CC BY
19
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ КАЗАНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
2022, Т. 164, кн. 3 С.367-377
ISSN 2542-064X (Print) ISSN 2500-218X (Online)
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
УДК 543.4:543.8
doi: 10.26907/2542-064X.2022.3.367-377
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА ПРИ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ 4-АМИНОФЕНОЛА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ
ПРЕПАРАТАХ
Р.Ф. Бакеева, С.Ю. Гармонов, А.А. Каримуллина, В.Ф. Сопин
Казанский национальный исследовательский технологический университет,
г. Казань, 420015, Россия
4-Аминофенол (АФ) может присутствовать как примесь в одном из основных анальгетиков-антипиретиков - парацетамоле. АФ токсичен, поэтому важно контролировать его содержание. Показана возможность использования методологии поверхности отклика и трехуровневых планов Бокса - Бенкена для создания оптимальной предмицеллярной матрицы при спектрофотометрическом определении содержания примесей АФ в лекарственных препаратах. Для этого использовали его спектрохимическую реакцию с 5,7-ди-хлор-4,6-динитробензофуроксаном (ДХДНБФО) и анализировали УФ-спектр продукта реакции в предмицеллярной матрице состава оксиэтилированный нонилфенол (неонол АФ 9-10) + диметилсульфоксид (ДМСО) (20%) + Н2О (80%) до и в начале мицеллообра-зования. Полученные с помощью пакета Statistica поверхности отклика имеют прогностическое значение и позволяют рассчитать состав оптимальной матрицы. Показано увеличение интенсивности полосы поглощения в предмицеллярной области и соблюдение линейной зависимости в диапазоне концентраций АФ 5-10-7 - 2-10-4 моль/л. Разработанный и апробированный экспрессный и экологически безопасный спектрофотометрический метод позволяет определять содержание АФ в лекарственных формах на уровне 0.0027%, то есть более низком по сравнению с предельно допустимым в парацетамоле (не более 0.01%).
Ключевые слова: поверхностно-активные вещества, неонол АФ 9-10, спектрофо-тометрия, 4-аминофенол, 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксан, методология поверхности отклика, планы Бокса - Бенкена, лекарственные препараты
В химико-фармацевтическом синтезе анальгетика-антипиретика парацетамола широкое применение находит 4-аминофенол (АФ), который обладает высокой токсичностью и его содержание требует оперативного контроля как в синтетических смесях при проведении технологического процесса, так и в готовых лекарственных формах на основе парацетамола.
Спектрофотометрическое определение АФ основано на получении его окрашенных диазопроизводных, индофенольной реакции, продуктов взаимодействия с альдегидами и солями церия [1]. Использование этих аналитических приемов, однако, ограничено невысокими скоростями применяемых спектрохимических реакций, необходимостью проведения их при повышенных температурах и много-
Аннотация
Введение
стадийностью аналитических процедур. Кроме того, большинство реакций получения производных АФ характеризуется невысокой избирательностью и чувствительностью определений [2]. Все эти факторы ограничивают возможности спектрофотометрического определения АФ в фармацевтическом анализе.
Существенной особенностью в настоящее время при оценке качества фармацевтической продукции является внедрение концепции Quality by Design, где контроль состава готовых лекарственных препаратов играет немаловажную роль [3]. Применение методологии поверхности отклика, которая включает процедуру планирования эксперимента, дает обоснованный выбор наиболее благоприятных условий для анализа содержания, в том числе лекарственных веществ. Эффективным для определения оптимальных условий является также применение трехуровневых планов Бокса - Бенкена [4].
Для улучшения аналитических характеристик немаловажным является состав и структура матрицы. В частности, использование в качестве матрицы мицел-лярной псевдофазы может сопровождаться концентрированием аналита за счет солюбилизации и ускорением аналитической реакции за счет мицеллярного катализа, что может привести к снижению порога обнаружения и уменьшению времени анализа [5-8]. Ранее нами была показана успешность применения неонола АФ 9-10 в мицеллярной псевдофазе в бинарном растворителе диметил-сульфоксид (ДМСО) - вода в оптимальных условиях, определенных с помощью методологии поверхности отклика, для улучшения аналитических характеристик определения дапсона и прокаина [8]. Расширение номенклатуры лекарственных средств будет способствовать выявлению универсальности предлагаемого подхода.
Целью настоящей работы является оценка возможностей применения методологии поверхности отклика и планов Бокса - Бенкена для создания оптимальной мицеллярной матрицы при спектрофотометрическом определении содержания примеси АФ в лекарственных препаратах.
1. Экспериментальная часть
5,7-Дихлор-4,6-динитробензофуроксан (ДХДНБФО) синтезирован по известной методике [9] и предоставлен профессором Л.М. Юсуповой (Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань). В работе использовали АФ коммерческого производства (Panreac), а также парацетамол, ацетилсалициловую кислоту, аскорбиновую кислоту, цитрат натрия, фенол, натрия бензоат, магния стеарат, кальция гидрофосфат и другие вспомогательные вещества фармакопейной чистоты. Для создания мицеллярных матриц использовали оксиэтилированный нонилфенол (неонол АФ 9-10) (Fluka Chemie AG). Для определения АФ применяли матрицу неонола АФ 9-10 в водном растворе ДМСО (20%) до и в начале формирования мицелл. Критическая концентрация мицеллобразования в системе неонол АФ 9-10+ Н2О (80%) + ДМСО (20%) равна 2.51-10-4 моль/л [8]. Остальные реактивы были квалификации х.ч.
Структуры исследуемых соединений приведены на рис. 1.
5,7-Дихлор-4,6-динитро- Неонол АФ 9-10 4-Аминофенол
бензофуроксан
Рис. 1. Структуры исследуемых соединений
Тензиометрические измерения проводили по методу дю Нуи на цифровом тензиометре К9 (KRUSS GmbH, Германия), оснащенном платиновым кольцом в соответствии с ГОСТ 29232-91 (ИСО 4311-79). Определение рН проводили на рН-метре типа рН-150М («Гомельский завод измерительных приборов», Республика Беларусь). Спектрофотометрические измерения проводили на приборе Agilent 8453 (AGILENT, США) в спектральном диапазоне от 400 до 700 нм. При измерении оптической плотности растворов были использованы кварцевые кюветы с толщиной поглощающего слоя 0.1, 0.50, 1.00 см. Эксперименты проводили при 25 °С.
Статистическую обработку результатов как однофакторных, так и оптимального эксперимента проводили для пяти измерений при доверительной вероятности 0.95. Результаты представляли как x ± Ах, где x - среднее значение и Ах - доверительный интервал. Для расчета эффектов и построения поверхностей отклика использовали пакет программ Statistica 10.
Методика определения АФ. Твердую лекарственную форму на основе парацетамола измельчают в порошок, берут навеску около 0.5 г (с точностью ± 0.0002 г), добавляют 15 см3 растворителя ДМСО, переносят в мерную колбу на 25 см3, после чего объем доводят до метки. В случае необходимости нерас-творившуюся часть пробы отфильтровывают. Далее в мерную колбу вместимостью 25 см3 отбирают 3.75 см3 раствора неонола АФ 9-10 с концентрацией 1.00040-3 моль/дм3, добавляют 5 см3 фосфатного буфера с pH 5.00 (±1%), 2.5 см3 раствора ДХДНБФО с концентрацией 3.4-10-3 моль/л, перемешивают и выдерживают 20 мин. Добавляют 2.5 см раствора парацетамола, доводят до метки ДМСО таким образом, чтобы его состав поддерживался равным H2O : ДМСО = 80% : 20% (± 2%) и перемешивают. Оптическую плотность подготовленной пробы измеряют через 5 мин не менее трех раз в тех же условиях, в которых была установлена градуировочная зависимость (при приготовлении рабочих растворов необходимо поддерживать соотношение ДХДНБФО и неонола АФ 9-10 в пределах 2.3 (±1%).)
2. Результаты и их обсуждение
Определение АФ проводили при 25 °С по полосе поглощения (ПП) продукта его реакции с ДХДНБФО с ^max 430 нм (s^ max 13320 л/моль-см), в то время как аналитический реагент имеет ПП при 400 нм:
N0,
о о
Н N
+ 2РЬ(0Н)ЫН2
О -( ) » (НО)Р^ | | Чо
- 2НС1
А О
(НО)РК Н
Окраска, связанная с появлением продукта реакции, устанавливается практически мгновенно и сохраняется в течение 1 ч. Показано, что оптимальный интервал значений рН при проведении спектрохимической реакции составляет 4-6. В то же время увеличение рН до значений 7-11 препятствует протеканию реакции. Стехиометрия реакции АФ : ДХДНБФО составляет 2 : 1. Используемый в работе неонол АФ 9-10 формирует мицеллы при концентрации 2.51-10-4 моль/л [8]. Представляет интерес изменение интенсивности 1111А430 с ростом концентрации неонола АФ 9-10 в предмицеллярной области по мере увеличения количества мицелл.
Для выявления оптимальной матрицы с целью определения АФ в системе неонол АФ 9-10 + ДМСО (20%) + Н20 (80%) проводился многофакторный эксперимент, где в качестве целевой функции, или отклика, берется А430. Основными независимыми факторами при разработке методики определения АФ были выбраны: Х1 - концентрация аналитического реагента ДХДНБФО (сдхднбфо, ммоль/л); Х2 - величина рН; Х3 - концентрация поверхностно-активного вещества неонол АФ 9-10 (сПАВ, ммоль/л). Планирование эксперимента предполагало варьирование каждого фактора на трех уровнях в соответствии с планами Бокса -Бенкена. Кодирование и декодирование уровней факторов проводились аналогично [8] и представлены в табл. 1.
Табл. 1
Декодированные значения факторов
Фактор Уровень
-1 0 +1
Х1 Сдхднбфо, ммоль/л 0.05 0.20 0.35
Х2 рН 2.00 6.0 10.00
Хэ сПАВ, ммоль/л 0.01 0.10 0.19
В табл. 2 показан план Бокса - Бенкена и уровни факторов для описания поверхности отклика при разработке методики определения АФ.
Уравнение, связывающее зависимость интенсивности 1111 при 430 нм (А430) от факторов и их линейных и квадратичных взаимодействий, имеет вид
Л430 = У = 1.650 + 0.314X1 - 0.363(Х02 - 0.038X2 - 0.300(Х2)2 +
+ 0.488Х3 - 0.656(Х3)2 + 0.261Х!(Х2)2 + 0.231ХХ3 - 0.059Х2 Хъ, где Х1 - концентрация аналитического реагента ДХДНБФО; Х2 - величина рН; Х3 - концентрация неонола АФ 9-10.
Адекватность модели подтверждается высоким коэффициентом корреляции: Я2 = 0.99988.
Табл. 2
Трехуровневые планы Бокса - Бенкена для расчета оптимальной матрицы при определении 4-аминофенола в предмицеллярной области системы неонол АФ 9-10+ ДМСО (20%) + Н20 (80%)
№ Реальные (декодированные) уровни факторов Кодированные уровни факторов Отклик, У = А430
опыта Хг10-3 моль/л Х2 Х3-10-3 моль/л Х/ Х2* Х3* Усе
1 0.35 10.00 0.10 +1 + 1 0 1.505
2 0.35 2.00 0.10 +1 -1 0 1.620
3 0.05 10.00 0.10 -1 + 1 0 0.410
4 0.05 2.00 0.10 -1 -1 0 0.412
5 0.35 6.00 0.19 +1 0 +1 1.671
6 0.35 6.00 0.01 +1 0 -1 0.221
7 0.05 6.00 0.19 -1 0 +1 0.581
8 0.05 6.00 0.01 -1 0 -1 0.053
9 0.20 10.00 0.19 0 +1 +1 1.086
10 0.20 10.00 0.01 0 +1 -1 0.228
11 0.20 2.00 0.19 0 -1 +1 1.279
12 0.20 2.00 0.01 0 -1 -1 0.185
13 0.20 6.00 0.10 0 0 0 1.630
14 0.20 6.00 0.10 0 0 0 1.668
15 0.20 6.00 0.10 0 0 0 1.651
0.063 6.44 0.190 0.84 0.14 1 * 1.671 1.656 + 0.144
Концентрация АФ 1-10 моль/л.
*
Расчетное значение.
Рис. 2. Диаграмма Парето стандартизированных эффектов независимых факторов на интенсивность 1111 А430. Рассматривались значения с уровнем значимости менее 0.05. Х1 - концентрация аналитического реагента ДХДНБФО; Х2 - величина рН; Х3 - концентрация неонола АФ 9-10 (Ь - линейные, Q - квадратичные эффекты)
о
О < -0.5 ГШ < -1
■ <-0.1 ■ < -0.6
Рис. 3. 3D-графики зависимости интенсивности ПП А430 от концентрации аналитического реагента ДХДНБФО (Хг) и величины рН среды (Х2) при концентрации неонола АФ 9-10 (Х3) 0.010 ммоль/л (а); 0.190 ммоль/л (Ь) в системе неонол АФ 9-10 + ДМСО (20%) + Н2О (80%)
Наглядное представление о вкладе независимых факторов дает диаграмма Парето стандартизированных эффектов, представленная на рис. 2.
Анализ диаграммы Парето показывает наибольший вклад в интенсивность ПП А430 концентрации неонола АФ 9-10 и концентрации аналитического реагента ДХДНБФО. Влияние рН среды - на пределе значимости, причем оно отрицательное. Таким образом, увеличение рН матрицы ведет к снижению интенсивности ПП А430, что может быть объяснено гидролизом реагента ДХДНБФО. Уточнение эффектов композиции матрицы может дать анализ поверхностей отклика, которые представляют собой 3Б-графики зависимостей А430 = у(Хь Х2), А430 = ^(Х3, Х2) (рис. 3).
Таким образом, увеличение концентрации неонола АФ 9-10 приводит к резкому увеличению интенсивности ПП А430. Это связано с началом формирования мицелл и солюбилизацией ДХДНБФО в них.
> 0.5 <0.4 < -0.1 <-0.6 < -1.1
Д > 1.8 ■ < 1.8 Д <1.4 □ < 1 □ <0.6 ■ <0.2 ■ < -0.2
Рис. 4. 3D-графики зависимости интенсивности 1111А430 от величины рН среды (Х2) и концентрации неонола АФ 9-10 (Х3) при концентрации аналитического реагента ДХДНБФО (Х0 0.050 ммоль/л (а); 0.350 ммоль/л (Ь) в системе неонол АФ 9-10 + БМ80 (20%) + Н20 (80%)
Небольшая интенсивность 1111 А340 (рис. 4, а) свидетельствует о неполном прохождении реакции во всех изученных композициях. Во всех экспериментах Сдхднбфо составляла 1-10-4 моль/л. Ситуация, представленная на рис. 4, Ь, соответствует соотношению сАФ : Сдхднбф0, равному 3.5 : 1, когда реакция протекает полностью.
Анализ профилей предсказанных значений и функции желательности показал, что координаты оптимума (максимума) в кодированных значениях факторов имеют следующие значения: фактор Х1 - 0.84; фактор Х2 - 0.14; фактор Х3 - 1. Декодированные значения составляют: Сдхднбф0 = 0.063 ммоль/л, рН 6.44 и концентрация неонола АФ 9-10 равна 0.19 ммоль/л. При этом величина отклика в области максимума равна у = 1.671.
Ь
Табл. 3
Мешающее влияние компонентов на результаты определения 4-аминофенола (п = 5, Р = 0.95)
Компонент (А) сА, моль/л Соотношение сА : саф Введено АФ, мкг/мл Найдено АФ, мкг/мл 5Г
0.5-10-5 1 : 1 0.55 0.55 ± 0.02 0.03
Парацетамол 1.00-10-4 10 : 1 1.09 1.15 ± 0.06 0.05
2.50-10-3 100 : 1 2.75 2.76 ± 0.16 0.05
Ацетилсалициловая кислота 2.5-10-3 100 : 1 1.08 1.05 ± 0.06 0.05
Аскорбиновая кислота 5-10-3 100 : 1 1.05 1.04 ± 0.08 0.06
Цитрат натрия 5-10-3 100 : 1 5.45 5.64 ± 0.24 0.03
Сахар 5-10-3 100 : 1 5.45 5.42 ± 0.36 0.05
Фенол 2.5-10-3 50 : 1 5.45 5.34 ± 0.21 0.03
Табл. 4
Результаты определения 4-аминофенола в лекарственных формах (п = 5, Р = 0.95)
Лекарственная форма Фирма-изготовитель Содержание АФ, ю-103, %
По разработанной методике Методом ВЭЖХ [10]
Цитрамон П АО «ПФК Обновление» 7.08 ± 0.20 7.03 ± 0.16
Панадол АО «ГлаксоСмитКляйнХелскер» 4.71 ± 0.06 4.65 ± 0.08
Парацетамол АО «Татхимфармпрепараты» 3.36 ± 0.12 3.28 ± 0.15
Для проверки модели провели эксперименты по определению значения А430 в оптимальных условиях и получили: е^ тах составляет 19270 л/моль-см, что говорит об увеличении чувствительности спектрофотометрических определений АФ в результате проведенной оптимизации (значение е^ тах ранее составляло 13320 л/моль-см).
В данных условиях зависимость оптической плотности от концентрации АФ в растворе линейна и описывается уравнением (I 1 см): А = 0.0419 + 56.03с (мг/мл) (г = 0.998).
Линейность графика сохраняется в широком диапазоне определяемых концентраций АФ 540 - 2-10 моль/л и выше. Изучено влияние компонентов пробы (вспомогательных веществ - плацебо) на результаты аналитических определений (табл. 3) и установлено, что спектрофотометрическому определению АФ не мешает присутствие в широких пределах как основного компонента матрицы (парацетамола), так и других потенциальных компонентов и примесей.
Нижняя граница диапазона определяемых содержаний составляет 0.054 мкг/мл (0.5-10-6 моль/л). Разработанная методика спектрофотометрического определения АФ позволяет определять содержание примеси в лекарственных формах на уровне более низком (0.0027%), чем предельно допустимое его содержание в парацетамоле (не более 0.01%).
Методика апробирована на лекарственных формах различных производителей. В табл. 4 представлены результаты определения содержания АФ в готовых лекарственных формах на основе парацетамола, которые согласуются с результатами, полученными методом ВЭЖХ.
Заключение
Таким образом, использование методологии поверхности отклика при спект-рофотометрическом определении АФ в лекарственных препаратах позволяет разработать чувствительную, селективную, экспрессную и экологичную методику с использованием модифицированного поверхностно-активным веществом (неонолом АФ 9-10) аналитического реагента 5,7-дихлор-4,б-динитробензофу-роксана.
Литература
1. Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. - М.: Химия, 1975. - 3б0 c.
2. Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ. - Л.: Химия, 1981. - б24 c.
3. Lawrence X. Yu Pharmaceutical quality by design: Product and process development, understanding, and control // Pharm. Res. - 2008. - V. 25, No 4. - P. 781-791. - doi: 10.1007/S11095-008-9667-3.
4. Ferreira S.L.C., Bruns R.E., Ferreira H.S., Matos G.D., David J.M., Brandäo G.C., da Silva E.G.P., Portugal L.A., dos Reis P.S., Souza A.S., dos Santos W.N.L. Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods // Anal. Chim. Acta. - 2007. - V. 597, No 2. - P. 179-186. - doi:10.1016/j.aca.2007.07.011.
5. Штыков С.Н. Поверхностно-активные вещества в анализе. Основные достижения и тенденции развития // Журн. аналит. химии. - 2000. - Т. 55, № 7. - С. 679-686.
6. Чернова Р.К., Доронин С.Ю., Гусакова H.H., Гаврилова Ю.Ю. Проблема избирательности и чувствительности спектрофотометрического определения компонентов лекарственных средств в водных, неводных и организованных средах / Проблемы аналитической химии. Т. 16: Фармацевтический анализ / Под ред. Г.К. Буд-никова, С.Ю. Гармонова. - М.: Аргамак-Медиа, 2013. - С. 187-229.
7. Березин И.В., Мартинек К., Яцимирский А.К. Физико-химические основы мицелляр-ного катализа // Усп. химии. - 1973. - Т. 42, № 10. - С. 1729-1756.
8. Бакеева Р.Ф., Гармонов С.Ю., Вахитова О.Е., Сопин В.Ф. Спектрофотометриче-ское определение аминосодержащих лекарственных препаратов в мицеллярных матрицах при использовании планов Бокса - Бенкена // Журн. аналит. химии. -2022. - Т 77, № 6. - С. 540-549. - doi: 10.31857/S0044450222060032.
9. Пат. 2013132641 РФ. Способ синтеза 4,6-динитро-5,7-дихлорбензофуроксана / Л.М. Юсупова, С.Ю. Гармонов, Е.Г. Горелова, Е.А. Васютина, А.М. Мухаметшина -№ 2013132641/04; заявл. 16.07.2013; опубл. 27.01.2015, Бюл. № 3. - 16 с.
10. Гармонов С.Ю., Салахов И.А., Нурисламова Г.Р., Исмаилова Р.Н., Сопин В.Ф. Фармацевтический анализ 4-аминофенола в парацетамоле методом ВЭЖХ // Вестн. Казан. технол. ун-та. - 2010. - Т. 13, № 10. - С. 46-51.
Поступила в редакцию 25.07.2022
Бакеева Роза Фаридовна, доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии, сертификации и менеджмента качества
Казанский национальный исследовательский технологический университет
ул. Карла Маркса, д. 68, Казань, 420015, Россия E-mail: gurf71@mail.ru
Гармонов Сергей Юрьевич, доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии, сертификации и менеджмента качества
Казанский национальный исследовательский технологический университет
ул. Карла Маркса, д. 68, Казань, 420015, Россия E-mail: serggar@mail.ru
Каримуллина Алина Аликовна, магистрант кафедры аналитической химии, сертификации и менеджмента качества
Казанский национальный исследовательский технологический университет
ул. Карла Маркса, д. 68, Казань, 420015, Россия E-mail: karimullina_30@mail.ru
Сопин Владимир Федорович, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой аналитической химии, сертификации и менеджмента качества
Казанский национальный исследовательский технологический университет
ул. Карла Маркса, д. 68, Казань, 420015, Россия E-mail: vlad_sopin24@rambler.ru
ISSN 2542-064X (Print) ISSN 2500-218X (Online)
UCHENYE ZAPISKI KAZANSKOGO UNIVERSITETA. SERIYA ESTESTVENNYE NAUKI (Proceedings of Kazan University. Natural Sciences Series)
2022, vol. 164, no. 3, pp. 367-377
ORIGINAL ARTICLE
doi: 10.26907/2542-064X.2022.3.367-377
Using the Response Surface Method for the Spectrophotometric Determination of 4-Aminophenol in Drugs
R.F. Bakeeva , S.Yu. Garmonov , A.A. Karimullina , V.F. Sopin
Kazan National Research Technological University, Kazan, 420015 Russia E-mail: gurf71@mail.ru, serggar@mail.ru, karimullina_30@mail.ru, vlad_sopin24@rambler.ru
Received July 25, 2022
Abstract
4-Aminophenol (APh) is a toxic chemical that may be present as an impurity in drugs based on paracetamol, one of the main antipyretic analgesics. Thus, its content must be controlled to curb potential negative effects. Here, we explored the use of the response surface method and the three-level Box-Behnken designs to obtain an optimal premicellar matrix for the spectrophotometric determination of the APh impurities in drugs. For this purpose, the spectrochemical reaction of APh with 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxan (DCDNBF) was carried out, and the UV spectrum of the reaction product in the premicellar matrix composed of ethoxylated nonylphenol (neonol, APh 9-10) + dimethyl sulfoxide (DMSO) (20%) + H20 (80%) before and after the formation of micelles was analyzed. The response surfaces constructed with the help of the Statistica 10 software package turned out to be of prognostic value and were used to calculate the composition of the optimal matrix. An increase in the intensity of the absorption band in the premicellar region and a linear dependence in the concentration range of 5-10-7-2-10-4 mol/L APh were shown. The express and environmentally safe spectrophotometric method developed and tested in this study makes it possible to determine the APh content in dosage forms at the level of 0.0027%, which exceeds the maximum allowable one in paracetamol (no more than 0.01%).
Keywords: surfactants, neonol APh 9-10, spectrophotometry, 4-aminophenol, 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroxan, response surface method, Box-Behnken designs, drugs
Figure Captions
Fig. 1. Structures of the compounds studied.
Fig. 2. Pareto diagram of the standardized effects produced by independent factors on the intensity of the A430 absorption band. Effects with the significance level p < 0.05 were considered. X1 - DCDNBFO concentration, X2 - pH, X3 - APh 9-10 concentration (L - linear effects, Q - quadratic effects).
Fig. 3. 3D plots showing the dependence of the A430 absorption band on the concentration of the analytical reagent DCDNBF (X1) and the medium pH (X2) at the APh 9-10 concentrations of 0.010 mmol/L (a) and 0.190 mmol/L (b) in the micellar system APh 9-10 + DMSO (20%) + H2O (80%).
Fig. 4. 3D plots showing the dependence of the A430 absorption band on the medium pH (X2) and the APh 9-10 concentration (X3) at the analytical reagent DCDNBF concentrations (X!) of 0.050 mmol/L (a) and 0.350 mmol/L (b) in the micellar system APh 9-10 + DMSO (20%) + H2O (80%).
References
1. Korenman I.M. Fotometricheskii analiz. Metody opredeleniya organicheskikh soedinenii [Photometric Analysis. Methods for the Determination of Organic Compounds]. Moscow, Khimiya, 1975. 360 p. (In Russian)
2. Pohloudek-Fabini R., Beyrich Th. Organicheskii analiz [Organic Analysis]. Leningrad, Khimiya, 1981. 624 p. (In Russian)
3. Lawrence X. Yu Pharmaceutical quality by design: Product and process development, understanding, and control. Pharm. Res., 2008, vol. 25, no. 4, pp. 781-791. doi: 10.1007/s11095-008-9667-3.
4. Ferreira S.L.C., Bruns R.E., Ferreira H.S., Matos G.D., David J.M., Brandao G.C., da Silva E.G.P., Portugal L.A., dos Reis P.S., Souza A.S., dos Santos W.N.L. Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods. Anal. Chim. Acta, 2007, vol. 597, no. 2, pp. 179-186. doi: 10.1016/j.aca.2007.07.011.
5. Shtykov S.N. Surfactants in analysis: Progress and development trends. J. Anal. Chem., 2000, vol. 55, no. 7. pp. 608-614. doi: 10.1007/BF02827992.
6. Chernova R.K., Doronin S.Yu., Gusakova N.N., Gavrilova Yu.Yu. The problem of selectivity and sensitivity during the spectrophotometric determination of drug components in aqueous, non-aqueous, and organized media. In: Budnikov H.C., Garmonov S.Yu. (Eds.) Problemy analiticheskoi khimii [Problems of Analytical Chemistry]. Vol. 16: Pharmaceutical analysis. Moscow, Argamak-Media, 2013, pp. 187-229. (In Russian)
7. Berezin I.V., Martinek K., Yatsimirskii A.K. Physicochemical foundations of micellar catalysis. Russ. Chem. Rev., 1973, vol. 42, no. 10, pp. 787-802. doi: 10.1070/RC1973v042n10ABEH002744.
8. 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, vol. 77, no. 6, pp. 688-697. doi: 10.1134/S106193482206003X.
9. Yusupova L.M., Garmonov S.Yu., Gorelova E.G., Vasyutina E.A., Mukhametshina A.M. A method for the synthesis of 4,6-dinitro-5,7-dichlorobenzofuroxane. Patent RF no. 2013132641, 2015. (In Russian)
10. Garmonov S.Yu., Salakhov I.A., Nurislamova G.R., Ismailova R.N., Sopin V.F. Pharmaceutical analysis of 4-aminophenol in paracetamol by high-performance liquid chromatography. Vestn. Kazan. Tekhnol. Univ., 2010, vol. 13, no. 10, pp. 46-51. (In Russian)
Для цитирования: Бакеева Р.Ф., Гармонов С.Ю., Каримуллина А.А., Сопин В.Ф. Использование методологии поверхности отклика при спектрофотометрическом определении 4-аминофенола в лекарственных препаратах // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. - 2022. - Т. 164, кн. 3. - С. 367-377. - doi: 10.26907/2542-064X.2022.3.367-377.
For citation: Bakeeva R.F., Garmonov S.Yu., Karimullina A.A., Sopin V.F. Using the response surface method for the spectrophotometric determination of 4-aminophenol in drugs. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2022, vol. 164, no. 3, pp. 367-377. doi: 10.26907/2542-064X.2022.3.367-377. (In Russian)
