Εισαγωγή
Το κλαβουλανικό οξύ χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με αντιβιοτικά της ομάδας των πενικιλλινών, επειδή υπερνικά την αντοχή στα αντιβιοτικά των βακτηρίων που εκκρίνουν β-λακταμάση, η οποία αδρανοποιεί τις περισσότερες πενικιλλίνες. Χρησιμοποιείται συνήθως με τη μορφή άλατος καλίου, κλαβουλανικό κάλιο [1].
Η γνώση σχετικά με την αποικοδόμηση του κλαβουλανικού καλίου είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της σταθερότητάς του και συνεπώς της διάρκειας ζωής του, η οποία αναφέρεται στο χρονικό διάστημα που ένα φαρμακευτικό προϊόν μπορεί να αποθηκευτεί χωρίς να καταστεί ακατάλληλο για χρήση, κατανάλωση ή πώληση [3].
Στη συνέχεια, περιγράφεται η διερεύνηση της θερμικής συμπεριφοράς του κλαβουλανικού καλίου μέσω DSC και TGA.
Συνθήκες μέτρησης
Για τη μέτρηση με το NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® , το δείγμα (2,67 mg) θερμάνθηκε σε σφραγισμένο δοχείο αλουμινίου με διάτρητο καπάκι με ρυθμό θέρμανσης 10 K/min υπό ατμόσφαιρα αζώτου (40 ml/min) στην περιοχή θερμοκρασιών μεταξύ -80°C και 250°C. Η μέτρηση TGA πραγματοποιήθηκε υπό τις ίδιες συνθήκες με τη χρήση του NETZSCH TG 209 F1 Libra® μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 600°C. Η μάζα του δείγματος ανήλθε σε 5,34 mg.
Αποτελέσματα δοκιμών
Στο Σχήμα 2 απεικονίζεται η μέτρηση DSC στο εύρος θερμοκρασιών μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 220°C. Η πρώτη κορυφή DSC στους 77°C σχετίζεται με απώλεια μάζας 1,8% που παρατηρήθηκε στη μέτρηση TGA (σχήμα 3). Η μορφή αυτού του ευρέος φαινομένου, το εύρος θερμοκρασιών του και το γεγονός ότι πρόκειται για ενδοθερμική αντίδραση υποδεικνύουν την απελευθέρωση επιφανειακού νερού.
Η έναρξη της αποικοδόμησης του κλαβουλανικού καλίου μπορεί να ανιχνευθεί και με τις δύο μεθόδους: Στην καμπύλη DSC, ένα απότομο εξώθερμο φαινόμενο αρχίζει στους 187°C (θερμοκρασία έναρξης). Σε αυτή τη θερμοκρασία, η μέτρηση TGA καταγράφει απώλεια μάζας 11%.
Η αποικοδόμηση συνεχίζεται με απώλεια μάζας 42% μεταξύ 200°C και 400°C (σχήμα 3). Μεταξύ 400°C και 600°C, επιτυγχάνεται άλλη μια απώλεια μάζας 13% με μέγιστο ρυθμό αποσύνθεσης στους 420°C.
Συμπέρασμα
Η θέρμανση του κλαβουλανικού καλίου στους 600°C αρχίζει με την εξάτμιση του προσροφημένου νερού. Στη συνέχεια, η ουσία αποικοδομείται σε τρία στάδια με μέγιστους ρυθμούς διάσπασης στους 187°C, 313°C και 420°C. Η DSC και η TGA είναι συμπληρωματικές μέθοδοι. Η απώλεια μάζας στην καμπύλη TGA που συνδέεται με ενδοθερμικό φαινόμενο στην καμπύλη DSC υποδηλώνει απελευθέρωση πτητικών ουσιών. Από την άλλη πλευρά, ο συνδυασμός απώλειας μάζας με μια απότομη, εξώθερμη κορυφή στην καμπύλη DSC οφείλεται μάλλον σε αποικοδόμηση. Οι πληροφορίες αυτές μπορούν να επιβεβαιωθούν με μετρήσεις με τη χρήση TGA σε συνδυασμό με αναλυτή εξελιγμένων αερίων, όπως το σύστημα FT-IR (βλέπε ανάλυση TGA-FT-IR σε κλαβουλανικό κάλιο στο NETZSCH Application Note 118).