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IR-Spektroskopische Gehalts- Reinheits- und StabilittsprUfung von Chloramphenicol. 4. Mitt. Uber infrarotspektroskopische Untersuchung von Arzneistoffen

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Archiv der Pharrnazie
305. Band
Dezember 1972
Heft 12
F. Moll und M. Wertz
IR-SpektroskopischeGehalts-, Reinheits- und Stabilitiitspriifungvon
Chloramphenicol
4. Mitt.uber infrarotspektroskopie Untersuchung von Anneistoffen
Aus dem Pharmazeutischen Institut der Universitit Tubingen
(Eingegangen am 2. Dezember 1971)
Die Kohlenstoff-Halogen-Valenzschwingungenin Chloramphenicol und Dichloressigsiiure werden
zugeordnet. Spezifische infrarotspektroskopischeMethoden zur Gehalts-, Reinheits- und Stabilitiitsbestimmung von Chloramphenicol-Reinsubstanz,Estern und Applikationsformen werden beschrieben.
Infrared Spectmacopic Assay, Purity and Stability Contml of Chloramphenicol
The carbon halogen stretching vibrations in chloramphenicol and dichloroacetic acid are assigned.
Infrared spectrometric methods for the specific assay, purity and stability control of Chloramphenicol pure substance, ester and dosage forms are described.
Chloramphenicol ist bald nach seiner Entdeckung im Jahre 1947 in die Arzneibucher
aufgenommen worden. Die Arzneibuch-Priifungenauf Reinheit und Gehalt werden
potentiometrisch, titrimetrisch und W-spektrometrisch durchgefuhrt. Die Moghchkeiten und eventuellen Vorteile einer IR-spektroskopischen Bestimmung von Reinheit, Gehalt und Stabilitat ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Untersuchungen. Grundlage dafk war die Ermittlung gruppenspezifischer Banden in den
IRSpektren des Chloramphenicols und seiner Zersetzungsprodukte.
1. CruppenspezifischeBanden im IR-Spektrum des Chloramphenicols
Die hohe Spezifitat der IR-Spektroskopie kommt analytisch dann voll zur Geltung,
wenn Banden ausgewertet werden, deren Zuordnung zu charakteristischen Gruppen
des untersuchten Molekiils gesichert ist. Fur die IR-Spektroskopie geeignete charakteristische Gruppierungen des Chloramphenicol-Molekiils sind die CClz- und die CONHGruppe. Die CONH-Gruppe l a t sich auf Grund ihres alleinigen Auftretens im entsprechenden Erwartungsbereich sicher bei 1688 cm-l (KBr) direkt zuordnen. Die
schwierigere Zuordnung der Halogenschwingungsfrequenzengelang uns durch An-
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Moll und Wertz
Arch. Pharmaz.
wendung einer Verschiebungsmethode') und durch AusschluS (Abb. 1): Die asymmetrische CC12-Valenzschwingung ist einer Bande bei 810 cm-' (KBr), die symmetrische CC12-Valenzschwingungist einer Bande bei 680 cm-' (KBr) zuzuordnen.
'' I/
~
J
9W
-
BOO
Abb. 1: IR-Spektren von a) Chloramphenicol (KBr),
b) Dichloressigsiure (Cyclohexan), c) Dichloressigsiure
(Acetonitrill.
.. d)
. Azidamfenicol (KBr).
.
,
700
600
5 [ern"]
Alle drei Banden (KO, KC12asym, vCC12sym) sind im Prinzip zu Cehaltsbestimmungen geeignet. Der asymetrischen CClz -Valenzschwingung bei 810 cm-* ist jedoch
der Vorzug zu geben, weil sie ausgepragte Symmetrie und starkere Intensitat vereint.
Eine auf der Auswertung dieser Bande aufbauende Gehaltsbestimmung ist dann vollig
spezifisch, wenn sich aus der vorausgehenden Priifung eines Atherextrakts das Fehlen
1 Einzelheiten in der Dissertation M. Wertz, 'Ilibingen 1972
879
IR-Spekmskopie yon Chloramphenicol
305 f 72
einer Bande bei 1745 cm-1 in KBr (1770 cm-l in Acetonitril) und damit die Abwesenheit des Hydrolysenprodukts2) Dichloressigsiiure(vCC12asym 810 cm-l) ergibt.
2. I f m m tspektmskopische B e & n m m g des Chloramphenicol-Gehalts
Die Gehaltsbestimmungen von Chloramphenicol-Reinsubstanz,-Praparaten und -Estern
wurde sowohl durch Auswertung der 8 10 cm- -Bande als auch der 1710 cm- -Bande
anhand der fur die jeweiligen Losungsmittel geltenden Eichkurven durchgefuhrt.
a) Chloramphenicol-Reinsubstanz:
Die Erfassungsgrenzen bei der quantitativen IR-spektrodcopischen Bestimmung in Acetonitril ergeben sich aus der folgenden Tabelle.
Tabelle 1: Erfassungsgrenzen bei der quantitativen IR-spektroskopischen Bestimrnung von Chloramphenicol
Ausgewertete Ban&
1710 cm-l
810 an-l
Schichtdicke [mm]
0,lO
0,40
1,02
Erfassungsgrenzen
LO - 100
1,7 - 25
187
- 20
0,lO
5,5 - 70
b d 4
Fiir die Zuverlassigkeit der Bestimmung gdt folgendes Beispiel: Bei 8 Einzelbestimmun-
gen wuxde als Mittelwert 99,7 % des deklarierten Wertes (22,9 mg) mit einer relativen
Standardabweichung Srel% = 2,7 % (s = f 0,6 mg) gefunden.
*
b) Chloramphenicol-Praparate:
Bei Spezialitaten in Kapselform, die neben Chloramphenicol Vitamine des BKomplexes enthalten, 2.B. Paraxin 500 S@ und Campiol SO@, eignet sich f i r die Bestimmung ausschliefilich die 8 10 cm-l-Bande. Die Erfassungsgrenzen sind mit den
in Tab. 1 angegebenen praktisch identisch. Die Mittelwerte von jeweils 8 Bestimmungen betrugen bei Praparat I 98,8 %, bei Praparat I1 99,2 % des deklarierten Wertes,
die relativen Standardabweichungen waren f 1,4 % und f 1,9 %.
c) Chloramphenicol-Ester:
Bei den Gehaltsbestimmungen der Chloramphenicol-Ester wurde die 8 10 cm-I -Bande
in Acetonitril ausgewertet. Bei Chloramphenicol-monosuccinat-Natrium
lagen die
-
2 M.C. Rebstock, H.M.Crdoks, J. Controulis und Q.R. Bartz, J. h e r . chem. SOC.71,2458
(1949).
880
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Arch. Pharmaz.
Erfassungsgrenzen (Kiivettenschichtdicke d = 0,lO mm) bei 4,O - 70 mg/ml; 8 Bestimmungen ergaben als Mittelwert 98,l % des deklarierten Wertes mit %el= f 3,1 %.
Bei Chloramphenicolpalmitat lagen die Erfassungsgrenzen bei 8,5 - 75 mg/ml;
8 Bestimmungen ergaben als Mittelwert 97,6% des deklarierten Wertes mit srel =
f 3,6%.
d) Vergleich der IR-spektroskopischen Gehaltsbestimmung mit quantitativen Bestimmungen der Arzneibucher
Im 3.Nachtr. DAB 6 erfolgte die Gehaltsbestimmung durch Ermittlung des organisch gebundenen
Chlors nach alkalischer Hydrolyse; die rote Farbe der dabei entstehenden Amverbindungen3
macht den Umschlag bei der Titration schwer erkennbar. - Im DAB 7 erfolgt die Gehaltsbe
stimmung UV-spektrometrisch; ausgewertet wird die auf den p-Nitrophenylrest zuriickgehende
Absorption bei 278 nm. Die Methode e r f d t daher auch das unwirksame durch Hydrolyse gebildete 2-Amino-l~4-nitrophenyl)-propan-l,3diol.
Die BP 68 bestimmt den Gehalt ebenfalls
W-spektrometrisch. - Die USP XVIII verweist auf Riifbestimmungen der FDA (mikrobiologische
und UV-spektrometrische Bestimmung).
Das Ergebnis unseres Vergleichs der DAB 6-, DAB 7- und der IR-Methode bei Chloramphenicol-Reinsubstanz zeigt Tab. 2; bei Chloramphenicol-Raparaten betrugen die
gefundenen Mittelwerte nach DAB 6 92,9%, nach DAB 7 95,6und mit der IRMethode 98.8 % des deklarierten Wertes.
Tabelle 2: Zuverlassigkeit verschiedener Methoden zur Chloramphenicol-Gehaltsbestimmung.
Methode
Mittelwert
X
als % deklar. Wert
~
~~
DAB 6
94,O %
DAB 7
99,6 %
*6,6 %
+0,3 %
IR
99,7%
f 2,7 %
3. IR-SpektroskopischeR einheitspriifung
Bei der hydrolytischen Zersetzung von Chloramphenicol entstehen Dichloressigaure
und 1(p-Nitrophenyl)-2-amino-1,3-propandiol;
eine oxidative Zersetzung des Aminodiols in p-Nitrobenzaldehyd, Ameisensaure, Formaldehyd und Ammoniak schhefit
sich an4). Von Bedeutung ist diese Zersetzung insbesondere bei wdrigen Chloramphenicol-Zubereitungen ,z .B. Chlor amphenicol-Kindersiiften.
3 J. Knabe und R. Kauter, Arch. Pharmaz. 296, 190 (1963).
4 R. Saba, D. Monier und F.R. Khalil, Pharmac. Acta Helvetiae 42. 335 (1967).
30.5172
88 1
IR-Spektroskopie von Chloromphenicol
a) IR-Spektroskopische Priifung auf Dichloressigsaure
Zur Bestimmung der bei der hydrolytischen Zersetzung entstehenden Dichloressigdure
haben wir deren Carbonyl-Bande bei 1740 cm-l herangezogen. Bei einer Schichtdicke
d = 0,4 mm konnten wir schonDichloressigdurekonzentrationen ab 0,4 mg/ml Schwefelkohlenstoff ermitteln; bei einer Konzentration der auf Reinheit zu priifenden Substanz von 500 mg/ml kann ein Dichloressigsiiure-Gehaltvon 0,2 %, bei 1000 mg/ml
konnen sogar 0,l % erfaBt werden. Ausgewertet wurden jeweils CS, Usungen von
At herextraktriickst&nden.
I
r
Abb. 2: IR-Spektren von a) reinem
Chloramphenicol und von b) Chloramphenid, das 10 % Dichloressigsiure
enthgt.
1500
2000
c-ij
[cm-']
b) Vergleich mit der Reinheitspriifung nach DAB 7
Das DAB 7 fordert, dai3 der pH-Wert einer wai3rigen Suspension von 0,50 g Substanz
zu 5,O ml mischen 5 und 7 liegt. Wir fanden, daO das Ergebnis dieser Priifung stark
von der Qualitat des zur Lbsung verwendeten Wassers abhangt. Bei der Reinheitspriifung nach DAB 7 zeigte die b s u n g einer sonst einwandfreien ChloramphenicolSubstanz in demineralisiertem Wasser (pH 5,7) einen pH-Wert von 4,7. Mit kohlendurefreiem bidestillierten Wasser ergab sich ein pH-Wert von 5,75;erst bei einer Hydrolyse, die der Bildung von 0,2 % Dichloressigsaure entsprach, wird mit pH 5 der Grenzwert des DAB 7 erreicht und schliefilich, bei 10 % zerstorter Substanz, pH 3,28 gemessen.
Der Vergleich ergibt: Wihrend IR-spektrometrisch iiber Zersetzungen, die zu 0,2
- 1 % Dichloressigdure gefuhrt haben, noch sichere Aussagen gemacht werden konnen,
ist dies durch Grenzwertbestimmung mit der Glaselektrode nach DAB 7 nicht zuverlassig moglich.
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Arch. Pharmaz.
4. IR-Spektroskopische Stabilitatsprifing
Durch Auswertung der KC12asymBande bei 810 cm-' des Xtherextraktes einer
Chloramphenicol-haltigen Untersuchungssubstanz kann der Dichloressigsiure-Ghalt
und damit Wirkstoff-Verlust und Stabilitat von Chloramphenicol-Lasungenkontrolliert werden. Die Carbonylbande eignet sich nicht zur Auswertung, da die Chloramphenicol-Spezialitatenhiiufig B-Vitamine in Form organischer Sauren enthalten.
Von besonderem Interesse ist der Wirkstoffverlust wariger Chloramphenicol-Zubereitungen5),wie z.B. Paraxin@-oder Leukomycin@-Trockensft. Bei einem 24 Tage
bei Raumtemperatur aufbewahrten zubereiteten Trockensaft wurde ein Wirkstoffverlust von 5,4 % gefunden. In keiner der in Tab. 3 angegebenen Wassersorten gelang es uns, die vom Hersteller garantierte vierwochige Haltbarkeit zu belegen.
Tabelle 3: Haltbarkeit wsriger Chloramphenicol-Zubereitungen
Trockensaft gelost
mit
Wirkstoffverlust
nach 24 Tagen, 20'
Dest. Wasser
4,8 %
Leitungswasser
Tibingen (Gr.D.H.35)
5,3 k
Wasser pH 7,8
8,3 %
Wasser pH 6,2
5,4 %
Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir fiir die Forderung dieser Untersuchungen, den
Firmen Buyer, Leverkusen, und Parke-Dovis, Munchen, fur die fherlassung von ChloramphenicolReinsubstam und Chloramphenicol-Priparaten.
Beschreibung der Vemche
Cerufe: Die Untersuchungen wurden mit den IR-Spektrometern Beckman IR-4 (KBr-Optik) und
IR-8 (Gitter) durchgeflihrt. Kiivetten der Schichtdicken 0,10, 0,40 und 1,02 mm. Mit CS2 als
Liisungsmittel wurde kompensiert gemessen. - Die UV-spektrometrischen Bestimmungen wurden mit dem Beckman-DB-Spektralphotometerdurchgefihrt.
IR-Spek trometrische Cehaltsbestimmu ng von Chloramphenicol-Reinsubstanz.
Es wurden 50 - 100 mg der zu untersuchenden Substanz genau gewogen und mit Acetonitril
in einem MeDkolbchen zu 2,O ml gebst. Die so erhaltene Ltisung ist mdfertig f& die IR-Spektrometrie. Die der Eichkurve entnommenen mg-Werte sind mit 2 zu multiprnieren, um die in
der Untersuchungsmenge enthal tene Chloramphenicol-Menge zu erhalten.
5 Vgl. M. Sahli, H. Ziegler und M. Oesch, Pharmaz. Ztg. 110, 1542 (1965).
883
IR-Spektroskopie von Chloramphenicol
305 f 72
---I
1.0
Abb. 3: Eichkurve zur IR-spektrometrischen
Gehaltsbestimmung von Chloramphenicol,
aufgestellt nach der Baisislinien-Methode
(810 cm-')
0.5
2
5
10
15
c[mglmll
20
25
Tabelle 4: Zuverlassigkeit der IR-spektrometrischen Gehaltsbestimmung von ChloramphenicolReinsubstanz. (Einwaage 22,9 mg, Auswertung der 810 cm-'-Bande in Acetonitril)
Bestimmung
E
0,100
0,095
0,105
0,096
0,091
0,100
0,099
0,101
-
X
S
%el
Gefundener Gehalt
mg
%
23,O
22,o
240
22,25
22,s
23,O
22,75
23,25
22,84
* 0,63 mg
* 2,74%
100,4
96,2
104,8
91,2
98,2
100,4
99,l
101,s
99,13 %
IR-Spektrometrische Gehaltsbestimmung von ChloramphenicoEZubungen
Zu der Zubereitung (1 Kapsel oder 1 Dragee zu 5 0 0 mg) werden in einem Becherglas ungefar
10 mi Acetonitril gegeben. Die Zubereitung wird mit einem geeigneten Glasstab ion Becherglas
zerkleinert und unter Riihren 10 Min. eluiert. Das Eluat wird filtriert, in ein gaduiertes MeOkOlb
chen gegeben und auf 25,O ml aufgefiillt, indem man Glas, Glasstab und Fllter mit Usungsmittel
spiilt. Die der Eichkurve entnommene mg-Zahl ist mit dem Faktor 25 zu multiplizieren.
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Moll und Wertz
Arch. Pharmaz.
Tabelle 5: Zuverlassigkeit der IR-spektrometrischen Gehaltsbestimmung von Chloramphenicolpraparaten.
Bestimmung
Priiparat I
gefunden
%
mg
Prtiparat I1
gefunden
mg
%
1
495
99
491,5
99,5
2
490
98
495
99
3
492,5
98,s
492,5
98,s
4
491,5
99,5
481
96.2
5
496
99,2
506
101.2
99,2
6
4863
91,3
496
7
508,5
101,7
489
97,8
8
487,5
973
511
102,2
X
494,l
98,8%
496
S
f7mg
f9,4mg
*1,4%
*1,9%
%el
99,2 %
Tabe-Ue 6: Zuverkssigkeit der UV-spektrometrischen Bestimmung (DAB 7) und der Bestimmung
nach 3. Nachtr. DAB 6 von Chloramphenicol-Reinsubstanz.
DAB 7 - Methode
(Einwaage 100,4 mg)
Bestimmung
3. Nachtr. DAB 6 - Methode
(Einwaage 110.0 mg)
gefunden
gefunden
mg
%
1
100,l
99,7
mg
101,5
%
92,3
2
99,7
99,3
112,4
102,2
3
99,7
99,3
101,3
92,1
4
100,l
99,7
100,3
91.2
5
100,l
99,7
116.1
105,6
6
100,2
99,8
98,l
89,2
7
100,4
100.0
100,l
91,0
8
993
99,4
97,9
89,0
X
100.1
S
f 0,26
99,6 %
103,4
94,01%
f6,85 mg
mg
f0,3 %
f6.6 %
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885
IR-Spektroskopie von Chloramphenicol
IR-Spektromettische Gehaltsbestimmung von Chloramphenicol-Estern
Ungef&r 50 mg des zu untersuchenden Esters, genau gewogen, werden in einem MeDkolbchen
zu 2,O ml Acetonitril gelost. Die Liisung ist me5fertig. Die der Eichkurve entnommene mg-Zahl
ist mit dem Faktor 2 zu multiplizieren.
IR-Spektromettische ReinheitspMfung von Chloramphenicol
Ungefiihr 500 mg der fein gepulverten Substanz, genau gewogen, werden mit 3 ma1 10 ml bither
ausgeschiittelt. Die atherische Losung wird iiber CaClz getrocknet und der Ather i. Vak. abdestilliert. Der Ruckstand wird in 1 ml CS2 aufgenommen, indem man Kolben und Filter mehrere Male
mit kleinen Anteilen an CS2 spiilt. Man ermittelt die Menge an Dichloressigsiiure mit Hilfe einer
vorher aufgestellten Eichkurve.
m
CI,CHCOOH I m g l m l l
-
Abb. 4: Eichkurve fur die DichloressigsiureBestimmung in CS2 bei 1740 cm-'
1 2
IPh13)51
L
6
'/oCI?CHCOOH
8
10
Abb. 5: Reinheitspriifung von Chloramphenicollosungen nach DAB 7
Durchfiihmng der Rebrheirspnifing von Chloramphenicol nach DAB 7
Der pH-Wert einer warigen Suspension von 0,50 g Substanz zu 5,0 ml wurde nach Ziffer 36, DAB 7
mit der Glaselektrode bestimmt. Zur Eichung der Elektrode dienten Pufferlosungen vom pH 4,O
und 7,O. Verwendet wurden ein Metrohm-pH-Meter E 350 B und eine Metrohm-Glaselektrode
EA 120 X.
IR-Spektrometrische Stabilitatspnifung von wassrigen Chloramphenicol-Zubereitungen
Untersucht wurden jeweils 6 g zubereitetes Granulat (entspr. 300 mg Chloramphenicol). Es wurde
wie bei der Reinheitspriifung verfahren. Jedoch ist von einer sofortigen Extraktion einer waDrigen
Chloramphenicol-Zubereitung (Suspension) abzuraten, da sich infolge der eventuell zugesetzten
Emulgatoren keine Trennschicht zwischen waDriger und atherischer Phase ausbildet. Man dampft
deshalb die Suspension bei Raumtemperatur i. Vak. bis fast zur T r o c h e ein und fuhrt dann die
Atherextraktion und IR-spektrometrische Messung wie bei der Reinheitspriifung durch.
Anschrift: Doz. Dr. F. Moll, 74 'Aibingen, Wilhelmstr. 27
[Ph 1331
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