| Published: 

От лесна работа до оценка на мощността: TGA-FT-IR измерване на диклофенак натрий

Въведение

Диклофенак е противовъзпалително лекарство с аналгетични и антипиретични свойства. Консумацията му може да доведе до стомашно-чревни оплаквания, както и до главоболие или повишено кръвно налягане. Тежки нежелани реакции могат да възникнат, ако това лекарство се приема продължително време. В лекарствата диклофенак се предлага под формата например на натриева или калиева сол. [2] Разграждането на натриевия диклофенак беше изследвано чрез TGA, съчетано с FT-IR, и ще бъде разгледано по-долу.

1) Химична формула на диклофенак натрий [1]

Резултати от тестовете

11.в тигел от алуминиев оксид се приготвят 12 mg диклофенак натрий и се поставят в TG 209 F1 Libra® . Пробата е нагрята до 600 °С с контролирана скорост от 10 K/min в атмосфера на динамичен азот (40 ml/min). Газовете, отделяни по време на нагряването, се впръскват директно в FT-IR спектрометъра чрез съединението PERSEUS®.

TGA кривата на диклофенак натрий по време на нагряване до 600°C е представена на фигура 2. Разграждането на пробата започва при 281°C (екстраполирано начало на TGA кривата) и води до първоначална загуба на маса от 48% между стайна температура и 425°C. От минимумите в DTG кривата може да се заключи, че процесът протича на различни последователни стъпки (301°C, 311°C и 342°C). Деградацията продължава до края на измерването с още една загуба на маса от 6 % между 425°C и 600°C.

За да се разбере по-добре механизмът на разграждане, газовете, отделяни по време на нагряването, бяха анализирани чрез FT-IR. Триизмерната графика на фигура 3 показва загубата на маса (червена крива), както и FT-IR спектрите на газовете, отделени по време на нагряването (триизмерно представяне).

2) Промени в масата на диклофенак натрий при нагряване в азот
3) TGA крива и FT-IR спектри при нагряване на диклофенак натрий до 600 °С

Спектрите на газовете, отделени при 301°C, 311°C и 343°C, са представени на фигури 4 и 5. Ясно се вижда, че тези три спектъра се различават само по интензитета на лентите или по-скоро по концентрацията на отделените продукти: В началото на разграждането се наблюдава непрекъснато нарастване (синя и червена крива), след което настъпва спад (черна крива). Единственото изключение от това са ивиците между 2300 и 2400 cm-1, които показват освобождаване наCO2 при 343 °C (вж. фигура 6).

4) FT-IR спектри на продуктите, освободени при 301°C (синя крива), 311°C (червена крива) и 343°C (черна крива)
5) Увеличаване между 1850 и 650 cm-1 на FT-IR спектрите на продуктите, освободени при 301°C (синя крива), 311°C (червена крива) и 343°C (черна крива).
6) FT-IR спектър на продуктите, освободени при 343°C (черна крива), в сравнение с FT-IR спектъра на CO2 от базата данни на EPA_NIST (зелена крива)

Спектърът на продуктите, освободени при 311°C (червените криви на фигури 4 и 5), е представен на фигура 7. Ивиците над 3000 cm-1 са резултат от вибрациите на разтягане на =C-H. Ивицата при 1761 cm-1 е типична за връзките C=O, докато ивицата при 1462 cm-1 показва наличието на -C-H връзки в освободените газове. Ивиците около 1500 cm-1 означават изпарение на аминни и амидни групи. Другите открити ивици се дължат на функционални групи, съдържащи ароматни групи и хлор.

7) FT-IR спектър при 311°C

Като пример, на фигури 8 и 9 са сравнени продуктите, освободени от диклофенак натрий при 311°C, със спектрите на о-хлороанилин (фигура 8) и на 3-метилбензоена киселина (фигура 9).

8) FT-IR спектър на продуктите, освободени при 311°C (червена крива), в сравнение с FT-IR спектъра на о-хлороанилин от базата данни EPA_NIST (черна крива)
9) FT-IR спектър при 311°C (червена крива) в сравнение със спектъра на 3-метил-бензоена киселина от базата данни EPA_NIST (зелена крива)

FT-IR спектърът на газовете, отделени при 526°C, е показан на фигура 10 (тъмнозелена крива) заедно със спектъра на газовете, отделени при 343°C (синя крива). Кривите са сходни помежду си. Основната разлика е пикът наCO2, който се появява само в спектъра при 343°C. За разлика от това въглеродният оксид е открит само в спектъра при 526°C (вж. също фигура 11).

10) FT-IR спектър на продуктите, освободени при 526°C (тъмнозелена крива), в сравнение с FT-IR спектъра на продуктите, освободени при 343°C (синя крива)
11) FT-IR спектър при 526°C (тъмнозелена крива) в сравнение със спектъра на въглеродния оксид от базата данни EPA_NIST (черна крива)

Заключение

Въпреки лекотата, с която могат да се извършват TGA-FT-IR измервания, методът предоставя много информация наведнъж - например как протича разграждането, температурата, при която започва, и какви вещества се освобождават по време на процеса. Това прави FT-IR мощна технология, способна да характеризира стабилността и състава на фармацевтичните продукти.

Literature

  1. [1]
    www.pharmacopeia.cn/
  2. [2]
    www.pharmawiki.ch/