CC BY
45
Экспресс-анализ суппозиториев методом количественной спектроскопии ЯМР *Н
Р. А. АБРАМОВИЧ, С. А. КОВАЛЕВА, С. В. ГОРЯИНОВ, А. Н. ВОРОБЬЕВ, Г. А. КАЛАБИН
Центр коллективного пользования (научно-образовательный центр) РУДН, Москва
Rapid Analysis of Suppositories by Quantitative !H NMR Spectroscopy
R. A. ABRAMOVICH, S. A. KOVALEVA, S. V. GORYAINOV, A. N. VOROBYEV, G. A. KALABIN Russian People's Friendship University, Moscow
Проведён анализ суппозиториев с микронизированным ибупрофеном и гидрохлоридом арбидола методом количественной спектроскопии ЯМР Щ. Подобраны и оптимизированы условия анализа. На основании полученных результатов могут быгть разработаны экспресс-методики контроля качества суппозиториев с различными действующими компонентами.
Ключевые слова: суппозитории, ЯМР спектроскопия, количественный анализ.
Rapid analysis of suppositories with ibuprofen and arbidol by quantitative Щ NMR spectroscopy was performed. Optimal conditions for the analysis were developed. The results are useful for design of rapid methods for quality control of suppositories with different components
Key words: suppositories, NMR spectroscopy, quantitative analysis.
Введение
Детальное исследование состава суппозиториев как сложных многокомпонентных систем невозможно без использования наиболее информативных физико-химических методов анализа, таких как спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и масс-спектрометрия. Спектроскопия ЯМР — признанный лидер среди инструментальных методов в отношении установления структурных формул, пространственного и электронного строения впервые синтезируемых или выделяемых природных и полусинтетичес-ких органических соединений, особенно их количественного определения [1]. В соответствии с международными протоколами количественная спектроскопия ЯМР официально признана первичным методом количественных измерений и рекомендована для широкого использования для этих целей [2—4], входит в общие и частные статьи Фармакопей Европы, США, Японии и РФ [5]. В соответствии с рекомендациями Государственной Фармакопеи Российской Федерации XII издания, спектроскопия ЯМР является методом установления подлинности лекарственных веществ, определения в них количества посторонних примесей и остаточных растворителей [6].
© Коллектив авторов, 2012
Адрес для корреспонденции:
E-mail: [email protected]
В ЦКП (НОЦ) PУДH разработан способ по-лучєния микронизированной сyбстанции ибу-профена с использованием нанораспылительной сушилки ВйсЫ «Nano Spray Dryer B-90». Доклинические исследования сравнительной биодоступности, проведённые на животньж в лаборатории фармакокинетики ЦКП, показали высокую биодоступность модифицированного микрони-зацией ибупрофена.
Целью настояшего исследования явился экспресс-анализ разработанный суппозиториев, со-держашж в одном случае ибупрофен, в другом — арбидол, методом количественной спектроскопии ЯMP 1Н. При оптимизации условий анализа учитывались рекомендации Государственной Фармакопеи Pоссийской Федерации XII издания и соответствующе статей Европейской фармакопеи б.0 и Фармакопеи США USP 29 [5, б].
Материал и методы
Объектами исследования являлись ректальные суппозитории ибупрофена (обшая масса 0,б г с содержанием лекарственной субстанции микронизированного ибупрофена б0 мг) и арбидола (обшая масса 1,4 г с содержанием лекарственной субстанции гидроxлорида арбидола 50 мг)
Количественные спектры ЯMP получены на спектрометре ECS 400 (JEOL, Япония) с рабочей частотой 400 MTu для протонов, обработка который: проводилась с помошью программы Delta (JEOL), обеспечиваюшей управление прибором, сбор и анализ данный:.
Использованные растворители: CDO3 (обогашение 99,8% D, с содержанием 0,03 v/v% TMC) и трифторуксусная кислота (ХЧ).
Приготовление раствора исследуемого образца суппозитория ибупрофена для регистрации спектра ЯМР ‘Н: один суппозиторий известной массы (0,583 г) растворяли в 2 мл CDCI3. Аликвоту полученного раствора (50 мкл) переносили пипеткой в стандартную ЯМР-ампулу диаметром 5 мм и добавляли 650 мкл растворителя CDCI3. Условия регистрации спектра ЯМР ‘Н: импульсная последовательность WALTZ для устранения сателлитныгх сигналов, обусловленный: спин-спи-новым взаимодействием ‘Н и 13C, ширина развертки 19 м. д., импульс 90° 10 мксек, центр спектра 6 м. д., время регистрации ССИ 1 сек, число накоплений спектра 64, релаксационная задержка 20 сек. Химические сдвиги измерены в м. д. относительно сигнала ТМС (0,0 м. д.) как вторичного эталона.
Приготовление раствора исследуемого образца суппозитория арбидола для регистрации спектра ЯМР ‘Н: один суппозиторий известной массы (1,395 г) растворяли в 1,5 мл триф-торуксусной кислоты. Аликвоту полученного раствора (50 мкл) переносили пипеткой в стандартную ЯМР-ампулу диаметром 5 мм и добавляли 650 мкл растворителя CDCI3. Условия регистрации спектра ЯМР *Н такие же, как и в случае суппозиториев с ибупрофеном.
Результаты и обсуждение
Состав суппозитория ибупрофена известен и содержит 60 мг микронизированного ибупрофена во вспомогательном веществе — твёрдом жире. Подобранный для анализа суппозитория растворитель (хлороформ) обеспечивал полное растворение образца, что позволило в рамках одного эксперимента без использования эталона идентифицировать действующее вещество (ибупрофен, рис. 1), определить количественное содержание лекарственной субстанции и жировой основы. Кроме того, установлена природа и некоторые показатели качества твёрдого жира, а также отсутствие каких-либо органических примесей, кроме диацилглицеридов, с содержанием выше 0,1%.
Идентификация лекарственной субстанции изучаемых суппозиториев ибупрофена сводится к соотнесению сигналов вещества с учётом химических сдвигов и стехиометрических отношений площадей сигналов. Так, спектр ЯМР 'Н ибупрофена в CDCl3 должен содержать следующие сигналы: 0,88 м.д. (6Н, д, J = 6,7 Гц, СН(СН3)2),
1,50 м.д. (3Н, д, J = 7,3 Гц, СНСН3), 1,79—1,90 м.д. (1Н, м, СН(СН3)2),
2,45 м.д. (2Н, д, J = 7,2 Гц, СН2СН(СН3)2), 3,70 м.д. (1Н, кв, J = 7,3 Гц,
СНСН3), 7,10 м.д. (2Н, д, J = 8,2 Гц,
7,22 м.д. (2Н, д, / = 8,2 Гц, Аг-СН), 7,26 (с, остаточный сигнал растворителя), 11,3—11,9 м.д. (1Н, м, СООН). (Обозначения: с-синглет, д-дублет, кв-квартет, м-мультиплет, /-константа спин-спинового взаимодействия). Рассмотрение характеристик спектра ЯМР 1Н анализируемого образца суппозитория ибупрофена (рис. 1) подтверждает строение субстанции.
Проанализирована природа основы суппозитория ибупрофена: твёрдый жир представляет собой смесь гидрированных триацилглицеридов (рис. 1) и диацилглицеридов. Содержание последних — около 1,5%. Подробное отнесение сигналов отдельных групп протонов в спектрах ЯМР 1Н твёрдого жира и основные этапы расчёта характеристик, необходимых для определения их показателей качества, рассмотрены нами ранее [7].
Ниже приведены результаты, полученные при анализе спектра ЯМР 1Н изученного образца суппозитория ибупрофена. Средняя длина цепи молекул триацилглицеридов (п) составила 11.3, из которой достаточно просто рассчитать среднюю молекулярную массу жира (Мг=694). Знание последней и относительного содержания триацилглицеридов и диацилглицеридов позволят определить гидроксильное число (3.53) и число омыления (239.7). При определении интегральных интенсивностей сигналов компонентов исследуемых суппозиториев необходимо учитывать факт перекрывания отдельных сигналов субстанции и основы.
Количественное определение содержания ибупрофена (Ш;) в суппозитории сводится к рас-
Рис. 1. Спектр ЯМР 1Н раствора образца суппозитория ибупрофена в CDCl3. - Стрелкой отмечены сигналы ибупрофена.
СИз *НС1 1 ССЬСЫ-и
Рис. 2. Спектр ЯМР 1Н раствора образца суппозитория арбидола в СйС!3 (увеличен масштаб по оси У).
Стрелкой отмечены некоторые сигналы арбидола.
чёту на основе знания массы суппозитория (ш=0 ,583 г), молекулярной массы ибупрофена (М;=206), средней молекулярной массы жира (Мг=694) и соотношения интегральных интенсивностей сигналов одного протона жира и ибупрофена (пг/п;=2.59):
ш1=ш8/((пг/п1)(Мг/М!)+1) = 0,583/(2,59^(694/206)+1)=0,060 (г) Содержание твердого жира (шг) в одном суппозитории, соответственно:
шг=ш8-ш; = 0,583-0,060=0,523 (г) Аналогичная последовательность действий используется при анализе любых других суппозиториев. Рассмотрим на примере суппозитория арбидола известного состава: 50 мг активного компонента — гидрохлорида арбидола при основе — твёрдый жир. В рассматриваемом случае хлороформ в качестве растворителя не приемлем, поскольку лекарственная субстанция в нём плохо растворима. Для анализа в этом случае наиболее подходящим оказался другой растворитель — трифторуксусная кислота, обеспечившая полное растворение образца и не дающая сигналов в интересующей области (1—10 м.д.) спектра ЯМР 'Н. Добавление к аликвоте (50 мкл) полученного раствора хлороформа (650 мкл) не приводит к выпадению субстанции в осадок.
Идентификация лекарственной субстанции суппозитория арбидола основана на соотнесении его сигналов с учётом химических сдвигов и сте-
хиометрических отношений площадей сигналов. Так, спектр ЯМР 1Н гидрохлорида арбидола в смеси растворителей дейтерированный хлороформ-трифторук-сусная кислота (13:1) должен содержать следующие сигналы: 1,35 м.д. (3Н, т, / = 7,1 Гц, ОСН2СН3), 3,01 м.д. (6Н, с, М(СН3)2), 3,56 м.д. (3Н, с, М-СН3), 4,25 м.д. (2Н, кв, / = 7,1 Гц, ОСН2СН3), 4,53 м.д.
(2Н, с, СН28), 4,68 м.д. (2Н, с, СН2М), 7,26 (с, остаточный сигнал растворителя — хлороформа), 7,29—7,35 м.д. (5Н, м, С6Н5), 7,64 м.д. (1Н, с, 7-СН), 8,66 м.д. (1Н, уш.с, МН), 10,86 (с, сигнал растворителя — три-фторуксусной кислоты). Рассмотрение характеристик спектра ЯМР 1Н анализируемого образца суппозитория арбидола (рис. 2) подтверждает строение субстанции.
Основа суппозитория арбидола представляет собой смесь гидрированных триацилглицеридов с небольшим содержанием диацилглицеридов. Анализ данных спектра ЯМР 1Н суппозитория арбидола (см. рис. 2) позволяет определить среднюю длину цепи молекул триацилглицеридов (и, составляет 11,4), среднюю молекулярную массу жира (Мг=694), отношение интегральных интенсивностей сигналов протонов жира и арбидола (пг/па=19.9), гидроксильное число — 3,53 и число омыления — 237,3.
Количественное определение компонентов суппозитория арбидола осуществляется аналогично описанному выше примеру с ибупрофеном.
Содержание гидрохлорида арбидола (ша) в одном суппозитории рассчитывается по формуле:
Ша=Ш8/((П1/Па)(Мг/Ма)+1)
Содержание жира (шг) в одном суппозитории:
Шг=Ш8-Ша
Поскольку молярная масса гидрохлорида арбидола Ма=514, а масса суппозитория ш8=1.395 г, получаем:
ш=1,395/(19,9 (694/514)+1)=0,050 (г) шг=1,395—0,050=1,345 (г)
Сходимость результатов при проведении параллельных измерений для одного образца составила 1% для ибупрофена и 2% для арбидола. Воспроизводимость результатов при использовании
отдельных частей одного спектра и проведении независимых измерений трёх образцов составила 2% для ибупрофена и 3% для арбидола.
Отсутствие взаимодействия изученных субстанций с твёрдыми жирами было доказано с помощью спектроскопии ЯМР путём сравнения положения и относительных интенсивностей сигналов в спектрах ЯМР !Н субстанций в чистом виде и в суппозитории.
Заключение
Подобраны оптимальные условия проведения анализа суппозиториев с микронизирован-ным ибупрофеном и гидрохлоридом арбидола методом количественной спектроскопии ЯМР !Н. Затраты времени на анализ зависят от массового соотношения «субстанция—основа» и со-
ЛИТЕРАТУРА
1. Калабин Г. А., Каницкая Л. В., Кушнарев Д. Ф. Количественная спектроскопия ЯМР природного органического сырья и продуктов его переработки. М.: Химия, 2000; 408.
2. King B. Metrology in chemistry: Part II. Future requirements in Europe. Accredit Qual Assur 2000; 5: 266—271, 429—436.
3. Bharti S. K, Roy R. Quantitative 1H NMR spectroscopy. Trends in Analytical Chemistry 2012; in press.
4. Holzgrabe U. Quantitative NMR spectroscopy in pharmaceutical applications. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 2010; 57: 229—240.
ставляют, как правило, не более 30 минут даже в случае массовой доли субстанции около 1%. Полученные результаты показывают возможности метода количественной спектроскопии ЯМР при идентификации и количественном определении компонентов в суппозиториях, на основании которых могут быть разработаны экспресс-методики контроля качества готовых лекарственных форм — суппозиториев с различными действующими компонентами.
Работа выполнена на оборудовании ЦКП (НОЦ) РУДН при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках государственного контракта № 16.552.12.7002 по мероприятию 5.2.
5. Фармакопея США: ИБР 29: Национальный формуляр: КБ 24: сборник стандартов. Пер. с англ. Арзамасцев А. П., Бахтина С. М.. Дорофеев В. Л. Издательство «ГЭОТАР-Медиа», 2009; том 1: 1720.
6. Государственная фармакопея Российской Федерации, XII издание, часть 1. Издательство «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008; 73—78.
7. Абрамович Р. А., Горяйнов С. Воробьев А. Н., Калабин Г. А. Возможности спектроскопии ЯМР *Н в определении показателей качества твёрдых жиров — основы суппозиториев. Вопр биол мед фарм хим 2012, в печати.
