Εισαγωγή
Το κλαβουλανικό κάλιο είναι άλας του κλαβουλανικού οξέος. Είναι ένας ημισυνθετικός αναστολέας της β-λακταμάσης, περιέχει έναν δακτύλιο β-λακτάμης και δεσμεύεται ισχυρά στη β-λακταμάση στο ενεργό κέντρο της ή κοντά σε αυτό. Βοηθά στην πρόληψη της ανθεκτικότητας ορισμένων βακτηρίων στο αντιβιοτικό αμοξικιλλίνη. Ως εκ τούτου, το φάρμακο χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με πενικιλλίνες ευαίσθητες στη β-λακταμάση για τη θεραπεία λοιμώξεων που προκαλούνται από οργανισμούς που παράγουν β-λακταμάση [1, 3].
Η αποθήκευση του κλαβουλανικού καλίου συνιστάται σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η γνώση της πορείας αποσύνθεσης του κλαβουλανικού καλίου συμβάλλει στη βελτιστοποίηση των συνθηκών αποθήκευσης και βελτιώνει τη μακροχρόνια σταθερότητά του.
Η διερεύνηση της συμπεριφοράς αποικοδόμησης του κλαβουλανικού καλίου πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο TGA-FT- IR και περιγράφεται στη συνέχεια.
Συνθήκες μέτρησης
Η μέτρηση TGA πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του TG 209 F1 Libra® σε συνδυασμό με φασματόμετρο FT-IR της Bruker Optics. Για τη μέτρηση αυτή, 10,51 mg κλαβουλανικού καλίου τοποθετήθηκαν σε ανοικτό χωνευτήρι αλουμίνας και θερμάνθηκαν από θερμοκρασία δωματίου σε 600°C με ρυθμό θέρμανσης 10 K/min υπό δυναμική ατμόσφαιρα αζώτου (40 ml/min). Για την ταυτοποίηση των αερίων που απελευθερώθηκαν κατά τη διαδικασία θέρμανσης, μεταφέρθηκαν απευθείας στην κυψέλη αερίων του φασματομέτρου FT-IR μέσω θερμαινόμενης γραμμής μεταφοράς από τεφλόν.
Αποτελέσματα μέτρησης
Στο Σχήμα 2 απεικονίζεται η καμπύλη TGA στο εύρος θερμοκρασιών μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 600°C. Η πρώτη απώλεια μάζας 1,5% - που συμβαίνει μεταξύ θερμοκρασίας δωματίου και 110°C - οφείλεται στην απελευθέρωση νερού (σχήμα 3, φάσμα FT-IR των προϊόντων που απελευθερώνονται στους 47°C).
Η αποικοδόμηση συνεχίζεται με απώλεια μάζας 40% μεταξύ 200°C και 400°C. Εκτός από το διοξείδιο του άνθρακα, η αέρια φάση περιλαμβάνει μονοξείδιο του άνθρακα (εύρος κυματαριθμών από 2000 cm-1 έως 2200 cm-1) και αμμωνία (δομή διπλής ζώνης περίπου στα 950 cm-1) στους 329°C (σχήμα 5). Επιπλέον, το δείγμα χάνει 8% σε μάζα μέχρι η θερμοκρασία να φθάσει τους 600°C. Εκτός από την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα, μονοξειδίου του άνθρακα και αμμωνίας, οι χαρακτηριστικές ζώνες απορρόφησης για το μεθάνιο και το ισοβουτάνιο μπορούν να ανιχνευθούν σε αυτό το στάδιο απώλειας μάζας (σχήματα 6 και 7).
Συμπέρασμα
Η θέρμανση του κλαβουλανικού καλίου στους 600°C οδηγεί αρχικά στην εξάτμιση του επιφανειακού νερού. Στη συνέχεια, η ουσία αποικοδομείται σε διάφορα στάδια, απελευθερώνοντας πρώτα διοξείδιο του άνθρακα και στη συνέχεια επιπλέον μονοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία. Στο τελευταίο στάδιο απώλειας μάζας μεταξύ 400°C και 600°C απελευθερώνονται επίσης μεθάνιο και ισοβουτάνιο.
Κατά τη μελέτη της αποικοδόμησης μέσω θερμοβαρυμετρίας, η σύζευξη ενός θερμοζυγίου με ένα φασματόμετρο FT-IR είναι μια κατάλληλη μέθοδος για τη διεξαγωγή λεπτομερών ερευνών των αερίων που απελευθερώνονται. Ένας θερμαινόμενος προσαρμογέας και μια γραμμή μεταφοράς επιτρέπουν την άμεση και γρήγορη μεταφορά των αερίων που αναπτύσσονται στην κυψέλη αερίων του συστήματος FT-IR. Η εν λόγω υφοποίηση εξοικονομεί χρόνο μέτρησης με την ταυτόχρονη εφαρμογή δύο μεθόδων στο ίδιο δείγμα υπό τις ίδιες συνθήκες. Οι καταγεγραμμένες απώλειες μάζας μπορούν απλώς να αποδοθούν στα αέρια που απελευθερώνονται μέσω της αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο πακέτων λογισμικού.