Книга: Развитие, становление и основные аспекты фармации

При анализе многокомпонентных смесей относительная погрешность определения этими методами возрастает примерно в 2 раза. Сочетание хроматографии с другими методами, в частности использование хроматооптических и хроматоэлектрохимических методов, позволяет выполнять анализ многокомпонентных смесей с относительной погрешностью ±(3—7) %.

Точность биологических методов намного ниже, чем химических и физико-химических. Относительная ошибка биологических определений достигает 20—30 % и даже 50 %. Для повышения точности в ГФ XI введен статистический анализ результатов биологических испытаний.

В то же время относительная ошибка может быть уменьшена за счет увеличения числа параллельных измерений. Однако эти возможности имеют определенный предел. Уменьшать случайную ошибку измерений, увеличивая число опытов, целесообразно до тех пор, пока она станет меньше систематической. Обычно в фармацевтическом анализе выполняют 3—6 параллельных измерений. При статистической обработке результатов определений с целью получения достоверных результатов выполняют не менее семи параллельных измерений.

Общие принципы испытаний подлинности лекарственных веществ. Испытание на подлинность — это подтверждение идентичности анализируемого лекарственного вещества (лекарственной формы), осуществляемое на основе требований ГФ или другой НТД. Испытания выполняют физическими, химическими или физико-химическими методами. Непременное условие объективного испытания подлинности лекарственного вещества — идентификация тех ионов и функциональных групп, входящих в структуру молекул, которые обусловливают фармакологическую активность. С помощью физических и химических констант (удельного N вращения, рН среды, показателя преломления, УФ и ИК спектра) подтверждают и другие свойства молекул, оказывающие фармакологическое влияние. Применяемые в фармацевтическом анализе химические реакции сопровождаются образованием окрашенных соединений, выделением газообразных или нерастворимых в воде соединений. Последние можно идентифицировать по температуре плавления.

Физические методы установления подлинности. Они основаны на выявлении физических свойств путем измерений физических констант лекарственных веществ. Подлинность подтверждают: агрегатное состояние (твердое вещество, жидкость, газ); окраска, запах, форма кристаллов или аморфность вещества; гигроскопичность или степень выветриваемости на воздухе; устойчивость к воздействию света, кислорода воздуха; летучесть, подвижность, воспламеняемость. При этом более объективным является установление различных физических констант: температуры плавления (разложения), темпера- туры затвердевания или кипения, плотности, вязкости, растворимости в воде, кислотах, щелочах, органических растворителях (эфире, хлороформе, ацетоне, бензоле, этиловом и метиловом спиртах, маслах и др.).

Температура плавления является постоянной величиной для индивидуального вещества. Присутствие примесей изменяет эту константу (чаще снижает), что позволяет судить о степени чистоты. Подтвердить индивидуальность исследуемого вещества можно пробой смешанного плавления, так как смесь двух веществ, имеющих одинаковые температуры плавления плавится при одной температуре. Для установления температуры плавления ГФ XI рекомендует капиллярный метод, при этом подразумевается интервал температур, при котором происходит процесс плавления препарата, от появления первых капель жидкости до полного перехода вещества в жидкое состояние. Интервал температур плавления между началом и окончанием плавления не должен превышать 2 "С. Если он выше, то в частной статье должно быть указано, на какую величину. Если переход вещества из твердого состояния в жидкое нечеткий, то вместо интервала температуры плавления устанавливают температуру, при которой происходит только начало или окончание плавления. Для этих исследований используют специальные приборы и методики, например прибор, описанный в ГФ XI, вып. 1, с. 16.

Под температурой затвердевания понимают наиболее высокую, остающуюся в течение короткого времени постоянную температуру, при которой происходит переход вещества из жидкого состояния в твердое. В ГФ XI, вып. 1, с. 20 описано устройство прибора и методика его применения.

Температура кипения, или, точнее, температурные пределы перегонки, — это интервал между начальной и конечной температурой кипения при нормальном давлении 760 мм рт. ст. Температура, при которой в приемник перегнались первые 5 капель жидкости, называют начальной температурой кипения, а температуру, при которой перешло в приемник 95% жидкости, — конечной температурой кипения. В ГФ XI, вып. 1, с. 17 рекомендован прибор для этих целей.

При установлении плотности берут массу вещества определенного объема и устанавливают ее с помощью пикнометра или ареометра (ГФ XI, вып. 1, с. 24—26), строго соблюдая температурный режим. Обычно это достигается термостатированием пикнометра при 20 "С. Определенные интервалы значений плотности подтверждают подлинность этилового спирта, глицерина, масла вазелинового, вазелина, парафина твердого, галогенопроизводных углеводородов (хлор-этила, фторотана, хлороформа), раствора формальдегида, эфира для наркоза, амилнитрита и др. ГФ XI, вып. 1, с. 26 рекомендует устанавливать содержание спирта этилового в его препаратах 95, 90, 70 и 40 %-ной плотности, а в лекарственных формах либо дистилляцией с последующим установлением плотности, либо по температуре кипения водно-спиртовых растворов (в том числе настоек). Дистилляцию осуществляют кипячением определенных количеств спиртоводных смесей (настоек) в колбах, герметически соединенных с приемником. Последний представляет собой мерную колбу вместимостью 50 мл. Собирают 48 мл отгона, доводят его температуру до 20 "С и добавляют водой до метки, после чего устанавливают плотность отгона пикнометром.

Определение спирта (в настойках) по температуре кипения изложено в ГФ XI, вып. 1, с. 27—28, вместе с таблицей, по которой вычисляют концентрацию.

Вязкость (внутреннее трение) подтверждает подлинность жидких лекарственных средств. Различают динамическую (абсолютную), кинематическую, относительную, удельную, приведенную и характеристическую вязкости. Каждая из них имеет свои единицы измерения. Например, для оценки качества жидких препаратов, имеющих вязкую консистенцию (глицерина, вазелина, масел) обычно определяют относительную вязкость. Она представляет собой отношение вязкости исследуемой жидкости к вязкости воды, принятой за единицу. Для измерения кинематической вязкости используют различные модификации вискозиметров типа Оствальда и Уббелоди. Эту вязкость выражают в м2-с~'. Зная плотность исследуемой жидкости, можно затем вычислить динамическую вязкость, которую выражают в Пас. Динамическую вязкость можно также установить с помощью ротационных вискозиметров различной модификации типа «полимер РПЭ-1» или микрореометров серии ВИР. Имеются и другие приборы. Все они должны термостатироваться.

Растворимость согласно ГФ XI может служить ориентировочной характеристикой испытуемого препарата. Наряду с температурой плавления растворимость веществ при постоянных температуре и давлении является одним из параметров, по которому устанавливают подлинность и чистоту практически всех лекарственных веществ. В ГФ XI, вып. 1, с. 176 приняты условные термины, обозначающие растворимость.

Определение растворимости по методике ГФ XI основано на том, что навеску предварительно растертого (в необходимых случаях) препарата вносят в отмеренный объем растворителя и непрерывно перемешивают в течение 10 мин при 20+2 °С. Растворившимся считается препарат, в растворе которого в проходящем свете не видно частиц вещества. Если для растворения препарата требуется более 10 мин, то его относят к числу медленно растворимых. В этом случае смесь с растворителем нагревают на водяной бане до 30 °С и наблюдают полноту растворения после охлаждения до 20 "С и энергично встряхивают в течение 1—2 мин. Показатели растворимости в различных растворителях указываются в частных статьях, в которых оговариваются случаи, когда растворимость подтверждает степень чистоты лекарственного вещества.

Имеется метод фазовой растворимости (ГФ XI, вып. 1, с. 149), который дает возможность осуществить количественную оценку степени чистоты лекарственного вещества путем точных измерений значений растворимости. Метод основан на правиле фаз Гибса, которое устанавливает зависимость между числом фаз и числом компонентов в условиях равновесия. Суть установления фазовой растворимости заключается в последовательном прибавлении увеличивающейся массы препарата к постоянному объему растворителя. Для достижения состояния равновесия смесь длительно встряхивают при постоянной температуре, а затем с помощью диаграмм определяют, является ли испытуемый препарат индивидуальным веществом или смесью. Этот метод можно использовать для качественного и количественного анализов, а также для изучения стабильности и получения очищенных образцов препарата (до степени чистоты 99,5% ). Одно из важных достоинств метода — возможность отличать оптические изомеры и полиморфные варианты лекарственных веществ. Метод применим ко всем видам соединений, которые образуют истинные растворы.

Химические методы установления подлинности. Идентификация неорганических лекарственных веществ —это установление их подлинности, основанное на обнаружении с помощью химических реакций катионов и аминов, входящих в состав их молекул.

Реакции осаждения анионов и катионов используют для обнаружения наибольшего числа катионов и анионов, входящих в состав молекул вещества. Образующиеся нерастворимые в воде вещества могут быть охарактеризованы по окраске, растворимости (в кислотах, щелочах, органических растворителях), способности образовывать растворимые в избытке реактивов комплексные соединения и т. д.

Реакции осаждения используют для идентификации ионов натрия (с цинкураниллацитатом) и ионов калия (с винной кислотой). Ион калия можно также обнаружить, используя в качестве реактива тетрафенилборат натрия. В нейтральной и щелочной среде он образует белый осадок тетрафенилбората калия. Процесс происходит количественно, в том числе в присутствии ионов натрия, лития, ряда анионов. Ион аммония, органические аммониевые основания (включая алкалоиды) образуют осадки в тех же условиях. Соли натрия, растворимые в воде, образуют белый кристаллический осадок с раствором карбоната натрия, а с раствором фосфата натрия — желеобразный осадок фосфата лития. Ион кальция обнаруживают по образованию белого осадка с раствором оксалата аммония. В свою очередь, ион кальция применяют как реактив на обнаружение цитрат-ионов.

По образованию окрашенных или белых осадков сульфидов испытывают подлинность препаратов ртути (черный), цинка (белый), висмута (коричнево-черный), мышьяка (ярко-желтый). Из растворов солей висмута в серной кислоте после добавления йодида выпадает черный осадок, растворимый в избытке реактива с образованием раствора желто-оранжевого цвета. После добавления к образовавшемуся комплексу нескольких объемов воды и нагревания вновь образуется осадок оранжевого цвета.

Реакциями осаждения гидроксидом аммония подтверждают подлинность катионов цинка, меди, серебра. Полученные белые осадки гидроксидов растворяют в избытке раствора аммиака вследствие образования водорастворимых комплексных солей. Подобный метод применяют для идентификации солей ртути, растворы которых с эквимолекулярным количеством йодида калия образуют красный осадок дийодида ртути. Последний в избытке йодида калия превращается в бесцветный раствор комплексной соли. Растворимые соли ртути с раствором гидроксида натрия образуют желтый осадок гидроксида ртути.

Гексацианоферрат калия — реактив на ион железа (синий осадок) и на ион цинка (белый осадок).

Некоторые реакции осаждения применяют для испытания подлинности обоих реагирующих ионов. Так, ион калия используют как реактив на тартрат-ион, а взаимодействие иона бария с сульфат-ионом — для идентификации как катиона, так и аниона. Сульфат бария практически нерастворим в воде, растворах кислот и щелочей. Аналогичную реакцию осаждения с растворами солей бария дают сульфиты. Однако образующийся белый осадок сульфита бария, в отличие от его сульфата, растворяется в разведенной соляной кислоте. Сульфат-ионы можно также обнаружить с помощью раствора ацетата свинца (белый осадок сульфата свинца). Осадок растворим в концентрированной серной кислоте и в растворах едких щелочей (гидроксидов).

Хлориды, бромиды, йодиды обнаруживают, используя в качестве реактива раствор нитрата серебра, а ион серебра — по реакции с хлоридами. При испытании бромидов (гидробромидов) и хлоридов (гидрохлоридов) — нерастворимых и малорастворимых оснований — сначала взбалтывают их с раствором аммиака и фильтруют. Затем фильтрат подкисляют азотной кислотой и выполняют реакцию с раствором нитрата серебра.

Растворы карбонатов при добавлении насыщенного раствора сульфата магния образуют белый осадок. Гидрокарбонаты дают эту реакцию только после кипячения смеси.

Растворы фосфатов, имеющие рН около 7,0, с раствором нитрата серебра образуют желтый осадок. Фосфаты, растворенные в разведенной азотной кислоте, с раствором молибдата аммония образуют желтый кристаллический осадок фосфор-молибдата аммония. Реакцию образования белого осадка фосфата магния-аммония используют для обнаружения катиона магния и фосфат-ионов. Подобную реакцию образования осадка арсената магния-аммония используют для обнаружения арсената йода. В качестве реактива на арсенит- и арсенат-ионы используют раствор ионного серебра (образуется соответственно желтый или шоколадного цвета осадок).

Тиосульфат-ион в этих условиях дает белый осадок, который затем желтеет, буреет и становится черным.

Окислительно-восстановительные реакции. Реакции восстановления металлов из оксидов или солей используют для испытания подлинности препаратов серебра, меди.

Окислительные свойства галогенов (хлора) используют для идентификации бромидов и йодидов и, наоборот, для обнаружения свободного хлора. Выделившийся бром окрашивает хлороформный слой в оранжевый цвет, а йод — в фиолетовый. Для йода специфична реакция с крахмалом (синий цвет).

Соли ионов железа образуют с тиоцианатом аммония окрашенное в красный цвет комплексное соединение — тиоцианат железа, состав которого в зависимости от концентрации реагирующих компонентов колеблется от [Fe (NCS)]2+ до [Fe(NCS)6]3~.

Реакция окисления дифениламина лежит в основе испытаний подлинности нитратов и нитритов. Дифениламин восстанавливает нитраты (нитриты), окисляясь до дифенилбензидина, а затем до хи-ноидного соединения (синий цвет). Нитраты, в отличие от нитритов, не обесцвечивают раствор перманганата калия в разведенной серной кислоте. Обнаружить нитраты можно с помощью нитробензола в присутствии концентрированной серной кислоты. Смесь охлаждают во льду, перемешивают, добавляют воду и раствор гидроксида натрия. После добавления ацетона, встряхивания и разделения слоев в верхней фазе появляется фиолетовое окрашивание, обусловленное образованием псевдонитрокислот в щелочной среде.

Йодиды при нагревании с концентрированной серной кислотой выделяют фиолетовые пары йода. Перманганат-ион обесцвечивается от действия восстановителей [лактаты, пероксид водорода, сульфат железа (II)].

Реакции нейтрализации и разложения анионов. Карбонаты и гидрокарбонаты под действием минеральных кислот образуют газообразный гидроксид углерода.

Соли аммония под действием едких щелочей (гидроксидов) выделяют аммиак, который обнаруживают по запаху или по изменению окраски лакмусовой бумаги.

Сульфаты под действием минеральных кислот разлагаются на воду и диоксид серы, имеющий характерный резкий запах.

Нитриты под действием кислот выделяют оксиды азота (диоксид азота имеет красно-бурую окраску).

Тиосульфат-ион под действием разбавленной соляной кислоты выделяет диоксид серы и мелкодисперсный желтый осадок (сера).

Изменение окраски бесцветного пламени. Соли натрия при внесении в бесцветное пламя горелки окрашивают его в желтый цвет, калия — в фиолетовый, кальция — в кирпично-красный, лития — в карминно-красный. Препараты бора (растворенные в этиловом спирте) горят пламенем, окаймленным зеленым ободком. Зги испытания позволяют обнаруживать указанные элементы в неорганических и элементоорганических лекарственных веществах.

Изменения, происходящие при нагревании и прокаливании препаратов. Йод кристаллический, препараты мышьяка и ртути возгоняются и сублимируются (испытания выполнять под тягой!), цинка оксид при прокаливании желтеет. Висмута нитрат основной разлагается с образованием желтого остатка (оксид висмута) и желто-бурых паров (диоксид азота).

Идентификация элементоорганических лекарственных веществ. Элементный анализ используют для испытания веществ, содержащих в молекуле атомы серы, фосфора, галогенов, мышьяка, висмута, ртути и др. Поскольку атомы этих элементов в данных лекарственных веществах не ионизированы, необходимым условием испытания их подлинности является предварительная минерализация. В результате происходит разрушение органической части молекулы (превращение углерода, водорода и кислорода в диоксид углерода и воду), а атомы серы, фосфора, галогенов, мышьяка, висмута, ртути образуют соответствующие ионы. Последние затем идентифицируют с помощью рассмотренных осадочных реакций на неорганические ионы.

Для обнаружения серы используют две реакции: одна основана на восстановлении серы до сульфид-иона, другая — на окислении до сульфат-иона. Процесс восстановления тиоэфирной и тиокетонной серы из препаратов (норсульфазол, фталозол, этазол, тиофосфамид, тиамин и др.) осуществляют нагреванием с 10%-ным раствором гид-роксида натрия. Образовавшийся сульфид затем обнаруживают реакцией с нитропруссидом натрия (красно-фиолетовое окрашивание), с помощью солей свинца (черное окрашивание) или по выделению сероводорода после добавления кислоты. Этим способом обнаруживают тиоэфирные и тиокетонные связи серы в растительных объектах, аминокислотах, белковых веществах и эфирных маслах.

Серу, содержащуюся в молекулах производных сульфокислот, сульфаниламидных препаратов, метансульфат-ионе, можно обнаружить озолением, окислением (концентрированной азотной кислотой) или сплавлением со смесью нитрата и карбоната калия. Происходит образование сульфат-иона, который обнаруживают реакцией с растворимыми солями бария. Способ, основанный на разрушении органической части молекулы путем спекания, можно использовать и для обнаружения хлора, например в галогенопроизводных алкилуреидов сульфакислот (хлорпропамид). Образовавшиеся сульфат-хлорид-ионы открывают обычными аналитическими реакциями. Аналогичный способ используют для обнаружения кобальта (в цианкобаламине) после спекания с гидросульфитом калия.

Галогены в элементоорганических соединениях можно обнаружить, используя восстановительную минерализацию. Процесс восстановления может быть выполнен как в кислой, так и в щелочной среде с использованием восстановителя цинковой пыли.

Элементный качественный анализ йодсодержащих органических лекарственных веществ производных алифатического, ароматического и гетероциклического рядов осуществляют двумя путями. Либо нагревают Йод-производное в пробирке на пламени горелки, либо воздействуют концентрированной серной кислотой. И в том, и в другом случаях органическая часть молекулы разрушается, а образование молекулярного йода наблюдают по выделению фиолетовых паров или по окраске в фиолетовый цвет хлороформного извлечения (йодоформ). Иногда (ти-реодин) органическую часть молекулы разрушают спеканием со смесью нитрата калия и карбоната натрия. Образовавшийся йодид-ион обнаруживают действием активного хлора, а выделившийся йод извлекают хлороформом (красно-фиолетовое окрашивание).

Фтор и хлор открывают обычными аналитическими реакциями после разрушения органической части молекулы расплавленным металлическим натрием (фторотан). Образовавшиеся фторид-ионы затем обнаруживают по исчезновению красного окрашивания раствора тиоцианата железа (III), а хлорид-ионы — реакцией с раствором нитрата серебра.

Для обнаружения органически связанного фосфора используют методику окисления фосфат-иона. Из окислителей используют смесь концентрированных серной и азотной кислот. Фосфат-ион обнаруживают реакцией осаждения в виде фосфата магния-аммония (белый осадок) или в азотнокислой среде реакцией с молибдатом аммония (желтый осадок).

Способы минерализации висмут-, мышьяк- и ртутьсодержащих элементоорганических веществ можно разделить на три группы: озо-ление (сжигание и прокаливание), минерализация в присутствии окислителей и минерализация в присутствии восстановителей.

Способ озоления пригоден только для соединений висмута, так как мышьяк и ртутьсодержащие соединения при этом возгоняются.

Минерализацию в присутствии окислителей осуществляют смесью концентрированных серной и азотной кислот, а также концентрированной серной кислотой в присутствии пероксида водорода или пер-манганата калия. Оба эти способа пригодны для качественного и количественного анализа органических соединений мышьяка и ртути.

Минерализацию в присутствии восстановителей выполняют, используя смесь концентрированной серной кислоты с сульфитом калия. Такой способ применим для анализа мышьяксодержащих элементоорганических лекарственных веществ.

Качественный анализ ртутьсодержащих лекарственных веществ основан на предварительном превращении в ионогенное состояние ртути нагреванием в растворе соляной кислоты. Затем открывают ион ртути, используя в качестве реактива раствор йодида калия.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23