Учёт состояния ацетилсалициловой кислоты в водных растворах при спектрометрическом анализе смесей лекарственных веществ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ХИМИЯ

Вестн. Ом. ун-та. 2011. № 4. С. 118-121.

УДК 543.422

И.В. Власова, А.Т. Урм

УЧЁТ СОСТОЯНИЯ АЦЕТИЛСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ СМЕСЕЙ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Спектры поглощения растворов ацетилсалициловой кислоты (АСК) изменяются после приготовления этих растворов, что предположительно связано с постепенным гидролизом АСК. Этот эффект следует учитывать в ходе спектрофотометрического анализа лекарственных препаратов, содержащих АСК. Для расчета содержания АСК методом линейной регрессии предложено использовать два набора коэффициентов поглощения, вычисленных в разное время после приготовления растворов. Такой подход позволяет снизить погрешности определения АСК в смесях лекарственных веществ и повысить экспрессность анализа.

Ключевые слова: ацетилсалициловая кислота, спектрофотометрический анализ, множественная линейная регрессия, смеси лекарственных веществ.

Ацетилсалициловая кислота (АСК) является одним из самых распространенных лекарственных веществ и входит в состав широкого круга фармацевтических препаратов [1]. Анализ препаратов, содержащих АСК, ведут методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [2], но чаще - спектрофотометрически, по поглощению АСК в УФ-области [3; 4]. Второй вариант проще в исполнении, не требует сложной пробоподготовки, но из-за особенностей поведения АСК оказывается слишком длительным. Связано это с тем, что спектральные характеристики АСК сильно меняются во времени. По этой причине растворы, содержащие АСК, приходится выдерживать несколько часов после их приготовления и только потом анализировать.

Цель настоящей работы - выясненить причины, вызывающие изменение спектральных характеристик растворов АСК во времени, а также повышение экспрессности методик анализа многокомпонентных лекарственных препаратов, содержащих АСК.

Объектами анализа в работе были модельные растворы АСК в воде, трёхкомпонентные растворы, содержащие АСК, кофеин (Кф) и парацетамол (Пр), а также лекарственный препарат «Аскофен-П». Модельные растворы индивидуальных соединений и их смесей готовили из реактивов марки х.ч., растворяя точные навески в дистиллированной воде и смешивая необходимые объемы полученных рабочих растворов. Каждый раствор был приготовлен не менее трех раз. Растворы АСК готовили в трёх средах: в среде 0,1 М соляной кислоты, в среде аммиачного буферного раствора (рН = 9,8) и в дистиллированной воде. Растворы Кф и Пр, модельных смесей и лекарственного препарата готовили в среде аммиачного буферного раствора. Техника приготовления растворов изложена в [4]. Составы некоторых модельных смесей приведены в табл. 1.

* Работа выполнена в рамках государственного контракта № 14.741.11.0333 от 25.10.2011 с Министерством образования и науки РФ по Федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. по теме «Организационно-методическое обеспечение проведения Всероссийской научной школы «Превентивная медицина: вызовы XXI века».

© И.В. Власова, А.Т. Урм, 2011

Таблица 1

Составы растворов некоторых модельных смесей

Компонент Концентрации, мкг/мл

Смесь 1 Смесь 2

Ацетилсалициловая кислота 8,0 10,0

Кофеин 4,0 2,0

Парацетамол 10,0 8,0

Спектры поглощения полученных растворов снимали на спектрофотометре СФ-26, в диапазоне 220-300 нм, с шагом 5 нм. Измерения оптической плотности проводили с точностью до 0,005 в кюветах толщиной l,0 см, раствор сравнения -дистиллированная вода с добавлением соответствующего буфера. Расчет концентраций вели по программе «Optic MLR»

[5] методом множественной линейной регрессии (МЛР) с использованием коэффициентов поглощения индивидуальных соединений.

Первоначально были сняты спектры поглощения свежеприготовленных растворов АСК при разных рН, затем эти же растворы были профотометрированы через l2 и 24 час после приготовления. Оказалось, что в кислой среде вид спектров практически не изменяется во времени, а в нейтральной и щелочной наблюдаются заметные изменения, причем характеры изменений идентичны. В качестве примера на рис.1 приведены спектры раствора АСК в щелочной среде, снятые в разное время.

длина волны, нм

Рис. 1. Спектры поглощения растворов ацетилсалициловой кислоты в щелочной среде, снятые в разное время после приготовления: Саск = 12,0 мкг/мл

Значения рН всех растворов за время наблюдения не менялись, поэтому выявленные изменения поглощения нельзя объяснить изменением кислотно-основного равновесия. Скорее всего, в нейтральной и щелочной средах происходит гид-

ролиз АСК. Сделанное предположение согласуется с литературными данными [1; 6], в которых утверждается, что АСК гидролизуется с образованием салициловой и уксусной кислот, причем в наибольшей степени этот процесс протекает в щелочной среде при pH = 9 и в меньшей степени - в кислой, при pH = 2. Таким образом, изменения в поглощении растворов АСК в нейтральной и щелочной средах обусловлены появлением в растворе продуктов гидролиза АСК. Поскольку точной информации о составе гидролизованного раствора мы не имеем, то условно примем, что все продукты гидролиза представляют собой одну новую форму, далее АСК-2. Поэтому для АСК в среде аммиачного буферного раствора были вычислены два вида удельных коэффициентов поглощения: с использованием свежеприготов-

ленных растворов (будем обозначать эти коэффициенты как АСК-1) и с использованием этих же растворов через сутки после их приготовления (обозначим коэффициенты как АСК-2). Анализ модельных растворов АСК методом множественной линейной регрессии с применением коэффициентов АСК-1 и АСК-2 позволяет проследить, как меняется состав раствора во времени. На рис. 2 приведена диаграмма, отражающая данный процесс. Как видно, концентрация формы АСК-1 со временем уменьшается, одновременно растет концентрация АСК-2. Суммарная концентрация АСК-1 и АСК-2 остается практически неизменной, равной исходной концентрации раствора.

Часы

Рис. 2. Изменение концентраций двух форм ацетилсалициловой кислоты во времени:

САСК исходная _ 12,0 мкг/мл, рН —9,8

Для сравнения те же растворы были проанализированы с применением только одного вида коэффициентов - либо АСК-1, либо АСК-2. В качестве примера в табл. 2 приведены данные о погрешностях анализа модельного раствора АСК

120

И.В. Власова, А.Т. Урм

(18 мкг/мл) с применением разных наборов коэффициентов поглощения.

Таблица 2 Правильность (А , %) и сходимость (Эг ) определения АСК в модельном растворе в разное время (рН = 9,8; п = 3)

Время после приготовления раствора съ ос ры коэффициентов

АСК-1 АСК-2 АСК-1 и АСК-2

А , % Бг А , % Бг А, % Бг

5 мин -1,0 0,002 -23 0,003 -1,4 0,002

2 час 0,1 0,000 -22 0,000 -1,8 0,000

9 час 6,1 0,000 -13 0,002 -1,7 0,001

24 час 14 0,001 -1,1 0,002 -1,1 0,000

Оказалось, что использование разных наборов коэффициентов влияет на точность анализа модельных растворов кислоты, и это влияние определяется временем, прошедшим с момента приготовления растворов до момента измерения поглощения. При использовании коэффициентов АСК-1 погрешность не превышает 3-5 % лишь в первые часы после приготовления раствора. Расчёт с помощью АСК-2 даёт в первый день вовсе неудовлетворительные результаты, анализ с помощью этих коэффициентов оказывается возможным лишь на следующий день. Наиболее приемлемые результаты были получены в случае одновременного использования коэффициентов АСК-1 и АСК-2: погрешность определения в этом случае не превышает 2 % отн. и не зависит от времени проведения анализа. Это можно объяснить тем, что в ходе расчета с применением двух наборов коэффициентов поглощения фактически определяется суммарная концентрация двух форм АСК (гидролизованной и негидролизованной), а она в точности равна начальной концентрации растворенного вещества, независимо от меняющегося во времени соотношения форм.

Затем были сняты и проанализированы спектры поглощения растворов трёхкомпонентных смесей- АСК, Кф и Пр. Ранее на кафедре аналитической химии уже проводили анализ таких смесей. Отмеченная особенность поведения АСК учитывалась (хотя причины и не были выявлены), поэтому в работе всегда использовали растворы АСК на следующий день после их приготовления. Следовало выяснить, можно ли выполнять анализ смесей, если использовать свежеприготовленные растворы АСК, а расчет концентраций вести с применением четырех коэффици-

ентов - Кф, Пр, АСК-1 и АСК-2. Проведенный анализ дал вполне удовлетворительные результаты (табл.3). Парацетамол и АСК удается определить с погрешностью 3-7 % отн. и относительным стандартным отклонением Бг порядка 0,030,010 уже в первые минуты после приготовления растворов. Несколько хуже определяется кофеин, что объясняется малым его содержанием - в 4 и 5 раз меньше, чем АСК и Пр соответственно. Но уже в первый час после приготовления растворов все три компонента определяются весьма точно.

Таблица 3 Относительные погрешности определения компонентов в модельной смеси (Саск = 8,0 мкг/мл, Скф = 2,0 мкг/мл, Спр = 10,0 мкг/мл)

Время после приготовления раствора Компонент

АСК Кофеин Парацетамол

5 мин 6,8 11 3,3

1,5 час 4,7 5,4 3,0

3 час 4,1 8,9 4,7

4,5 час 2,4 7,4 4,7

В выбранных условиях был проанализирован препарат «Аскофен-П». Как и спектры модельных смесей, спектры препарата со временем меняются. Поэтому препарат анализировали несколько раз в разное время с применением того же набора коэффициентов, что и модельные смеси, т.е. Кф, Пр, АСК-1 и АСК-2. Результаты представлены в табл. 4.

Таблица 4 Результаты определения компонентов в препарате «Аскофен-П» в разное время после приготовления раствора (п = 3)

Время после приготовления р-ров Компонент

АСК Кофеин Парацетамол

со м £ 23 а н Бг со м £ 8 а н Бг найдено, мг Бг

5 мин 196 0,110 39 0,258 198 0,025

1 час 201 0,089 40 0,246 202 0,047

2 час 205 0,064 40 0,185 199 0,048

Указано на упаковке, мг 200 40 200

Предложенный подход позволяет определять содержание всех трех компонентов примерно одинаково, независимо от времени приготовления раствора препарата. Найденные содержания АСК, Кф и ПР хорошо согласуются с заявленными на

упаковке. Правильность определения оценивали методом добавок. Как и в случае модельных смесей, погрешности определения добавок АСК и Пр даже в первый час не превышали З-б % отн., добавка Кф определялась с погрешностью порядка І0 % отн.

Таким образом, совместное использование двух коэффициентов АСК позволяет снизить погрешность определения ацетилсалициловой кислоты в модельных однокомпонентных растворах, а также делает возможным анализ как модельных, так и реальных смесей АСК, Кф и Пр сразу после приготовления растворов, что сокращает общее время анализа без ухудшения точности.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Mijin D., Stankovic Mi., Petrovic S., Blagojevic M. Acetilsalicilna kiselina: stopedeseta godisnjica prve sinteze // Hem. ind. 2002. V. 56. № 10. P. 401-4082.

[2] Голубицкий Г. Б., Будко Е. В., Басова Е. М., Иванов В. М., Костарной А. В. Хроматографическое разделение парацетамола, кофеина и аспирина на сорбенте с привитыми нитрильны-ми группами и анализ таблеток «Аскофен П» // Ж. анал. химии. 2007. Т. 62. № 6. С. 636-640.

[3] Власова И. В., Шилова А. В., Фокина Ю. С. Спектрофотометрические методы в анализе лекарственных препаратов (обзор) // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 1. С. 21-28.

[4] Власова И. В., Кулакова А. С., Поморцева А. В. Спектрофтометрическое определение кофеина, парацетамола и ацетилсалициловой кислоты при совместном присутствии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2005. Т. 71. № 9. С. 18-20.

[5] Власова И. В., Шелпакова А. С., Нагаев А. А. Формирование градуировочных наборов для спектрофотометрического анализа многокомпонентных смесей с применением метода множественной линейной регрессии // Вестн. Ом. ун-та. 2010. № 2. С. 99-105.

[6] Marrs P. S. Class projects in physical organic chemistry: The hydrolysis of aspirin // J. Chem. Educ. 2004. V. 81. № 6. P. 870-873.