Bevezetés
A klavulánsav egy β-laktamázgátló gyógyszer, amely erősíti az antibiotikum fertőzés elleni hatását. Önmagában adva csak gyenge antibakteriális hatásra képes a legtöbb organizmussal szemben, de más ß-laktám antibiotikumokkal kombinálva adva megakadályozza az antibiotikum mikrobiális laktamáz általi inaktiválását [1].
Általában káliumsóként, káliumklavulanátként alkalmazzák, mivel ez az anyag stabilabb és kevésbé higroszkópos, mint a klavulánsav. A kálium-klavulanát azonban még mindig rendkívül higroszkópos és hajlamos a hidrolízisre, ha nedves környezetben tárolják [3]. Ez szükségessé teszi a tárolási körülmények gondos megválasztását. Ezenkívül figyelembe kell venni a kálium-klavulanátot tartalmazó gyógyszerformulákhoz használt összetevők vízszázalékát is.
A következőkben a kálium-klavulanát termikus Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlására gyakorolt páratartalom hatását vizsgáljuk TGA-FT-IR segítségével.
Vizsgálati feltételek
A kálium-klavulanátból három mintát vizsgáltak: az eredeti anyagot és két további mintát, amelyeket egy lezárt víztartályban, a víz fölött elhelyezett nyitott edényben tároltak. A víztartályon belülről származó minták közül az egyik mintát egy hét tárolás után, a másodikat két hét elteltével vizsgálták.
Mindhárom mintát (kezelés nélkül, egy hét után és két hét után párás légkörben) lezárt alumíniumtégelyekben készítettük.
A TGA-méréseket a TG 209 F1 Libra® készülékkel végeztük dinamikus nitrogén atmoszférában (40 ml/perc). A mérés előtt közvetlenül a tégely fedelét egy szúrószerkezet automatikusan átszúrta. A 10 K/perc 600 °C-ra történő hevítés során keletkező gázokat a Bruker Optics átvezető vezetékén keresztül közvetlenül a FT-IR spektrométerbe juttattuk.
Teszteredmények
A 2. ábra a kálium-klavulanát tömegének változását mutatja be vízkezeléssel és anélkül. Amint a melegítés megkezdődik, kezdetben tömegveszteség következik be.
Az egy hétig vízben tárolt minta tömegvesztése 43%-os lépést mutat. a 2 hetes tárolás esetén 58%-os tömegveszteség következik be a mintában. Az eredeti minta esetében ez a tömegveszteség 1,8%-ot tesz ki.
A 3., 4. és 5. ábra a három különböző minta melegítése során felszabaduló gázok FT-IR spektrumának 3D-s ábrázolását mutatja.
A vízkezelés nélküli kálium-klavulanát első tömegvesztési lépése során csak a víz felszabadulása mutatható ki (lásd NETZSCH application note 118/2018 [4]).
A 6. ábra a 119 °C-on a kálium-klavulanátból egy hétig nedves légkörben tárolt kálium-klavulanátból fejlődő gázok FT-IR spektrumát mutatja. A víz tipikus FT-IR spektrumán kívül a 2200 cm-1 és 2400 cm-1 közötti sávok bizonyítják a szén-dioxid jelenlétét. A 43%-os tömegvesztési lépés tehát a víz és aCO2 átfedő felszabadulásából származik, ami a klavulanát Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlásának kezdetét jelzi.
Ugyanez a következtetés vonható le a két hétig tárolt minta 119 °C-on mért spektrumából is (7. ábra).
A vízkezelés nélküli mintában a Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlás 172°C-on (a TGA-görbe kezdőhőmérséklete) kezdődik, kizárólagCO2 felszabadulásával (8. ábra).
Mindhárom minta esetében a Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlás két további lépéssel folytatódik, a tárolás nélküli minta esetében 42%-os és 13%-os tömegveszteséggel, az egyhetes tárolást követő minta esetében 23%-os és 9%-os, a két hétig tárolt kálium-klavulanát esetében pedig 16%-os és 7%-os tömegveszteséggel.
E lépések közül az első 200 °C felett szén-dioxid és szén-monoxid felszabadulásával jár. Az ammónia jelenléte is kimutatható, de csak alacsony koncentrációban (9. ábra). Minél hosszabb a vízkezelés időtartama, annál alacsonyabb az a hőmérséklet, amelyen ez a tömegveszteség bekövetkezik, a tárolás nélküli minta esetében 288°C-nál, a 2 hétig nedves légkörben tárolt kálium-klavulanát esetében pedig 254°C-nál kezdődik.
Az utolsó tömegvesztési lépés, kb. 380°C és 600°C között hasonló gázösszetételt mutat: Az FT-IR spektrumban 450°C-on metán, szén-dioxid és ammónia fordul elő egymás mellett (10. ábra). A három mintán végzett TGA-FT-IR mérések eredményeit a 11. ábra foglalja össze, beleértve a kapcsolási kísérletből levont következtetéseket is.
Következtetés
A kálium-klavulanát hajlamos a hidrolízisre [3]. E tulajdonság következményeinek feltárása érdekében a kálium-klavulanátot különböző ideig tárolták nedves légkörben. A TGA segítségével felismerhetők a hidrolízisben mutatkozó különbségek. A nedves atmoszférában tárolt minták csak három tömegvesztési lépést mutatnak, míg a kezeletlen minta négy tömegvesztési lépést mutat.
A TGA-FT-IR csatolás lehetővé teszi a kezelt és a kezeletlen minták melegítése során keletkező gázok elemzését. Ez egyértelműen mutatja, hogy a nedves atmoszférában tárolt minták első tömegvesztési lépése nem kizárólag a víz, hanem aCO2 felszabadulásának is köszönhető. Ez a tény már az anyag Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlására utal. A nedves légkörben való tárolás következtében a kálium-klavulanát bomlási hőmérséklete alacsonyabb hőmérsékletre tolódik. Ez lehet az oka annak, hogy a kálium-klavulanátot +2°C és +8°C között ajánlott tárolni [5]. Az ezt követő tömegvesztési lépések mindhárom mintában hasonló folyamatokat jelentenek, mivel ugyanazok a gázok szabadulnak fel - függetlenül a nedves légkörben való tárolástól.
A kálium-klavulanátra gyakorolt nedvesség hatását figyelembe kell venni a gyógyszerek különböző éghajlati körülmények közötti tárolásakor. Különösen a trópusi országokban, ahol magas a páratartalom és a hőmérséklet, biztosítani kell, hogy az eltarthatósági idő ne csökkenjen a tárolás során bekövetkező Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlás miatt.