Что представляют собой инфракрасные спектры поглощения и их применение для идентификации лекарственных веществ?

 

Оценка инфракрасных спектров поглощения является более сложной, чем ультрафиолетовых, вследствие большого числа полос, что в то же время составляет основу идентификации вещества (рис. 26).

 

{mosimage}

 

Для интерпретации спектров обычно используют имеющиеся данные о связи между инфракрасными полосами поглощения и структурными элементами молекул. Такие данные сводятся, как правило, в виде корреляционных таблиц-диаграмм.

В области от 2,5 до 6,5 ц с помощью таблиц по сильному и среднему поглощению можно с определенной точностью идентифицировать определенную функциональную группу. Инфракрасные полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям С - Н, находятся в области 3,3 ц; для алифатических соединений характерные полосы лежат от 3,3 до 3,7 |д; для ароматических веществ - от 3,2 до 3,3 |д,. Свободная гидроксильная группа будет иметь слабую, ,но четко выраженную полосу при 2,75 ц, водородная связь значительно увеличит ее интенсивность и вызовет смещение полости до 2,85 или до 3,0 ц.

Наличие полос валентных колебаний =С - Н при 3,3 ц. и колебаний в области от 6,1 до 6,25 ц указывает на присутствие вещества, имеющего структуру ароматического типа. Положение полос поглощения определенной функциональной группы не является постоянным в применении к разным молекулам вследствие влияния соседних атомов и групп. Например, положение карбонила, С = 0, при 5,75-5,8 μ характерно для альдегидов и кетонов; при 6,0 - 6,1 μ - для кислот; при 5,75 - 5,85 μ -для эфиров; ангидриды имеют две полосы поглощения: при 4,9 - 5,05 μ и при 5,60 - 5,75 μ.

Ниже 6,25 μ, однако, соотношение между характерными частотами диаграммы и наблюдаемыми при опыте частотами не соблюдается, так как в этой области проявляются характеристики не отдельных функциональных групп, а всей молекулы. Это явление объясняется частично тем, что здесь существует много полос для большинства молекул и что нет простого способа установления соответствия 'полос поглощения определенным колебаниям и положение полос в большей мере подвергается непредусмотренным изменениям. Прежде всего зависимость характера спектра поглощения от строения определенной молекулы может быть связана с фактом, что существуют многие колебания, имеющие приблизительно одинаковую частоту, и что эти колебания взаимодействуют друг с другом.

Область от 8 до 15 μ носит иногда название области «отпечатков пальцев» (finger print), так как именно эта часть спектра обусловливает уникальность спектра отдельного вещества. Для более детального изучения зависимости между строением вещества и инфракрасными спектрами поглощения рекомендуем специальную литературу. В частности, вышедшее на русском языке второе издание монографии Л. Беллами «Инфракрасные спектры сложных молекул» содержит обзор систематизированных справочных данных об особенностях спектров (характеристических и групповых частотах) различных классов органических соединений, а также многих неорганических соединений.

Существует несколько возможностей описания фармакопейных испытаний на подлинность посредством инфракрасных спектрофотометрических измерений.

Прежде всего это издание сборников инфракрасных спектров для веществ, включенных в фармакопею, с тем, чтобы впоследствии эти спектры использовались для сравнения с соответствующим спектром исследуемого вещества. Коллекции инфракрасных спектров постоянно публикуются и расширяются. Описаны спектры стандартных веществ, включенных в Фармакопею США XVI.

Другую возможность представляет указание длин волн, при которых наблюдаются полосы поглощения, и выражение их интенсивности как сильной, средней, слабой и переменной.

Инфракрасные спектры, являясь уникальным средством идентификации вещества, в то же время, как было показано выше, подвержены влиянию многих факторов. Спектры могут быть разными у двух различных спектроскопистов. Качество растворителей, условия приготовления образца для анализа, кристаллические формы вещества составляют краткий перечень факторов, влияющих на спектр. В связи с этим в фармакопейном анализе основным правилом для инфракрасной идентификации является получение спектра стандартного вещества в то же время и при тех же условиях, что и спектр образца, с последующим сравнением двух спектров.

Британская фармакопея 1968 г. и Международная фармакопея Второго издания описывают определение инфракрасного поглощения для установления подлинности стероидов, гликозидов и полусинтетических пенициллинов. В разделе общих методов анализа излагаются методики измерений в виде взвеси и в виде дисперсии со щелочным галоидом.

В Государственную фармакопею X издания впервые включена инфракрасная спектрофотометрия для анализа натриевых солей метициллина и оксациллина и фторотана (галотана).

Инфракрасный спектр препарата имеет те же максимумы поглощения, что и стандартный образец натриевой соли метициллина (Метициллина натриевая соль, ГФХ).

Идентификация органических оснований по инфракрасному спектру в растворе сероуглерода является общим методом Фармакопеи США XVII.

Растворяют 50 мг вещества в 25 мл воды или взбалтывают эквивалентное количество порошка таблеток или содержимого капсул с 25 мл 0,01 н. соляной кислоты в течение 10 минут. Переносят жидкость в делительную воронку, фильтруя, если необходимо, и промывая фильтр и остаток небольшими порциями воды. Во второй делительной воронке растворяют 50 мг стандарта в 25 мл воды. Затем каждый раствор обрабатывают следующим образом: прибавляют 2 мл 10% раствора едкого натра и 4 мл сероуглерода и встряхивают в течение 2 минут. Центрифугируют, если необходимо сделать прозрачной нижнюю фазу, и фильтруют ее через сухой фильтр, собирая фильтрат в небольшую колбу с притертой пробкой. Определяют спектры поглощения обоих отфильтрованных растворов без задержки, в кювете 1 мм в области от 7 до 15 Ц в подходящем спектрофотометре, применяя в качестве контрольного раствора сероуглерод. Спектр раствора, полученный из образца, имеет все важнейшие полосы поглощения, что и раствор стандарта. Если спектр образца имеет полосы, отличающиеся от стандарта, образец может быть подвергнут очистке и опыт повторен.

Для остальных веществ в Фармакопее США XVII описывается определение с дисперсией препарата в бромиде калия.

26.05.2015