CC BY
63
ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 51.7:544.77.02.2.532:543.4:615,285:547.1-326
Р. Ф. Бакеева, Т. С. Горбунова, А. И. Марданова, Э. И. Гафарова,
С. Ю. Гармонов, Л. М. Юсупова, В. Ф. Сопин
СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ 4,4'-ДИАМИНОДИФЕНИЛСУЛЬФОНА
В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ 5,7-ДИХЛОР-4,6-
ДИНИТРОБЕНЗОФУРОКСАНА КАК РЕАГЕНТА В МИЦЕЛЛЯРНОЙ СРЕДЕ. Ч.1
Ключевые слова: 4,4'-диаминодифенилсульфон, спектрофотометрический метод, первичные ароматические амины, 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксан, оксиэтилированный алкилфенол.
Найдены условия определения 4,4'-диаминодифенилсульфона спектрофотометрическим методом с использованием в качестве реагента модифицированного неионным поверхностно-активным веществом (НПАВ) 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана. Методика позволяет определять 4,4'-
диаминодифенилсульфон в лекарственных формах и биологических жидкостях. Показано, что присутствие НПАВ в виде мицелл повышает чувствительность определений относительно стандартизованных методик.
Keywords: 4,4'-diaminodifenilsulfon, spectrophotometric method, primary aromatic amines, 5,7-dichloro-4,6-dinitrobenzofuroksan,
ethoxylated alkylphenol.
We have used 5,7-dichloro-4 ,6-dinitrobenzofuroksan, modified by nonionic surface active agent, as reagent and we have found the conditions for determination of 4,4 '-diaminodifenilsufona spectrophotometrically. This method allows us to determine the 4,4 '-diaminodifenilsulfon in drugs and biological liquid. It is shown that the presence of nonionic surfactant in the form of micelles increases the sensitivity of determinations in comparison to standardized procedures.
Введение
Как известно, 4,4'-диаминодифенилсульфон (ДАДФС) и его производные ((тетранатриевая соль 4,4'-бис-(3-фенил-1,3-дисульфопропиламино)-дифенилсульфона), (солюсульфон, СС) и 4,4'-бис (2,4-диоксо-6-метил-1,2,3,4-тетрагидропиримидинил-5-сульфонамидо) дифенилсульфон (диуцифон, ДЦ)) находят широкое применение в качестве лекарственных средств, обладающих эффективными противолепрозными, противотуберкулезными и иммуномодулирующими свойствами [1,2].
Разработка эффективной методики определения как самого ДАДФС, так и его производных в лекарственных формах и биологических средах является важной задачей, поскольку позволяет контролировать содержание препаратов. Методика может быть использована для исследования процессов биопревращения этих веществ в организме человека, для изучения кинетики их выведения [2].
В настоящем сообщении приведены результаты исследования влияния рН, концентрации, мешающих компонентов на определение 4,4'-диаминодифенилсульфона спектрофотометрическим методом с использованием модифицированного поверхностно-активным веществом 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана в качестве реагента.
1. Экспериментальная часть
В качестве аналитического регента при определении ароматических аминов использовали 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксан (ДХДНБФО)
получен по известной методике [3,4]. ДХДНБФО представляет собой кристаллы желтого цвета
пластинчатой формы, хорошо растворимые в органических растворителях (диметилсульфоксид, ДМСО, ацетонитрил), но плохо растворимые в воде. Молекулярная масса 295 г/моль.
В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) в работе применяли
оксиэтилированный алкилфенол АФд_ю, который был предоставлен лабораторией поверхностно-активных веществ ОАО «Нижнекамскнефтехим».
Молекулярная масса 661 г/моль.
4,4 '-Диаминодифенилсульфон ( ДАДФС).
Белый или кремовато-белый кристаллический порошок. Практически не растворим в воде, хорошо растворим в спирте, ацетоне, разбавленных кислотах. Фенол, натрия бензоат, магния стеарат, кальция гидрофосфат и др. вспомогательные вещества - фармакопейной чистоты. ДМСО - «х.ч.»
Для приготовления растворов использовали воду, очищенную на установке «Millipore compact high purity system». В этой установке сочетаются процедуры Reserve Osmosis (обратный осмос), Distillation (перегонка), Deionization (деионизация). После очистки этой системой в воде гарантировано отсутствие загрязнений всех классов. Электрическое сопротивление воды 18,2 Мом.
Определение рН проводили на рН-метре (рН 150 М).
Спектры получали на спектрофотометре СФ-46 с использованием кварцевых кювет толщиной поглощающего слоя 0,5; 1,00 см.
2. Результаты и обсуждение
Разработка методики предполагает учет основных факторов, влияющих на ее качество. Для их описания мы использовали причинно-
следственную диаграмму (диаграмму Исикавы), которая представлена на рис.1.
Присутствие мешающих компонентов
pH среды Аналитический реагент
1 1 . Показатели качества методики
/ / / '
аналитического
реагента
растворителя
Рис. 1 - Причинно-следственная диаграмма,
определяющая факторы, значимо влияющие на качество методики
В качестве основных факторов при разработке методики мы рассматривали следующие: природа аналитического реагента, природа растворителя, время протекания аналитической реакции, рН среды, присутствие мешающих компонентов, концентрация аналитического реагента и др.
Аналитический реагент. В качестве аналитического реагента был использован 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксан (ДХДНБФО), который характеризуется большей гидролитической устойчивостью и низкой токсичностью (4 класс).
В основе аналитического применения ДХДНБФО для определения аминов лежит реакция нуклеофильного замещения [5,6], которая нами использована и при определении 4,4'-
диаминодифенилсульфона в лекарственных средствах и биологических средах организма человека.
Для улучшения аналитических свойств ДХДНБФО мы модифицировали его с помощью мицелл поверхностно-активных веществ (ПАВ), что позволило перейти к водосодержащим системам при анализе ароматических аминов. Кроме того, переход к водосодержащим системам способствует решению проблем: несовместимости реагентов при проведении аналитических реакций, экологических проблем, связанных с использованием токсичных органических растворителей и др.
Ранее нами показано, что ДХДНБФО способен солюбилизироваться мицеллами ПАВ [7,8]. Использование неионного ПАВ - оксиэтилированного алкилфенола (АФд_ю) более предпочтительно по сравнению с анионным и катионным ПАВ, поскольку в этом случае наблюдаются меньшие значение критической концентрации мицеллообразования, ККМ и токсичности [9].
Растворитель. При выборе растворителя руководствовались растворимостью реагента 5,7-дихлор-4,6-динитробензофроксана, анализируемой формы и компонентов лекарственных форм. Таким растворителем является диметилсульфоксид (ДМСО), Диметилсульфоксид - малотоксичное вещество, может легко проникать через биологические мембраны и создавать депо лекарственных веществ в тканях [10]. Вместе с тем, высокое содержание органических растворителей в лекарственных формах вызывает негативное действие на организм, поскольку они в той или иной степени обладают токсичными веществами. Состав смешанного растворителя Н2О-ДМСО: 80-20%.
Выбор оптимальной спектральной области.
В результате аналитической реакции 5,7-дихлор-4,6-динитробензофураксаного производного ДАДФС пспектры поглощения. Он характеризуется полосой поглощения в длинноволновой области при значениях Лтах=510 нм. В этих условиях значение £Лтах составляет 11200 л/моль-см.
При выборе оптимальных
спектрофотометирических условий
ориентировались на конечный аналитический эффект - интенсивность полосы поглощения продукта взаимодействия диаминодифенилсульфона с ДХДНБФО в области максимума.
Известно, что разработка новой методики анализа фармацевтической продукции должна содержать ряд валидационных процедур, подтверждающих ее пригодность для анализа лекарственных средств [11,12,13]. Поскольку любая аналитическая задача является многофакторной, валидация должна включать оценку устойчивости (робастности) аналитической системы к влиянию основных факторов (таких как соотношение компонентов, рН, температура и т.д.)
С этой целью было изучено влияние различных факторов на аналитический сигнал.
Время протекания аналитической реакции. Количественное протекание реакции
нуклеофильного замещения в органических растворителях завершается иногда только через несколько часов [5]. Скорость реакции в водных растворах ПАВ значительно выше. Это может быть связано с концентрированием реагентов (увеличением концентрации как аналитического реагента, так и самого ДАДФС) в мицеллярной фазе и, как следствие - мицеллярным катализом [14,15].
В результате реакции появляется окрашенный продукт, причем устойчивая окраска появляется практически мгновенно (через 3-5 минут) и сохраняется в течение длительного времени.
Рис. 2 - Влияние pH на спектры поглощения продукта взаимодействия ДАДФС с ДХДНБФО в присутствии ПАВ (АФ9-10) (СдАдФС=1,10-4М,
СДХДНБФО=2,5'10 4М, С АФ9-10=1'10 3М; 1 = 0,5 СМ)
Влияние рН. Было изучено влияние рН на поглощение раствора 5,7-дихлор-4,6-
динитробензофураксана и 5,7-дихлор-4,6-динитробензофураксанового производного ДАДФС (рис. 2 и 3).
Рис. 3 - Зависимость оптической плотности (А510) растворов 5,7-дихлор-4,6-динитробензофураксана (1) и 5,7-дихлор-4,6-динитробензофураксанового производного ДАДФС (2) от pH
Данные для построения графика в координатах А-рН (рис.2) получены при Лтах = 510 нм в кювете с 1=0,50 см. Оптимальный интервал значений рН составляет 6-9 ед. pH. В этой области pH достигается наибольшее значение £Лтах ~ 12900 л/моль-см. Следовательно максимальная чувствительность спектрофотометрических определений наблюдается в этом интервале рН.
В кислых средах (рН<6) нуклеофил (ДАДФС) находится преимущественно в протонированной нереакционноспособной форме, что приводит к подавлению реакции нуклеофильного замещения. Увеличение pH (>9) также приводит к некоторому уменьшению интенсивности полосы поглощения, что объясняется снижением концентрации продукта реакции в результате гидролиза реагента ДХДНБФО. В мицеллярных системах расширяется область pH для определения ДАДФС до значений 6 < pH < 9 по сравнению с аналогичными системами в отсутствие ПАВ (5,8 < pH < 7,9) .
Влияние концентраций аналитического реагента (ДХДНБФО) и ПАВ (АФд-10). Для оптимизации расхода регентов ДХДНБФО и ПАВ получены зависимости А = f (Сдхднбфо) и А = f (СПАв). Кривая зависимости А510 раствора продукта реакции от концентрации ДАДФС выходит на предел при соотношении концентраций реагента и ДАДФС, равном 2:1. Стехиометрия аналитической реакции такова: два моля ДХДНБФО реагируют с молем ДАДФС. Следует заметить, что для количественного протекания реакции необходимо обеспечить стехиометричные количества реагента; использование меньшего количества приведет к ошибкам анализа.
На рис. 4 представлена зависимость А5ю от концентрации ПАВ. При концентрации ПАВ > 3-10-4М достигаются максимальные значения интенсивности сигнала (А). Данная величина практически совпадает со значением ККМ АФд.ю в водно-диметилсульфоксидных системах (2,7-10-4М).
Оптимальной можно считать концентрацию ПАВ, превышающую ККМ ~ в 2,5-3 раза. Иначе говоря, максимальное поглощение продукта реакции наблюдается в мицеллярных растворах ПАВ в области концентраций выше ККМ.
Рис. 4 - Зависимости А5ю раствора 5,7-дихлор-4,6-динитробензофураксанового производного
ДАДФС от концентрации ПАВ (АФд.ю) (СдадФС =2'104М, Сдхднбфо=2"10 М, 1=0,50 см)
Таким образом, в результате проведенных однофакторных экспериментов, установлены
условия определения ДАДФС в мицеллярных средах.
Литература
1 Машковский, М. Д. Лекарственные средства. Ч II / М. Д. Машковский. - М.: Медицина. 1993. - 686 с.
2 Голошапов, Н.М. Новый иммуномодулятор диуцифон. / Н.М. Голошапов. - Н.Новгород, 1991.
3 Пат. 2194990 Российская Федерация / С.Ю. Гармонов, И.Ф. Фаляхов, А.С. Салахова, В.Ф. Сопин; заявл. 03.05.01; опубл. 20.12.02, Бюл. № 35.
4 Пат. 2255935 Российская Федерация / И.Ф. Фаляхов, Л.В. Спатлова, Т.В. Гарипов; заявл. 24.06.2003; опубл. 10.07.2005, Бюл. № 19.
5 Евгеньев М.И. Спектрофотометрическое и хроматографическое определение пара-аминофенола в парацетамоле / М.И. Евгеньев, С.Ю. Гармонов, Л.Ш. Шакирова, А.С. Брысаев // Хим. Фарм. Журнал. - 2000.
- Т. 34. - №5. - С. 52-54.
6 Бакеева Р.Ф.,. Вахитова О.Е, Юсупова Л.М., Сопин В.Ф.
Кинетика реакции 5,7-дихлор-4,6-
динитробензофуроксана с новокаином в среде смешанных мицелл / Р.Ф. Бакеева, О.Е. Вахитова, Л.М. Юсупова, В.Ф. Сопин // Вестник Казан. технол. ун-та. -2011. - №18. - С. 7-12.
7 Бакеева Р.Ф., Горбунова Т.С., Сафиуллина Л.И.,
Вахитова О.Е., Васютина С.Ю., Юсупова Л.М., Сопин
В.Ф. Модификация 5,7-дихлор-4,6-
динитробензофуроксана для применения в качестве аналитического реагента и компонента биологически активных композиций. Ч.11 Солюбилизация смешанными мицеллами./ Р. Ф. Бакеева, Т. С. Горбунова, Л.И. Сафиуллина, О.Е. Вахитова, С.Ю. Васютина, Л.М. Юсупова, В.Ф. Сопин // Вестник Казан. технолог. ун-та.
- 2010. - №5 - с.60-65
8 Курмаева. А. И. Физико-химические свойства субстанции Нитроксан в водных средах / А.И. Курмаева, Е.Г. Горелова [и др.] // Бутлеровские сообщения. - 2000.
- Т.1. - № 4 - с. 35-37.
9 Бакеева Р.Ф Модификация 5,7 дихлор-4,6-динитробензофуроксана для применения в качестве аналитического реагента и компонента биологически активных композиций. Ч.1 иммобилизация смешанными мицеллами / Р.Ф. Бакеева и др. // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - №5. - С. 48-54.
10 Пат. 301327 Российская Федерация / Ф.С. Левинсон, И.Ф. Фаляхов, Р.Х. Хасанов; опубл. 02.10.1989.
11 United States Pharmacopoeia, 24th.-The United States Pharmacopoeial Convention Inc, Rockville MD, 2000.-2570 p.
12 Британская Фармакопея. V. 1. L.,1996.
13 Эпштейн, Н.А. Оценка пригодности (валидация) ВЭЖХ методик в фармацевтическом анализе (обзор) / Н.А. Эпштейн // Хим. - фарм. журн. - 2004. - Т.38, №4. - С. 4155.
14 Gorbunova, T.C. Структура образования в мицеллярных системах содержащих полимеры. (тез.) Structurization in Micellar Systems, Containing Polimers. / T.C. Gorbunova, O.E. Vahitova, A.I. Kyklin, V.F. Sopin, R.Bakeeva. // (В материалах XVII Международной конференции по
химической термодинамике в Росии ЯССТ 2009.г.Казань: 29 июня-3 июля), 2009. - с.129.
15 Бакеева,Р.Ф. Спектрофотометрическое отделение п-аминофенола в лекарственных препаратах при использовании 5,7-дихлор-4,6-динитробензофуроксана как реагента в мицеллярной среде. / Р.Ф. Бакеева, Т.С. Горбунова, О.Е. Вахитова, А.Н. Гайсина, Л.М. Юсупова,
С.Ю. Гармонов, В.Ф. Сопин // (В материалах VII Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды, 21-27 июня 2009г.) «Экоаналитика 2209», Йошкар-Ола, 2009. - С.33-34.
© Р. Ф. Бакеева - д-р хим. наук, проф. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ, bakeeva@kstu.ru; Т. С. Горбунова - канд. хим. наук, доц. той же кафедры; А.И Марданова - магистр КНИТУ;
Э. И. Гафарова - химик-аналитик НП «Логистика»; С. Ю. Гармонов - д-р хим. наук, проф. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ; Л.М. Юсупова - д-р хим. наук, проф. каф. химии и технологии органических соединений азота КНИТУ В.Ф. Сопин - д-р хим. наук, проф., зав. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ.
