Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Методы определения органических оснований 10
2. Методология исследования и техника экспери мента 35
2.1. Реактивы, растворы и аппаратура 35
2.2. Методика получения экстрактов 40
2.3. Влияние рН средві 41
2.4. Влияние концентрации реагента на полноту извлечения органических оснований 41
2.5. Исследование кинетики экстракции 42
2.6. Определение сольватного числа 43
2.7. Определение степени извлечения (R,%) 43
2.8. Расчет молярного коэффициента поглощения 44
2.9. Избирательность определения исследуемых алкалоидов... 44
2.10. Определение соотношения компонентов в ионных ассоциатах 45
2.11. Определение констант устойчивости ионных ассоциатов 46
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Экстракционно-спектрофотометрическое исследование ионных ассоциатов СФН-Alk 48
3.1.1. Влияние кислотности среды на образование и экстра гируемость исследуемых ионных ассоцитов 48
3.1.2. Влияние концентрации СФН на образование ионных ассоциатов с ДМ, ГШ, ДБ и Хин 51
3.1.3. Исследование влияния природы органических раство рителей на экстрагируемость СФН и его соединений с ДМ, ПИ, Хин и ДБ 52
3.1.4. Подчинимость бутанольных экстрактов ионных ассоциа тов основному закону светопоглощения 52
3.1.5. Исследование влияния кинетики процесса на экстракцию 54
3.1.6. Определение степени извлечения исследуемых веществ 56
3.1.7. Определение соотношения компонентов и сольватного числа ионных ассоциатов 56
3.1.8. Чувствительность и избирательность реакций образования ионных ассоциатов 60
3.2. Спектрофотометрическое и экстракционноспектрофотометрическое исследование взаимодействия галлиоиа с папаверином и хинином 62
3.2.1. Влияние кислотности среды на образование и экстрагируемость ионных ассоциатов 62
3.2.2. Влияние концентрации галлиона на образование ионных ассоциатов с ПГТ и Хин 64
3.2.3. Подчинимость бутанольных экстрактов ионных ассоциатов основному закону светопоглощения 65
3.2.4. Влияние времени и температуры на экстракцию исследуемых ионных ассоциатов 66
3.2.5. Определение степени извлечения исследуемых веществ 67
3.2.6. Влияние органических растворителей на образование и экстрагируемость ГН и ионных ассоциатов ГН-ПП и ГН-Хин 67
3.2.7. Определение соотношения компонентов и сольватных чисел исследуемых ионных ассоциатов 68
3.2.8. Чувствительность и избирательность ионных ассоциатов ГН-ПП и ГН-Хин 71
3.3. Экстракционио-спектрофотометрическое исследование взаимодействия молибдена(УЇ) и вольфрама(УІ) с БПК и димедролом или папаверином 72
3.3.1. Влияние рН на образование и экстрагируемость ионных ассоциатов Ме~БПК-А1к 74
3.3.2. Влияние времени и температуры 77
3.3.3. Влияние концентрации реагирующих компонентов на образование и экстракцию комплексов 78
3.3.4. Определение соотношения компонентов в ионных ассо-циатах 81
3.3.5. Определение числа вытесненных протонов при образовании комплексов молибдена (вольфрама) с бромпирогалло-ловым красным 85
3.3.6. Определение коэффициента распределения, степени извлечения и константы экстракции и устойчивости исследуемых комплексных соединений 86
3.3.7. Чувствительность и избирательность цветных реакций с образованием ионных ассоциатов 87
3.3.8. ИК спектроскопическое и рентгено фазовое исследование комплекса Мо-БПК-ДМ 91
3.3.9. Механизм образования ионных ассоциатов 94
4. Применение исследованных ионных ассоциа тов для определения димедрола и папаверина в лекарственных препаратах 96
4.1. Экстракционно-спектро фотометрическое определение папаверина и димедрола с использованием ионных ассоциатов СФН-Alk 96
4.2. Экстракционио-спектрофотометрическое определение папаверина с использованием ионного ассоциата ГН-ПП 103
4.3. Использование комплекса Мо-БПК-ПП для разработки экстракционно-спектрофотометрического метода определения папаверина в лекарственных формах 105
Выводы 108
- Методика получения экстрактов
- Спектрофотометрическое и экстракционноспектрофотометрическое исследование взаимодействия галлиоиа с папаверином и хинином
- Определение числа вытесненных протонов при образовании комплексов молибдена (вольфрама) с бромпирогалло-ловым красным
- Экстракционио-спектрофотометрическое определение папаверина с использованием ионного ассоциата ГН-ПП
Введение к работе
Актуальность работы. Применение в медицинской практике различных лекарственных препаратов, включающих алкалоиды (ALK) вызывает необходимость разработки новых чувствительных, высокоизбирательных, экспрессных и надежных методов их определения. Для их количественного определения используют тйтриметрические и различные физико-химические методы. В практике аптечного анализа для количественного определения алкалоидов применяется методика кислотно-основного титрования в неводной среде. Недостатком этой методики является невысокая чувствительность и избирательность.
В последние годы для определения алкалоидов находят применение различные хроматографические методы (ВЭЖХ, ГХ с масс-спектрометрическим детектированием и др.). Однако, использование сложной дорогостоящей аппаратуры, а также необходимость применения адекватных образцов сравнения ограничивает их применение.
Между тем заслуживает внимания метод жидкостной экстракции, обладающий высокой универсальностью, доступностью и экономичностью. Известно, что сочетание экстракционного извлечения, с последующим определением органических соединений непосредственно в органической фазе, позволяет быстро и просто решать многие аналитические задачи. В связи с этим вопрос о поиске новых высокоизбирательных экстракционных систем и создание на их основе эффективных методов концентрирования, разделения и определения алкалоидов является одной из актуальных задач аналитической химии. Несомненный интерес в решении данного вопроса представляет использование ионных ассоциатов хромофорных кислотных органических реагентов с азотсодержащими органическими основаниями - алкалоидами, а также более сложных комплексов с участием ионов металлов (Me - органический реагент - ALK), что послужило основой для постановки цели данного исследования.
Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в поиске новых
аналитических систем и разработке на их основе высокоизбирательньгх и
чувствительных экстракционно-фотометрических методик определения ряда
азотсодержащих органических оснований в лекарственных препаратах.
Для достижения поставленной цели необходимо было:
исследовать условия образования и особенности экстракции ионных ассоциатов ДМ, ПП, ДБ, Хин с галлионом (ГН) и сульфоназо (СФН), а также трехкомпонентных систем - металл-бромпирогаллоловый красный (БПК) -алкалоид (где Me - Mo (VI) или W(VI));
определить основные оптические и химико-аналитические параметры рассматриваемых систем;
- установить химизм взаимодействия компонентов системы [Ме-
БПК]АЬК с помощью методов спектроскопии, рентгенофазового и физико-
химического анализа;
- разработать новый эффективный метод определения алкалоидов, мет
рологически его оценить и внедрить в аналитическую практику.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
впервые показана перспективность аналитического применения кислотных азокрасителей для экстракционно-фотометрического определения ряда алкалоидов в многокомпонентных лекарственных системах;
изучены условия образования, экстрагирования, химизм образования ионного ассоциата - Ме-БПК-ALK и показана перспективность применения рассматриваемой системы в качестве аналитической формы, как для определения алкалоидов, так и ионов металлов;
изучена кинетика рассматриваемых реакций, определены коэффициенты распределения, степени извлечения, константы устойчивости, предложен вероятный механизм образования ионных ассоциатов;
разработан, запатентован и внедрен в практику высокоизбирательный, чувствительный экстракционно-фотометрический метод определения димедрола и папаверина в лекарственных препаратах.
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований установлена целесообразность использования ряда изученных систем при определении алкалоидов в фармакологической практике. Показано, что исследованные ассоциаты являются высокоэффективными аналитическими формами для экстракционно-фотометрического определения папаверина и димедрола (получен патент №2237237). Разработанные методики апробированы и внедрены в Центре сертификации и контроля качества лекарственных средств Аптечного управления Минздрава РД и государственной аптеке № 1 при идентификации подлинности и количественном анализе папаверин - и димедрол, содержащих препаратов (акты внедрения).
Положения, выносимые на защиту:
результаты определения основных химико-аналитических параметров исследованных систем;
данные изучения влияния кинетических факторов на образование и экстракцию ионных ассоциатов СФН, ГН, БПК с рассматриваемыми алкалоидами;
результаты исследования строения тройных систем на примере [Мо-БПК]ДМ;
методики определения димедрола и папаверина в различных лекарственных препаратах.
Апробация работы. Результаты работы доложены на «Международной конференции по аналитической химии» (Алматы 1998 г.), Ш Всероссийской конференции по анализу объектов окрулсаіощей среды «Экоаналитика-98» с международным участием (г. Краснодар, 1998 г.), Всероссийской научной конференции с международным участием «Актуальные проблемы химической науки и образования» (Махачкала 1999 г.), IV Всероссийской конференции «Химический анализ веществ и материалов» (Москва 2000г.), студенческой научно-теоретической конференции по приоритетным направлениям науки и техники (г. Махачкала 2001 г.), Международной научной конференции «Концентрирование в аналитической химии» (Астрахань 2001 г.),
III Черкесовских чтениях «Проблемы аналитической химии» (Саратов 2002г.), 2-м Международном конгрессе студентов, молодых ученых и специалистов «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Москва 2002 г.), 2-ой Международной конференции молодых ученых «Химия и биотехнология биологически активных веществ, пищевых продуктов и добавок» (Тверь 2002г.), Международном симпозиуме «Разделение и концентрирование в аналитической химии», посвященном 70-летию академика Ю.А. Золотова (Краснодар 2002 г.), III Международной конференции "Экстракция органических соединений" ЭОС-2005 (Воронеж 2005 г).
Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С. Использование кислотных красителей для извлечения и определения алкалоидов. // Материалы межд. конф по аналит. Химии. - Алматы, 1998. - С. 88.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С, Ахмедов С.А. Экстракционно-фотометрическое определение хинина в виде ионного ассоциата с сульфоназо. // Тез. докл IV Всеросс. конф. «Химический анализ веществ и материалов». -Москва, 2000. -С.59.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С. Экстракционное концентрирование и определение папаверина в лекарственных формах с помощью сульфоназо. // Тез. докл. Межд. науч. конф. по концентрированию в аналитической химии.-Астрахань, 2001.-С. 4.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С, Асхабова Х.М. Влияние неионогенного ПАВ ОП-7 на свойства БІЖ и его комплекса с Мо (VI) присутствии димедрола. // Проблемы аналитической химии. III Черкесовские чтения: сб. научных статей. - Саратов, 2002. - С. 121-123.
Ахмедова М.С. Использование сульфоназо для определения некоторых алкалоидов в лекарственных формах. // Второй межд. конгресс студентов, молодых ученых и специалистов. Молодежь и наука - третье тысячелетие. - Москва, 2002. - С.98.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С., Ахмедов С.А. О взаимодействии гал-леина с молибденом в присутствии димедрола. // Мат-лы Межд. конф. молодых ученых. - Тверь, 2002. - С.5.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С. Экстракционное концентрирование и количественное определение димедрола в лекарственных формах. // Мат-лы Межд. симпозиума "Разделение и концентрирование в аналитической химии", - Краснодар, 2002. - С. 7,
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С. Ионные ассоциаты димедрола и папаверина с сульфоназо и их применение в фармакопейном анализе. // Вестник ДГУ. Вып.1. Ест. науки. - Махачкала, 2002. - С.34-38.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С, Рамазанов А.Ш., Ахмедов С.А. Экстракционно-фотометрическое определение димедрола и папаверина в лекарственных формах. // Журнал аналит. химии, - 2004. -Т.59,№3.-С. 245-249.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С, Рамазанов А.Ш. Способ определения димедрола или папаверина. Патент на изобретение №2237237. - 2004.
Мирзаева Х.А., Ахмедова М.С. Экстракционно-фотометрическое определение азотсодержащих органических оснований. // Тез. докл. III Межд. конф."Экстракция органических соединений" ЭОС-2005. - Воронеж, 2005.-С.15.
Ахмедова М.С, Мирзаева Х.А, Экстракция хелатов в присутствии органических оснований. // Тез. докл. III Межд. конф."Экстракция органических соединений" ЭОС-2005. - Воронеж, 2005, - С. 21.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей, 7 тезисов докладов, получен патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, приложений, иллюстрирована 39 рисунками, содержит 32 таблицы, изложена на 122 страницах машинописного текста. Список использованной литературы состоит из 118 наименований отечественных и зарубежных авторов.
Методика получения экстрактов
В ряд мерных колб емкостью 25 мл вносили определенные объемы растворов реагирующих веществ, соответствующей концентрации, устанавливали необходимое значение рН, после чего содержимое колб переносили в делительные воронки и экстрагировали 10 мл бутанола в течение 1-2 минут. Светопоглощение экстракта измеряли относительно раствора сравнения, в кюветах с толщиной поглощающего слоя в 0,5-1,0 см. 2.3. Влияние рН среды Экстрагируемость определяемого соединения существенно зависит от рН раствора. Для установления оптимальной кислотности в ряд мерных колб емкостью 25 мл вносили определенные объемы растворов реагирующих веществ, разбавляли дистиллированной водой, переносили в химический стакан и регулировали кислотность до соответствующего значения рН, затем доводили до метки дистиллированной водой. После разделения фаз измеряли оптическую плотность экстрактов в кюветах с поглощающим слоем 1 см; а) относительно дистиллированной воды, б) - экстракта реагента, при одинаковых значениях рН. По полученным данным строили график зависимости оптической плотности бутанольных экстрактов от рН раствора. 2.4. Влияние концентрации реагента на полноту извлечения органических оснований Наиболее благоприятными будут условия, когда определяемый компонент практически полностью переведен в окрашенное соединение, т.е. когда его свободная концентрация близка к нулю и доля связывания близка к единице. В ряд мерных колб емкостью 25 мл вводили одинаковое и постоянное количество алкалоида и переменные возрастающие от опыта к опыту количества реагента. Устанавливали необходимое значение рН и доводили водой до метки. Измеряли оптическую плотность экстрактов и по полученным данным строили графики зависимости степени извлечения ионных ассоциатов от концентрации реагента. 2.5. Исследование кинетики экстракции 2.5.1. Влияние бремени выдержки комплекса в водной фазе на его экстрагируемость. Интенсивность окраски многих соединений меняется во времени, что связано с протеканием побочных реакций, деструкцией вещества, таутомерными превращениями. В нашем исследовании необходимо было прежде всего установить в течение какого времени развивается максимальная окраска раствора комплекса, т.е. максимально переводится определяемое вещество в комплексное соединение. Установив время образования исследуемого соединения придерживались выбранного режима в дальнейших опытах. В мерных колбах емкостью 25 мл готовили растворы исследуемого комплекса, смешивая растворы реагирующих веществ при выбранных концентрациях, устанавливали необходимое значение рН и содержимое колбы доводили водой до метки. Экстрагировали комплексы по истечении 5, 10, 15, 20, 30, 60 мин.
Оптические плотности экстрактов измеряли при выбранной длине волны относительно раствора сравнения в кюветах с толщиной 1 см. Полученные данные занесены в соответствующие таблицы. 2.5.2. Влияние времени перемешивания. Для определения лимитирующей скорости экстракции исследовали экстрагируемость ионных ассоциатов от времени контакта фаз при постоянной скорости перемешивания. Готовили раствор исследуемого комплекса как описано выше. По истечении 10 мин. его экстрагировали 10 мл бутанола, перемешивая в течение 1, 2, 3, 5 мин. (по песочным часам). Оптическую плотность измеряли при выбранной длине волны относительно раствора сравнения в кюветах толщиной 1 см. По полученным данным строили графики зависимости степеней извлечения комплексов от времени перемешивания. 2.5.3. Влияние температуры на экстрагируемость ионных ассоциатов. Изменение температуры может привести к изменению состояния равновесия реакции комплексообразования. В зависимости от характера, свойств, устойчивости образовавшихся комплексов изменение температуры может способствовать либо разрушению комплекса, либо более быстрому и полному его образованию. Для установления оптимальной температуры выхода продукта реакции в мерных колбах емкостью 25 мл готовили раствор окрашенного соединения при экспериментально установленных оптимальных условиях. Растворы термостатировали при определенной температуре. После охлаждения до комнатной температуры, образовавшийся комплекс экстрагировали 10 мл бутанола и фотометрировали при выбранной длине волны относительно раствора сравнения в кюветах толщиной 1 см. 2.6. Определение сольватного числа Для определения состояния ионного ассоциата в экстракционной смеси необходимо знать его сольватное число, то есть число молекул растворителя, координированных данной молекулой ассоциата. В ряд делительных воронок вводили по 20 мл раствора ионного ассоциата и экстрагировали в течение 1 мин. смесью бутанола и толуола, взятых в таких соотношениях, чтобы их общий объем оставался постоянным и равным 20 мл. После разделения фаз бутанольную фракцию переносили в мерную колбу емкостью 25 мл, доводили объем экстракта бутанолом до метки и фотометрировали при выбранных оптимальных условиях.
Полученные данные занесены в соответствующие таблицы и иллюстрированы графически. 2.7. Определение степени извлечения (R,%) Количественными характеристиками экстракции является коэффициент распределения между двумя фазами (D=cu/c„) и степень извлечения, которая показывает полноту извлечения экстрагентом комплекса из водной фазы в органическую. Численные показатели степеней извлечения исследованных алкалоидов рассчитаны методом последовательной экстракции по формуле - R,%= = —100% [106]. Для определения R,% 20 мл раствора ионного ассоциата, полученного согласно стехиометрическому соотношению R-ALK, помещали в делительную воронку и последовательно экстрагировали порциями по 5 мл бутаиола в течение 1-2 минут до получения экстракта, не отличающегося от холостого опыта. После разделения фаз экстракт отделяли в мерную колбу на 25 мл и доводили до метки бутанолом и фотометрировали при выбранной длине волны относительно раствора сравнения в кюветах с толщиной поглощающего слоя 1 см. 2.8. Расчет молярного коэффициента поглощения Чувствительность исследуемых ионных ассоциатов при определении алкалоидов охарактеризовали нижними пределами подчинимости их бутаноль-ных экстрактов закону светопоглощения и величинами соответствующих молярных коэффициентов поглощения (Б). Величины (є) рассчитывали по формуле: А s = — , где СІ А - оптическая плотность; с - концентрация алкалоида, моль/л; 1 - толщина поглощающего слоя, см. Результаты расчета молярных коэффициентов поглощения для бута-нольных экстрактов алкалоидов занесены в соответствующие таблицы. 2.9. Избирательность определения исследуемых алкалоидов Для оценки избирательности определения алкалоидов проверено влияние ингредиентов, входящих в состав лекарственных форм. При этом готовили серию растворов с постоянной концентрацией исследуемого вещества (ДМ, ПП) и переменным кратным массовым избытком сопутствующего соединения. Опыты проводили при оптимально выбранных условиях. определении соотношения изомолярных концентраций реагирующих ве ществ, отвечающих максимальному выходу образующихся комплексных со единений. Изомолярную серию готовили по следующей методике: в 7 мерных колбах объемом 25 мл смешивали растворы органического основания и соответствующих реагентов одинаковой молярной концентрации в различных соотношениях так, чтобы суммарный объем оставался постоянным и равным 10 мл. Устанавливали необходимое значение рН и доводили водой до метки. Переносили в делительные воронки, вводили по 10 мл бутанола экстрагировали в течение 1-2 минут и измеряли величину поглощения. По полученным данным строили графическую зависимость AA=f——— . дііаа 2.10.2. Метод сдвига равновесия.
Спектрофотометрическое и экстракционноспектрофотометрическое исследование взаимодействия галлиоиа с папаверином и хинином
Взаимодействие ПП и Хин с ГН зависит от рН растворов. Галлион представляет собой четырехосновную кислоту и в зависимости от кислотности среды может находится в различных ионизированных формах. Равновесие в растворах галлиона при изменении рН можно представить следующей схемой: На первых двух стадиях при рН 1-3 отщепляются протоны сульфогрупп и вероятно образование ионных ассоциатов по ионизированным сульфогруп-пам. Светопоглощение экстрактов ГН и ионных ассоциатов при этом максимально при длине волны 540 нм. При дальнейшем увеличении рН водной фазы отщепляются протоны гидрокси- групп. Третья стадия диссоциации протекает при рН 4-8, четвертая при рН 8-Ю. Максимум светопоглощения при этом сдвигается в длинноволновую область. На рис.14 и 15 приведены спектры поглощения водных растворов ГН и его соединения с ТШ (рис.15, кривая. 3) при различных значениях рН. Из рис. 14 видно, что при рН 4,0 и 4,5 максимальное светопоглощение галлиона находится при 540 нм, при рН 5 смещается в область 580 нм. Изо-бестическая точка находится в области 540 нм, что говорит о наличии равновесия в системе HR3" ±+ R4" + Н\ Существенно, что спектры ассоциатов ГН-ПП и ГН-Хин в водном растворе отличаются от спектра галлжона. Из рис. 15 видно, что если ГН имеет максимум поглощения при 540 нм, то максимум светопоглощения ионного ассоциата ГН-ПП смещен батохромно и наблюдается при 610 нм, АХ = 70 нм (кривая 3). Максимум светопоглощения ионного ассоциата ГН-Хин наблюдается при 580 нм и смещен батохромно относительно спектра ГН на 40 нм. Было проверено влияние рН водной фазы на экстрагируемость ионных ассоциатов и самого реагента - галлион. Галлион экстрагируется бутанолом в области рН 1 - 4,5. Окраска экстракта не отличается от окраски реагента в водной фазе. На рис. 16 показана зависимость поглощения бутанольных экстрактов галлиона и его соединений с ПП и Хин от кислотности среды. Экспериментально была установлена подчинимость бутанольных экстрактов исследуемых ионных ассоциатов ГН-Хин и ГН-ПП закону Ламберта - Бугера - Бера. Результаты измерений зависимости оптической плотности экстрактов этих соединений от концентрации папаверина и хинина выражены графически на рис. 17, 18. Результаты опытов показали, что увеличение концентрации 1111 или Хин приводит к росту оптической плотности бутанольных экстрактов в прямолинейной зависимости от концентрации добавленных Хин или ПП, что дает возможность использовать эти соединения для количественного экстракци-онно-ф ото метрического определения папаверина и хинина.
С изменением концентрации алкалоида характер спектров светопоглощения водных растворов и бутанольных экстрактов не меняется. Максимумы поглощения для ассоциата ГН-ПП сохраняются при 610 нм, а для ГН-Хин при 580 нм. Максимальное образование и экстрагируемость ассоциатов наблюдается при 2-4 кратном избытке алкалоида к ГН. Подчинимость бутанольных экстрактов закону Ламберта - Бугера-Бера соблюдается для систем ГН-Хин - 0,8-10" -4-Ю"4 М, ГН-ПП- 0,8-10"4 - 3,2-10"4 М хинина и папаверина соответственно. 3.2.4. Влияние времени и температуры на экстракцию исследуемых ионных ассоциатов Исследование влияния основных кинетических факторов (т, tC) на экстракцию ионных ассоциатов показало, что скорость их экстракции не зависит от времени выдержки ионных ассоциатов и от изменения температуры водной фазы. Равновесие в экстракционной системе достигается при перемешивании в течение 1-2 мин. На практике распределение вещества между двумя ограниченно смешивающимися фазами характеризуют коэффициентом распределения (D) по которому определяют степень извлечения (R,%). Степень извлечения определяли методом последовательной экстракции (см. гл. II, п.2.7.), а также используя коэффициент распределения (D). В литературе описана экстракция ионных ассоциатов, образованных органическими основаниями и кислотными красителями в основном неполярными экстрагентами (бензолом, толуолом, четыреххлористым углеродом и др.). Представлял интерес проверить влияние различных групп органических растворителей, смешивающихся с водой, (полярных и неполярных экстра-гентов) на образование и экстракцию исследуемых ионных ассоциатов. Ус- тановлено, что при рН 3,8 добавление к ионным ассоциатам 20 об.% ацетона не влияет на их экстрагируемо сть, присутствие же более 20 об.% ацетона в системе приводит к образованию однородного слоя и невозможности разделения фаз. Присутствие до 20 об.% этилового спирта в водных растворах исследуемых ионных ассоциатов (рН 3,8 и 6,0) незначительно повышает оптическую плотность растворов и практически не мешает их определению, экстракция при этом не наблюдается. Экспериментальные результаты показывают, что только полярные не смешивающиеся с водой экстрагенты, способные увеличивать гидрофобность молекул (н-бутанол, изобутанол, н-пентанол, изопентаноя), экстрагируют галлион и его ионные ассоциаты из водных растворов при рН 1-4,5 и 1-10 соответственно. Что касается неполярных экстрагентов (хлороформ, диоксан, четыреххлористый углерод), они не экстрагируют ни реактив, ни ионные ассоциаты во всей области рН, В результате эксперимента было установлено, что н-бутанол является одним из лучших экстрагентов для исследуемых ионных ассоциатов. 3.2.7. Определение соотношения компонентов и сольватных чисел исследуемых ионных ассоциатов 3.2.7.1. Определение соотношения компонентов в ионных ассоциа-тах. Для определения соотношения ГН : ALK, установления зависимости между светопоглощением реагента и его соединений с папаверином и хинином использовали метод сдвига равновесия. Результаты определения состава методом сдвига равновесия приведены в табл. 12 и иллюстрируются на рис. 19 и 20. Таблица 12. Определение соотношения ГН:ГШ и ГН:Хин методом сдвига равновесия в бутанольном экстракте. При определении соотношения ГН : ALK методом сдвига равновесия при различных значениях рН с учетом возможного ионного состояния гал-лиона установили, что в водном растворе (рис. 19) и в экстракте (рис,20) в области рН 1 - 4 галлион взаимодействует с ПП и Хин в соотношении 1:2, а при рН 4 - 8 в соотношении 1:3. С увеличением отрицательного заряда диссоциированных форм реагента возрастает число координированных молекул основания по схеме: [H3R(OCH)] [H2R(OCH)2] [HR(OCH)3] [R(OCH)4] 3.2.7.2. Определение солъватного числа ионных ассоциатов. Для выяснения состояния ионных ассоциатов в органической фазе определили соль-ватные числа. Сольватное число было определено по методу сдвига равновесия. После обработки полученньж данных строили график зависимости А lg-—-— от lg сбут, тангенс угла которого равен сольватному числу, где Ах - оптическая плотность экстрактов при различных концентрациях бутанола; Апр - оптическая плотность экстракта при экстракции чистым бутанолом. Данные представлены в табл. 13 и на рис. 21 (см. след. страницу).
Определение числа вытесненных протонов при образовании комплексов молибдена (вольфрама) с бромпирогалло-ловым красным
Число протонов, замещенных ионом молибдена (вольфрама) в молекуле БПК, определяли графическим методом Астахова, основанного на измерении светопоглощения серии растворов реагирующих компонентов эквимолярнои концентрации, с различными значениями рН. Приготовили серию растворов комплексов Mo(W):EnK, сливая эквимолярные концентрации реагирующих компонентов в соответствии со стехиометрическим отношением их в комплексах, но с различными значениями рН. Измеряли величины оптических плотностей приготовленных растворов А, и растворов реагента AR при тех же значениях концентраций и рН. По полученным данным, которые приведены в табл. 19, строили графики зависимости lg где: Апр - предельная величина оптической плотности раствора, достигнутая в опытах при оптимальном значении рН. Угловой коэффициент tg а полученной прямой и будет определять число протонов (п), вытесняемых ио- ном-комплексообразователем из молекулы реагента при комплексообразова-нии. Результаты определения значений молярных коэффициентов поглощения показывают на достаточно высокую чувствительность тройных систем при определении как Mo(VI) и W(VI), так и алкалоидов. Введение алкалоидов сопровождается повышением контрастности и чувствительности реакций в 9-10 раз. Экстракция способствует повышению чувствительности, не влияя при этом на избирательность реакций по отношению к металлу. С целью установления возможности избирательного определения папаверина в лекарственных формах без предварительного его отделения от сопутствующих ингредиентов, в сочетании с которыми папаверин используется в медицинской практике, было изучено взаимное влияние компонентов смеси. Для этого к комплексу Мо-БПК-ПП, полученному при смешивании одинаковых концентраций эквимолярных растворов согласно установленному составу (Мо(У1):БПК;ПП=1:2:2) вводили различные концентрации присутствующих в лекарственных формах веществ (дибазол, теобромин, глюкоза, тальк, крахмал). Создавали рН 3,0 и регистрировали показания оптической плотности в кюветах толщиной поглощающего слоя 1 см, при X = 620 нм. Полученные данные позволяют заключить, что присутствие компонентов (дибазол, теобромин, глюкоза) не влияют на определение папаверина. От нерастворимых в воде или в спирте компонентов (тальк, крахмал, фенобарбитал) освобождались, осуществляя фильтрование исследуемых растворов.
Основные аналитические характеристики изученных систем приведены в сводной табл. 24. Наибольший интерес при исследовании органических соединений представляет участок спектра 4000 - 400 см"1. Именно в этой области, доступной для обычных призменных инфракрасных спектрофотометров, наблюдается поглощение, характеризующее основные функциональные группы органических молекул. Твердый препарат ионного ассоциата бромпирогаллолового красного с молибденом(УІ) в присутствии димедрола выделяли из насыщенных бута-нольных экстрактов с учетом стехиометрии соответствующих компонентов. При выделении комплекса осаждение проводили, сливая концентрированные растворы реагирующих веществ и экстрагировали бутанолом, отделяли органический слой. После испарения бутанола выпадал осадок фиолетового цвета. Для выяснения строения ассоциатов на примере [Мо-БПК]ДМ регистрировали его ИК спектры на фоне спектров БПК, ДМ и Мо-БГЖ (рис. 35). Образцы для регистрации ИК спектров готовили в виде суспензий в вазелиновом масле. Спектры регистрировали в области 400-4000 см"1 (призма КВг). Наличие связи молибден - лиганд устанавливали сравнением ИК спектров комплекса и свободных лигандов в области 700-1800 см"1. В спектрах реагента (БПК) наблюдается широкая полоса в области 1380-1300 см" , характерная для гидроксильных групп. Появление нового пика средней интенсивности в спектре комплекса Мо-БПК (4) приг)=1310 см"1 можно объяснить образованием валентной связи иона Мо022" с кислородом одной из гидрокси-групп бромпирогаллолового красного. Пик в области 1220 см"1 в спектре БПК можно отнести к колебаниям карбонильной группы С=0, в спектре Мо-БПК этот пик подавляется, что свидетельствует об образовании координационной связи Мо022" через карбонильную группу. Следовательно, ионы молибдена замещают в молекуле БПК водород гидрокси- группы, а с хиноид-ным кислородом образуют донорно-акцепторную связь. Сравнение ИК спектров [Мо-БПК] и [Мо-БГЖ]ДМ показало, что все полосы поглощения, характерные для первого соединения сохраняются и в спектрах второго. В этой связи можно заключить, что димедрол непосредственно с молибденом не связан, а входит в состав молекулы в виде катиона внешней сферы. Рентгенофазовый анализ комплекса Мо-БПК-ДМ для сложных молекул, как правило, проводится для установления индивидуальности вещества Из ряда вариантов интерес представляет метод Дебая - Шерера, который позволяет выполнять исследования с порошкообразными веществами.
Нами для подтверждения результатов ИК спектроскопии привлечен и метод рент-генофазового анализа для чего зарегистрированы штрихрентгеиограммы бромпирогаллолового красного, димедрола и их соединения с молибденом(УІ). Результаты этого эксперимента в координатах - относи- тельная интенсивность пиков (I) и величины межплоскостных расстояний (d, А) для системы Мо-БПК-ДМ и исходных реагентов - БПК и ДМ приведены в табл. 25 по которым построены штрихрентгенограммы (рис.36). Для выяснения механизма взаимодействия иона металла с БГЖ необходимо установить заряд комплекса. Для чего получали комплекс Мо-БПК и исследовали его на экстрагируемость полярными и неполярными экстраген-тами. Было установлено, что двойное соединение не экстрагируется бутано-лом, можно заключить, что оно заряжено. При введении ALK образуется соединение [Ме-БПК]АЬК, которое экстрагируется. В растворе, в условиях эксперимента, алкалоиды имеют положительный заряд [H ALK], следовательно, можно предположить, что [Мо-БПК] заряжен отрицательно. Некоторые предположения о строении внешнесферных комплексов могут быть высказаны и на основании литературных данных по ионному состоянию, в частности, молибдена [116-118] и реагента [114]. Рассмотрим строение образующихся комплексов на примере Мо-БГЖ-ПП, Согласно литературным данным, реакционноспособной в условиях нашего эксперимента (рН 3-5) является первая ионизированная по сульфогруппе форма БПК (Нз&). Ионное состояние молибдена в водных растворах сильно зависит от концентрации молибдена и кислотности раствора. Максимальная концентрация молибдена в наших исследованиях не превышала 10" М, поэтому образование полимерных частиц исключалось. Известно, что реакционно-способным является ион НМоСч", который одновременно в кислой среде пе-реходит в ион Мо02 ", поэтому можно предположить, что с БПК взаимодей-ствуют ионы Мо02 ", находящиеся в равновесии НМо04" + ЗЇҐ Мо022+ + 2Н20 Учитывая ионное состояние молибдена и бромпирогалл олово го красного в растворе, соотношение компонентов в комплексе, число вытесненных протонов п, и то, что комплексообразование идет по типу образования ионно-ассоциированных соединений, можно представит уравнение реакции ком-плексообразования: Мо022+ +2 H3R" + 2Н+ПП ± [Мо02(Н2К)2]2НПП + 2ЇҐ На основании результатов ИК спектров, рентгенофазового анализа, треугольной диаграммы, с учетом ионного состояния Mo(VI), БПК и ГШ в условиях эксперимента наиболее вероятную структуру комплекса можно представить так:
Экстракционио-спектрофотометрическое определение папаверина с использованием ионного ассоциата ГН-ПП
Ионный ассоциат - ГН-ТШ применили для определения папаверина в растворах для инъекций (2%), таблетках тепафиллина и папаверина гидрохлорида с гидротартратом платифиллина. Количество папаверина в лекарственных формах рассчитывали по предварительно построенным градуировоч-ньгм функциям. Построение градуировочных функций. В ряд мерных колб емкостью 25 млвносят 1-8 мл Г10"3 М раствора ПТТ при анализе растворов для инъекций и 1-8 мл ГЮ" М раствора при анализе таблеток, по 2 мл ПО" М раствора гал-лиона. Устанавливают рН 6,0, отбирают аликвотную часть (10 мл) и экстрагируют в 10 мл бутанола в течение 2 мин. Оптическую плотность экстракта измеряют при длине волны 610 нм относительно раствора сравнения в кюветах толщиной поглощающего слоя 1 см. Экспериментальные данные представлены на рис. 38. Определение в растворах для инъекций. Содержимое ампул разбавляют в 50 раз дистиллированной водой и аликвотную часть (5 мл) разбавленного раствора обрабатывают как при построении градуировочной функции. Определение в таблетках. Определение папаверина проводили аналогично определению папаверина с использованием системы [СФН-ПП]. Результаты представлены в табл. 30 и 31. Проверена возможность использования системы [Ме-БПК-ALK] для количественного определения димедрола и папаверина в лекарственных формах. Выбрана система Мо-БГЖ-ПП, использование которой при определении ПП дает наиболее воспроизводимые результаты. Построение градуировочной функции, В ряд мерных колб емкостью 25 мл вносят 1 мл 1,0410 М раствора молибдата натрия, 1 мл 1,041 (Г М раствора БПК и 0,2-1 мл Г 10"2М раствора ПП, доводят до метки дистиллятом. Устанавливают рН 3,0, отбирают аликвотную часть (10,0 мл) и экстрагируют в 10 мл бутанола в течение 1-2 минут. Оптическую плотность экстракта регистрировали при длине волны 620 нм в кюветах толщиной поглощающего слоя 1 см. Экспериментальные данные приведены на рис. 39. Определение папаверина в растворах для инъекций. Содержимое ампул разбавляют в 10 раз дистиллированной водой и аликвотную часть (2 мл) разбавленного раствора проводят по методике построения градуировочиой функции. Определение папаверина в таблетках. Навеску порошка растертых таблеток растворяют в дистиллированной воде из расчета 0,7-3 мг ПП /мл Для отделения от малорастворимых включений раствор фильтруют. Из полученного фильтрата отбирают аликвотную часть и обрабатывают как при построении градуировочной функции. Расчет содержания папаверина в таблетке проводят аналогично определению папаверина с использованием двойных систем (СФН-ПП, ГН-ПП).
Результаты этого эксперимента обработаны методом математической статистики и представлены в табл. 32. Разработанная методика дает возможность определять папаверин и димедрол не выделяя их из смеси других ингредиентов, входящих в состав лекарственных форм. Методика отличается достаточной точностью, чувствительностью и быстротой выполнения анализа. Относительное стандартное отклонение не превышает 10" . 1. Исследованы оптимальные условия образования и экстракции ионных ассоциатов азокрасителей - сульфоназо (СФН) и галлиона (ГН) с рядом алкалоидов (ALK) - димедрол (ДМ), папаверин (ПП), дибазол (ДБ), хинин (Хин): СФН-ДМ, СФН-Хин (рН 5,0); СФН-ПП, СФН-ДБ (рН 4,0). Оптимальное поглощение 540- -580 нм, молярные коэффициенты поглощения 4,70; 1,00; 3,00; 0,75 Л О3 соответственно, соотношение СФН:АЬК =1:2. 2. Методом сдвига равновесия определены сольватные числа; ассоциаты СФН-ALK и ГН-ALK в области рН Ъ-Ъ координируют две, а при рН выше 6 - три молекулы бутанола. Образование и экстракцию исследованных ионных ассоциатов с учетом соотношения компонентов, соль-ватного числа и ионного состояния СФН и ГН можно представить: H6R2" + 2HAlk+ + 2С4Н9ОН [H6R(HAlk)2] 2С4Н9ОН (рН 2-5) H5R3" + 4HAIk+ + ЗС4Н9ОН [H5R(HA!k)4]- ЗС4Н9ОН (рН 6 - 10) 3. Изучены условия образования, экстрагирования и свойства комплексов ДМ и ПП с бромпирогаллоловым красным (БПК) в присутствии Mo(VI) и W(VI). 4. Методами треугольной диаграммы и сдвига равновесия установлено, что БПК образует с Mo(VI) или W(VI) в присутствии ДМ или ПП тройные ассоциаты в слабокислой среде, состава Ме:БПК:АЬК=1:2:2 (Х,=560-Н520нм). Определены молярные коэффициенты поглощения комплексов Мо-БПК-ДМ, Мо-БПК-ПП, W-БПК-ДМ, W-БПК-ПП по отношению к Me - 4,10, 5,80, 5,30, 5,30 104 соответственно; по отношению к папаверину - Мо-БПК-ПП - 4,60 103; к димедролу - Мо-БПК-ДМ-3,00 103. 5. Структура образующихся тройных систем подтверждена методами ИК спектроскопии и рентгенофазового анализа. Предложен вероятный ме-ханизм взаимодействия компонентов системы на примере [Мо-БШС] " 2YtjJ$A с подтверждением образования валентной связи иона Мо022+ с кислородом гидроксигруппы и координационной связи с хиноидным кислородом БШС, а ДМ связан ионной связью с анионной составляющей-[Мо-БПК]2". 6. Разработан комплекс новых эффективных методов определения димедрола и папаверина, отличающихся избирательностью и позволяю- у щих с достаточной точностью (Sr=n 10") определять рассматриваемые алкалоиды в присутствии ингредиентов лекарственных препаратов. Разработанные методы апробированы на реальных образцах лекарственных препаратов и внедрены в практику контрольно-аналитической лаборатории Аптечного управления Минздрава Республики Дагестан.
