CC BY
65
Литература
1. Патуроев В.В. Полимербетоны. М.: Стройиздат, 1987. 286 c.
2. Соломатов В.И., Селяев В.П., Соколова Ю.А. Химическое сопротивление материалов. М.: РААСН, 2001. 284 а
3. Соломатов В.И. // Известия вузов. Сер. «Строительство и архитектура». 1980. №8. С. 61-70.
4. Алесковский В.Б. Стехиометрия и синтез твердых соединений. Л.: Химия. 1976. 138 а
5. Королев Е.В., Прошин А.П., Соломатов В.И. Серные композиционные материалы для защиты от радиации. Пенза: ПГАСА, 2001. 208 с.
6. Реакции серы с органическими соединениями /Под ред В.Н.Воронкова. Новосибирск: Наука, 1979. 638а
7. Нахамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. 563 с.
© Р. Т. Порфирьева - канд. техн. наук, доц. каф. общей химии КазГАСА; А. А. Юсупова - асп. каф. технологии неорганических веществ и материалов КГТУ; Т. Г. Ахметов - д-р техн. наук, акад. АТН РФ, проф. той же кафедры.
УДК 543.257.063
М. И. Евгеньев, С. Ю. Гармонов, А. С. Брысаев,
П. А. Гуревич
ПРОТОЧНО-ИНЖЕКЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАМЕЩЕННЫХ ТРИПТАМИНА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ
По полученным экспериментальным данным были выявлены рабочие условия проточно-инжекционных определений со спектрофотометрическим детектированием (1 480 нм) замещенных триптаминов (ЗТ) в виде 4-хлор-5,7-динитробензофуразановых производных в смесях на основе лекарственных веществ. Оптимальные результаты достигаются при использовании потоков ацетонитрил - буферный раствор и рН 6,8. Интервал определяемых содержаний токсикантов составляет 0,025-0,25 мкг/мл. Предел обнаружения достигает 0,025 мкг/мл.
Лекарственные препараты на основе замещенных триптамина (серотонин, мексамин, мелатонин) имеют большое фармакологическое значение как эндогенные и лекарственные вещества с высокой физиологической активностью [1,2]. Эти лекарственные препараты обладают преимущественным действием на периферические нейромедиаторные процессы, а также геморрагическими, седативными и радиозащитными свойствами. Обладая высокой биологической активностью, замещенные триптамина (ЗТ) требуют применения избирательных и чувствительных методов для их мониторинга в
процессе промышленного получения и контроле качества лекарственных форм. 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 детектирование ЗТ проводится после получения окрашенных продуктов конденсации с карбонильными соединениями, диазо- и других производных [4]. Дериватизация этих соединений перечисленными реагентами создает ограничения при проточно-инжекционных определениях из-за невысоких скоростей и многостадийности протекания аналитических реакций, необходимости проведения их при повышенных температурах. Кроме того, большинство реакций получения производных ЗТ характеризуется невысокой избирательностью и чувствительностью определений. Эти факторы ограничивают возможности спектрофотометрического детектирования ЗТ в системе ПИА при использовании традиционных подходов.
Ранее нами была показана возможность избирательных и чувствительных определений ряда лекарственных веществ и экотоксикантов, в том числе в системе ПИА со спектрофотометрическим детектированием с использованием дериватизации аминосоединений хлординитрозамещенными бенз-2,1,3-оксадиазола [5-8].
Результаты и их обсуждение
Спектральные свойства производных и выбор реагента. Аналитические реакции БФЗ и БФО с ЗТ протекают с образованием интенсивно окрашенных (е = 1,5-2,4 104 л/моль см) и устойчивых соединений:
Спектры поглощения образующихся производных характеризуются максимумами в длинноволновой области. В электронных спектрах динитробензофуроксановых и динитробензофуразановых производных в полярных неводных средах и их водных смесях регистрируются интенсивные полосы поглощения в видимой области спектра. Максимумы поглощения соответствующих производных находятся в интервале 470-500 нм, при этом положение и интенсивность полос их поглощения определяются природой используемого реагента—электрофила, растворителем. Однако присущая динитробензоксадиазольным производным ЗТ NИ-кислотность обусловливает наличие спектральных равновесий между различными формами их существования в зависимости от рН и полярности среды. Наибольшие значения молярных коэффициентов поглощения наблюдаются в
ацетонитриле, спиртах и их водных смесях, что позволяет использовать эти среды в качестве аналитических. Кроме того, эти среды обеспечивают хорошую растворимость определяемых веществ и их производных. Помимо этих факторов, избирательность спектрофотометрического детектирования ЗТ в системе ПИА также определяют электрофильные свойства используемых аналитических реагентов. Наличие Ы-оксидного фрагмента в БФО повышает поляризуемость фуроксанового цикла, участвующего в сопряжении с ароматическим кольцом, что приводит к некоторой контрастности полосы поглощения производных ЗТ по сравнению с бензофуразановыми производными (А1т =10 нм). Именно по причине более высокой реакционной способности БФО при дериватизации первичных ариламинов достигается более высокая чувствительность и избирательность их аналитических определений [7,14]. Однако для 4,6-динитробензофуроксановых производных характерна более низкая интенсивность полос поглощения и скорость образования соответствующих продуктов реакций дериватизации, чем у 5,7-динитробензофуразановых производных аналитов. Так, если с БФЗ образование окрашенных производных происходит практически при сливании растворов изученных ЗТ с реагентом, то в случае БФО для количественного завершения реакции необходимо 15 и более минут. По всей видимости, причиной обращения реакционной способности БФО по сравнению с БФЗ при взаимодействии с ЗТ служат, как и в случае замещенных вторичных и третичных аминов, стерические затруднения, связанные с наличием Ы-оксидного кислорода в БФО. Следовательно, как по реакционной способности, так и по спектрально-аналитическим характеристикам образующихся производных БФЗ предпочтительнее, чем БФО в анализе ЗТ. 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 (1 500 нм).
Оптимизация рабочих условий ПИ определений. Рабочие условия определений оптимизированы по составу компонентов потока и его рН, 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 [5-8]. В связи с этим было изучено влияние состава потока на величину аналитического сигнала в ПИА, в качестве которого выбрана высота пика.
Приведенные в табл. 1 результаты изучения реакции ЗТ с БФЗ в системе ПИА показывают сложный характер влияния свойств растворителей, входящих в состав потока, на формирование аналитического сигнала. Как видно, степень завершения химической реакции в неравновесных условиях выше в ацетонитрил-водных средах. Экспериментальные данные указывают на то, что в неравновесных условиях проведения реакции ЗТ с БФЗ оптимальное соотношение полярных и основных свойств среды потока достигается в смеси ацетонитрил-буферный раствор с рН 6.8. Следует также отметить, что именно ацетонитрил-водные смеси обеспечивают хорошую растворимость всех компонентов реакционной среды в потоке. В случае смесей диметилсульфоксида с водой низкие значения интенсивности сигнала, по-видимому, связаны с более высокой вязкостью
этого растворителя, что приводит к изменению гидродинамических параметров потока. Для диметилсульфоксида также возможно протекание конкурентной реакции с инжектируемым БФЗ вследствие нуклеофильных свойств этого растворителя и как следствие снижение эффективной концентрации аналитического реагента в потоке.
Таблица 1 - Влияние природы носителя на интенсивность сигнала при проточно-
инжекционных определениях ЗТ ( 510-6 моль/л) в виде БФЗ производных.
2
Концентрация реагента 10- моль/л, скорость потока 1,3 мл/мин, 1=490 нм
Вещество Состав потока Н, мм
Буфер рН 6,8 (0,01 Н)
Серотонин Ацетонитрил:вода (70:30) 20
С=5 10-6моль/л Ацетонитрил:вода (50:50) 22
Ацетонитрил:вода (30:70) 35
Ацетонитрил:вода (20:80) 57
Ацетонитрил:вода (15:85) 49
Мексамин Ацетонитрил:вода (70:30) 23
С=5 10-6моль/л Ацетонитрил:вода (50:50) 20
Ацетонитрил:вода (30:70) 31
Ацетонитрил:вода (20:80) 45
Ацетонитрил:вода (15:85) 35
Мелатонин Ацетонитрил:вода (70:30) 22
С=5 10-6моль/л Ацетонитрил:вода (50:50) 25
Ацетонитрил:вода (30:70) 26
Ацетонитрил:вода (20:80) 28
Ацетонитрил:вода (15:85) 21
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 (рис. 1). Повышение кислотности раствора приводит к уменьшению интенсивности длинноволновых полос поглощения и подавлению реакции дериватизации в проточной системе. В щелочных средах (рН>8) также наблюдается понижение интенсивности сигнала, что уже связано с влиянием гидролитического превращения БФЗ.
Влияние скорости потока и концентрации реагента. Гидродинамические характеристики системы ПИА оказывают влияние на полноту протекания химической реакции и диффузионные процессы. Так, зависимость интенсивности сигнала от скорости потока проходит через максимум (табл. 2). При малых скоростях потока происходит размывание реакционной зоны, в то время как при больших скоростях уменьшение интенсивности регистрируемого сигнала связано с понижением степени завершения реакции. Оптимальные значения скорости потока составляют 0,9-1,5 мл/мин.
Для приготовления растворов инжектируемого реагента использовали ацетонитрил. Это
связано с высокой гидролитической устойчивостью растворов реагента в этом растворителе [57,15]. Варьирование концентрации инжектируемого в поток реагента
вызывало уменьшение интенсивности регистрируемого сигнала при его концентрации менее 710-3 моль/л (рис.2). Рабочий
интервал содержания БФЗ в инжектируемом в поток растворе составлял (1-3)10-2 моль/л.
Аналитические характеристики определений. Результаты ПИ
определений ЗТ
демонстрируют линейность градуировочных зависимостей (табл. 3). Результаты демонстрируют линейность градуировочных зависимостей в
интервале определяемых концентраций 0,0250,25 мкг/мл.
Производительн ость определений
составляет 35 проб в
час, предел обнаружения при этом достигает 0,025 мкг/мл.
Рис. 1 - Зависимость высоты пика при проточно-инжекционных определениях мексамина (5 10-6 М) от рН реакционной среды (поток - ацетонитрил-фосфатный буферный раствор с рН 6,8 (0,06 М) (20:80, об.); скорость потока 1,93 мл/мин)
Рис. 2 - Влияние концентрации инжектируемого
реагента на сигнал при проточно-инжекционных
-6
определениях мексамина (5-10 моль/л). Поток -
ацетонитрил-вода (20:80, об.); рН потока 1,72 мл/мин
6,8; скорость
Изучено влияние потенциальных компонентов анализируемых смесей в системе ПИА на результаты аналитических определений ЗТ. Оказалось, что на детектируемый сигнал не оказывают влияния
Таблица 2 - Влияние скорости потока на интенсивность сигнала при ПИ определении-ях мексамина ( 510-6 моль/л). Концентрация БФЗ 10-2 моль/л. 1 490 нм (n=4)
Скорость потока, мл/мин Высота пика (средняя), мм
0,79 3
1,13 54,7
1,19 58
1,72 60
2,09 64
2,3 20
Таблица 3 - Аналитические характеристики методик ПИА замещенных триптамина
Определяем ое вещество Уравнение регрессии (Н, мм; Сх, мкг/мл) Интервал определяемых концентраций (мкг/мл) Коэффици ент корреляции Про-извод-ть, проб/ч Предел обна-руж., мкг/мл
Серотонин Н=230,99Сх-1,35 0,028-0,124 0,9999 35 0,02
Мексамин Н=45Сх-3,45 0,10-0,59 0,9998 34 0,056
Мелатонин Н=148,08Сх+1,93 0,067-0,215 0,999 36 0,053
Таблица 4 - Влияние мешающих компонентов на результаты проточно-инжекционного определения ЗТ (n=4, P=0,95)
Состав среды Соединение Введено аналита Найдено аналита Sr
(мк/л) (мкг/мл) (мкг/мл)
Стандарт аминокислот Серотонин 1,1 5,12 1,15±0,06 4,80±0,38 0,06 0,05
(6,11) Мексамин 1,3 1,40±0,13 0,06
Сахароза Серотонин 0,55 0,60±0,06 0,06
(5,5) Мексамин 0,85 0,90±0,09 0,06
Глюкоза Серотонин 1,02 1,06±0,06 0,06
(4,5) Мексамин 2,5 2,6±0,2 0,05
Аскорбиновая Серотонин 1,0 1,10±0,1 0,06
кислота (7,5) Мексамин 2,8 2,87±0,23 0,05
Фенол Серотонин 3,0 2,9±0,2 0,06
Мексамин 3,2 3,1±0,3 0,06
Уксусная Серотонин 4,30 3,90±0,31 0,05
кислота Мексамин 5,15 4,80±0,39 0,05
Метиламин Серотонин 0,55 0,60±0,06 0,06
Мексамин 0,85 0,90±0,09 0,06
фенолы, карбоновые кислоты, спирты, другие органические соединения, неорганические соли (табл. 4).
Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют о возможности проведения избирательных и чувствительных проточно-инжекционных определений замещенных триптамина в виде динитробензофуразановых производных в лекарственных формах и реакционных смесях синтеза лекарственных веществ.
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). Потенциометрические измерения выполнены на электронном рН-милливольтметре MV-87S (FRG). Использован обращенный вариант одноканального ПИА [5-7] 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 сравненйвпользованы лекарственные вещества серотонина адипинат (Ri-(CH2)2NH2, R2-H, R3-H, R4-OH), мексамин (Rr(CH2)2NH2, R2-H, R3-H, R4-OCH3), мелатонин (R1-(CH2)2NHCOCH3, R2-H, R3-H, R4-OCH3) фармакопейной чистоты:
R3
Литература
1. МашковскийМ.Д. Лекарственные средства, Ч.1, II. М.:Медицина, 1993.
2. Семенов А.А. Очерк химии природных соединений. Новосибирск: Наука, 2000.
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. ЕвгеньевМ.И., Гармонов С.Ю., Шакирова Л.Ш. // ЖАХ. 2000. Т.55. № 7. С.775.
6. Евгеньев М.И., Гармонов С.Ю., Шакирова Л.Ш. // ЖАХ. 2001. Т.56. № 6. С.642.
7. ЕвгеньевМ.И., Гармонов СЮ, ЕвгеньеваИ.И., Угричич-Требинский В.В. // ЖАХ. 1998. Т.53. № 3. С.272.
8. ЕвгеньевМ.И., Гармонов С.Ю., ШакироваЛ.Ш., Брысаев А.С. // Хим-фарм. журн. 2000. Т.34. № 5. С.52.
9. ГранбергИ.И., БоброваИ.И. //Химия гетероциклических соед. 1973. №2. С. 213-218,
10. А С. 657025 (СССР). Бюл. изобрет, № 14 (1979).
11. Bailey A.S., Case J.R. //Tetrahedron. 1958. №3. С. 113-131.
12. Вайсбергер А.В., Проскауэр Э, Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители. М.: Иностранная литература, 1958.
13. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.:Мир, 1976.
14. ЕвгеньевМ.И, Гармонов С.Ю., ШакироваЛ.Ш., ДегтеревЕ.В.// Хим.-фарм. журн2002. №10. Т.36. С. 34-39.
15. Terrier F., Xiao Lan, Hlaibi Miloude, Halle I.C. // J.. Chem. Soc. Perkin Trans.2. 1993. №3. P.337
© М. И. Евгеньев - д-р хим. наук, проф. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КГТУ; С. Ю. Гармонов - канд. хим. наук, доц. той же кафедры; А. С. Брысаев - асп. той же кафедры; П. А. Гуревич - д-р хим. наук, проф. каф. органической химии КГТУ.
