию избытка иода проводили с использованием медицинского шприца и делительной воронки. Для этого шприцом отбирали по очереди определенные объемы рабочей смеси, серной кислоты, раствора каптоприла и воды до общего объема растворов 10,0 см3. Далее раствор из шприца через септу переносили в воронку, на дне которой предварительно был закреплен диск ППУ. При этом лишний воздух из воронки вытеснялся через компенсирующую иглу-капилляр. Затем открывали кран воронки и пропускали раствор со скоростью 2,5 см3/мин через слой сорбента. Сорбент извлекали, отжимали между листами фильтровальной бумаги, помещали в кювету спектрофотометра верхней стороной в
.
Пробоподготовка. Для определения среднего содержания каптоприла десять таблеток
коммерческого фармацевтического препарата с определенным содержанием каптоприла тщательно измельчали в фарфоровой ступке до мелкодисперсного порошка. Далее навеску порошка образца массой около 0,1000 г смешивали с 200 см3 воды и полученную суспензию встряхивали в течение 15 мин. Смесь разбавляли водой до 250 см3, тщательно перемешивали и после отстаивания фильтровали через бумажный фильтр «синяя лента». Полученные прозрачные растворы с концентрацией каптоприла -0,92.10"4 моль/дм3, —1,84.10"4 -3,68.10~4 моль/дм3
моль/дм или — 11) моль/дм- использовали, как растворы проб. До анализа их хранили в полиэтиленовых пробирках при (4±2)°С. Непосредственно перед определением растворы проб разбавляли водой до концентрации каптоприла —50 мкмоль/дм3 (—10,85 мг/дм3).
Для определения равномерности распределения каптоприла полтаблетки препарата (0,125 г) измельчали до мелкодисперсного порошка. Далее навеску порошка образца массой около 0,1000 г переносили в колбу на 250 см3 и далее поступали, как описано выше.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Сорбция иода на ППУ. В основе определения каптоприла лежит его реакция с избытком трииодида в условиях точно известной концентрации избытка трииодида:
2С9Н15К0з8+1з"^Н14С9Шз8-80зЖ:9Н14
+ЗГ+2Н+
Непрореагировавший иод извлекают ППУ и регистрируют светопоглощение сорбата на сорбенте.
,
обработанного раствором трииодида, наблюдается (рисунок, кр. 1) одна полоса поглощения (/.П|(К=360 нм) иода, связанного с кислородом полиэтерных звеньев ППУ за счет донорно-акцепторного взаимодействия. Благодаря тому, что молекулы иода образуют комплексы с переносом заряда с атомами кислорода полиэтерных групп сорбента, являющимися ст-донорами электронов [15,16], окраска дисков ППУ изменяется от белой до желто-коричневой разной интенсивности. Аналитический сигнал стабилен в течение более, чем двух суток, что свидетельствует о возможности детектирования иода на поверхности сорбента методом ТСФ. Изотерма сорбции иода на ППУ относится к изотермам типа Н1, что указывает на высокое сродство сорбата к сорбенту. Максимальная емкость ППУ на участке хемосорбции составляет 15 мкмоль/г.
При добавлении увеличивающихся количеств каптоприла к водному раствору точно из-
вестной избыточной концентрации трииодида, эквивалентная часть иода расходуется на окисление каптоприла. В результате содержание иода в водном растворе и, соответственно, на поверхности ППУ уменьшается. Из рисунка (кр. 2,3) видно, что в соответствии со стехиометрией реакции каптоприл : иод = 2:1 аналитический сигнал изменяется пропорционально концентрации каптоприла в растворе, что может быть положено в основу методики его ТСФ определения.
0,75
0,60
0,45
0,30
0,15
0,00
400
500
X, п
600
Рис. Электронные спектры поглощения иода на ППУ в отсутствие (1) и в присутствии (2,3) каптоприла. С: =18,9 мкмоль/дм3;
С,
скаптоприла' МКМОЛЬ/ДМ . ± \j, v водного раство-
ра=10 см3; тППу=(0,020±0,001) г, Т=296 К Fig. The electronic absorption spectra of iodine on PUF in the absence (1) and in the presence (2,3) of Captopril. C: =18.9 тцто1/1; Cscaptoplfl, тцтоИ: 1 - 0; 2 - 18.8; 3 - 28.4. Volume of water solution is 10 cm3; mPUF=(0.020±0.001) g, T=296 К
Построение градуировочного графика.
В шприцы емкостью 10,0 см отбирают 5,0 см PC и 1,0 см3 0,5 моль/дм3 раствора серной кислоты. Выдерживают 5 мин, отбирают от 0 до 4,0 см3 50 мкмоль/дм3 раствора каптоприла, воду до общего объема раствора 10 см3, перемешивают, извлекают иод на ППУ и регистрируют аналитический сигнал, как описано выше.
В качестве аналитического сигнала принимали значение ДА=Ао—Ах при 360 нм, где А0 — значение оптической плотности нулевой (холостой) пробы в отсутствие каптоприла при концентрации 13" 18,9 мкмоль/дм3, Ах — значение оптической плотности ППУ при введении в систему определенного количества каптоприла. Спектры сорбатов на ППУ измеряли относительно таблетки ППУ, через которую предварительно было пропущено 10 см3 PC без ее подкисления, разбавленной 1:1 водой, и обрабатывали методом гетерохроматической экстраполяции. Градуировоч-ный график описывается уравнением ДА=(0,0936± ±0,1152)+(1,781±0,053)-С (R=0,9987), где С - кон-
1-0; 2-18,8; 3-28,4. V„
центрация каптоприла, мкмоль/дм . Предел обнаружения, рассчитанный по Зо-критсрию. составляет 0,9 мкмоль/дм3. Линейность градуировочного графика соблюдается до концентрации каптоприла в водном растворе 40 мкмоль/дм3 при объеме пробы 10 см3.
Влияние веществ-наполнителей лекарственных форм каптоприла. Сопутствующие капто-прилу вещества-наполнители таблеток, такие как растворимые в воде лактоза, глюкоза и сахароза, а также малорастворимые в воде целлюлоза, стеарат магния, стеариновая кислота, крахмал не взаимодействуют с каптоприлом и не оказывают влияния на состояние иода в водном растворе. Экспериментально установлено, что ошибка определения каптоприла в присутствии веществ-наполнителей в количествах, в которых они обычно вводятся в лекарственные формы каптоприла (массовое соотношение действующего вещества и наполнителей выше 1:20) не превышает 5%.
Определение содержания каптоприла в лекарственной форме. Шприцем емкостью 10,0 см3 отбирают 5,0 см3 рабочей смеси и 1,0 см3 0,5 моль/дм3 раствора серной кислоты. Выдерживают 5 мин, отбирают 4,0 см3 раствора фармацевтического препарата и воду до общего объема 10 см3. Перемешивают и далее действуют, как при построении градуировочного графика. Содержание каптоприла в растворах лекарственных форм рассчитывают по градуировочному графику.
Результаты определения каптоприла в нескольких коммерческих фармацевтических препаратах отечественных и зарубежных производителей с использованием разработанной и стандартной [4] методик представлены в таблице. Видно, что полученные результаты удовлетворительно согласуются между собой. Относительное стандартное отклонение при определении каптоприла предложенной методикой не превышало 0,05, следовательно, методика не содержит значимой систематической погрешности. Распределение действующего вещества в проанализированных образцах фармацевтических препаратов было достаточно однородным.
По чувствительности определения каптоприла предлагаемая методика сопоставима с кинетической методикой [5]. Однако избирательность определения является важнейшим показателем методик анализа фармацевтических препаратов, а матрица образцов каптоприла существенно влияет на интенсивность хемилюминесценции. Отметим, что в некоторых описанных в литературе методиках используются дорогие реагенты [6], определение осуществляют в среде 4,0 моль/дм3 серной кислоты, либо при работе образуются от-
ходы, содержащие токсичные неорганические (Со(П)) или органические (2,2'-дипиридил-2-пиридилгидразон, люминол, формальдегид) соединения [5-9].
Таблица
Определение каптоприла в коммерческих фармацевтических препаратах Table. Determination of captopril in commercial pharmaceutical drugs
Предложенная иодометрическая ТСФ методика определения каптоприла в фармацевтических препаратах является простой, экологически безопасной и недорогой. Методика основана на химической реакции, лежащей в основе стандартной титриметрической методики, однако, превосходит ее по чувствительности. Вещества-наполнители фармацевтических препаратов не мешают определению. Реактивы, необходимые для выполнения определения, как правило, имеются в большинстве лабораторий, расходуются в микроколичествах. При выполнении методики не образуются токсичные отходы. В качестве сорбента используется материал, выпускаемый промышленностью.
Кафедра аналитической химии
ЛИТЕРАТУРА
1. Ciesielski W., Zakrzewski R. // Chem. Anal. 2006. V. 51. P. 653-678.
2. Schmidt Jr E., Melchert W.R., Rocha F.R.P. // J. Braz. Chem. Soc. 2009. V. 20. N2. P. 236-242.
3. Государственная фармакопея РФ 12-1. 2007 (http://ru.wikipedia.org/wiki).
State Pharmacopoeia of the Russian Federation 12-1. 2007 (in Russian).
4. European Pharmacopoeia 5; The Merk index: An Encyclopedia of chemicals, drugs and biological. 13 Ed. 2001. N 1 (http://ru.wikipedia.org/wiki)
5. Economou A., Themelis D.G., Theodoridis G., Tzanava-ras P.D. // Anal. Chim. Acta. 2002. V. 463. N 2. P. 249-255.
6. Li B., Zhang Z., Wu M. // Microchem. J. 2001. V. 70. N 2. P. 85-91.
7. Tzanavaras P.D., Themelis D.G., Economou A., Theo-doridis G. // Talanta. 2002. V. 57. N 3. P. 575-581.
8. Prior J.A.V., Santos J.L.M., Lima J.L.F.C. // Anal. Chim. Acta. 2007. V. 600. N 1-2. P. 163-167.
9. Pulgarin J.A.M., Bermejo L.F.G., Lypez P.F. // Anal. Chim. Acta. 2005. V. 546. N 1. P. 60-67.
10. Брыкина Г.Д., Крысина JLС., Иванов В.М. // Журн. аналит. химии. 1988. Т. 43. № 9. С. 1547-1560; Brykina G.D., Krysina L.S., Ivanov V.M. // Zhurn. Anal. Khim. 1988. V. 43. N9. P. 1547-1560 (in Russian).
11. Brykina G.D., Marchenko D.Y., Shpigun O.A. // J. Anal. Chem. 1995. V. 50. N 5. P. 440^146.
12. Ivanov V.M., Kuznetsova O.V. // Russ. Chem. Rev. 2001. V. 70. N5. P. 357-372.
13. Abbas M.N., AI-Assy N.B., Abdel-Moniem S. // Anal. Letters. 1989. V. 22. N 6. P. 1555-1565.
14. Дмитриенко С.Г., Апяри B.B. Пенополиуретаны: сорб-ционные свойства и применение в химическом анализе. М.: КРАСАНД. 2010. 210 е.;
Dmitrienko S.G., Apiyari V.V. Polyurethanes: sorption properties and applications in chemical analysis. M.: KRASAND. 2010. 210 p. (in Russian).
15. Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Химия и технология брома, иода и их соединений. М.: Химия. 1995. 348 е.; Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. Chemistry and Technology of bromine, iodine and their compounds. M.: Khimiya. 1995. 348 p. (in Russian).
16. Сливкин А.И., Лапенко В.Л., Болтов A.A., Сливкин Д.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2010. Т. 53. Вып. 4. С. 78-80;
Slivkin A.I., Lapenko V.L., Bolgov A.A., Slivkin D.A. //
Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2010. T. 53. N 4. P. 78-80 (in Russian).
Количество каптоприла, мг в таблетке
Образец Задекларировано среднее содержание Среднее содержание (предложенная мето дика п=3,Р=0,95) (8„) Равномерность распределения (предложенная методика) Среднее содержание (стандартная титриметрическая методика [4] п=3, P=0,95) (Sr)
1 12,5 12,8±0,1 (0,05) 12,0+0,1 12,3+0,1 12,3+0,1 13,1±0,1 (0,06)
2 25,0 23,8±0,1 (0,05) 24,9+0,1 25,1+0,1 25,7±0,1 24,8±0,2 (0,05)
3 50,0 50,7+0,2 (0,05) 49,00,2 51,0±0,2 51,7±0,2 51,0+0,3 (0,05)
ВЫВОДЫ
