Pendahuluan
Asam klavulanat adalah obat penghambat β-laktamase, yang memperkuat efek antibiotik terhadap infeksi. Diberikan sendiri, obat ini hanya mampu melakukan aktivitas antibakteri yang lemah terhadap sebagian besar organisme, tetapi jika diberikan dalam kombinasi dengan antibiotik ß-laktam lainnya, obat ini mencegah inaktivasi antibiotik oleh laktamase mikroba [1].
Ini biasanya digunakan sebagai garam kalium, kalium klavulanat, karena zat ini lebih stabil dan kurang higroskopis daripada asam klavulanat. Namun, kalium klavulanat masih sangat higroskopis dan rentan terhadap hidrolisis jika disimpan di lingkungan yang lembab [3]. Hal ini membuatnya perlu untuk memilih kondisi penyimpanan dengan hati-hati. Selain itu, persentase air dalam komponen yang digunakan untuk formulasi farmasi yang mengandung kalium klavulanat harus dipertimbangkan.
Berikut ini, pengaruh kelembaban pada degradasi termal kalium klavulanat diselidiki dengan menggunakan TGA-FT-IR.
Kondisi Pengujian
Tiga sampel kalium klavulanat diuji: zat asli dan dua sampel tambahan, yang disimpan dalam wadah terbuka yang ditempatkan di atas air dalam wadah air tertutup. Satu sampel dari dalam wadah air diuji setelah satu minggu penyimpanan; sampel kedua diuji setelah dua minggu.
Ketiga sampel (tanpa perlakuan, setelah satu minggu dan setelah dua minggu dalam suasana lembab) disiapkan dalam cawan lebur aluminium tertutup.
Pengukuran TGA dilakukan dengan TG 209 F1 Libra® di bawah atmosfer nitrogen dinamis (40 ml/menit). Alat penusuk secara otomatis menusuk tutup wadah sesaat sebelum pengukuran. Gas yang berevolusi selama pemanasan pada 10 K/menit hingga 600°C secara langsung ditransfer melalui jalur transfer ke dalam spektrometer FT-IR oleh Bruker Optics.
Hasil Tes
Gambar 2 menggambarkan perubahan massa kalium klavulanat dengan dan tanpa pengolahan air. Segera setelah pemanasan dimulai, terjadi kehilangan massa awal.
Sampel yang disimpan selama satu minggu di dalam air menunjukkan langkah kehilangan massa sebesar 43%. kehilangan massa sebesar 58% terjadi pada sampel dengan penyimpanan selama 2 minggu. Untuk sampel asli, langkah kehilangan massa ini mencapai 1,8%.
Gambar 3, 4 dan 5 menunjukkan representasi 3-D dari spektrum FT-IR gas yang dilepaskan selama pemanasan tiga sampel yang berbeda.
Selama langkah kehilangan massa pertama kalium klavulanat tanpa pengolahan air, hanya pelepasan air yang dapat dideteksi (lihat NETZSCH catatan aplikasi 118/2018 [4]).
Gambar 6 menunjukkan spektrum FT-IR dari gas yang dievolusi pada suhu 119°C dari kalium klavulanat yang disimpan selama satu minggu dalam atmosfer lembab. Selain spektrum FT-IR khas air, pita antara 2200 cm-1 dan 2400 cm-1 membuktikan adanya karbon dioksida. Oleh karena itu, langkah kehilangan massa sebesar 43% merupakan hasil dari pelepasan air danCO2 yang tumpang tindih, yang mengindikasikan dimulainya Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian klavulanat.
Kesimpulan yang sama dapat ditarik dari spektrum pada suhu 119°C dari sampel yang disimpan selama dua minggu (gambar 7).
Pada sampel tanpa pengolahan air, Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian dimulai pada suhu 172°C (suhu awal kurva TGA) dengan hanya melepaskanCO2 (gambar 8).
Untuk ketiga sampel, Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian berlanjut dengan dua langkah tambahan, dengan kehilangan massa 42% dan 13% untuk sampel tanpa penyimpanan, 23% dan 9% untuk sampel setelah penyimpanan 1 minggu, dan 16% dan 7% untuk kalium klavulanat yang disimpan selama 2 minggu.
Langkah pertama di atas suhu 200°C dikaitkan dengan pelepasan karbon dioksida dan karbon monoksida. Keberadaan amonia juga dapat dideteksi, tetapi hanya dalam konsentrasi rendah (gambar 9). Semakin lama durasi pengolahan air, semakin rendah suhu di mana kehilangan massa ini terjadi, mulai dari 288°C untuk sampel tanpa penyimpanan dan 254°C untuk kalium klavulanat yang disimpan selama 2 minggu di atmosfer yang lembab.
Langkah kehilangan massa terakhir, antara sekitar 380°C dan 600°C menunjukkan komposisi gas yang serupa: Dalam spektrum FT-IR, metana, karbon dioksida, dan amonia muncul bersebelahan pada suhu 450°C (gambar 10). Hasil pengukuran TGA-FT-IR pada ketiga sampel direkapitulasi pada gambar 11, termasuk kesimpulan yang diambil dari percobaan penggabungan.
Kesimpulan
Kalium klavulanat menunjukkan kecenderungan untuk mengalami hidrolisis [3]. Untuk mengeksplorasi konsekuensi dari sifat ini, kalium klavulanat disimpan untuk periode yang berbeda dalam suasana lembab. Dengan menggunakan TGA, perbedaan hidrolisis dapat dikenali. Sampel yang disimpan dalam atmosfer lembab hanya menunjukkan tiga langkah kehilangan massa, sedangkan sampel yang tidak diberi perlakuan menunjukkan empat langkah kehilangan massa.
Penggabungan TGA-FT-IR memungkinkan analisis gas yang berevolusi selama pemanasan sampel yang diberi perlakuan dan yang tidak diberi perlakuan. Hal ini dengan jelas menggambarkan bahwa langkah kehilangan massa pertama dari sampel yang disimpan di atmosfer lembab tidak hanya disebabkan oleh pelepasan air, tetapi juga olehCO2. Fakta ini sudah menunjukkan Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian zat. Akibat penyimpanan di atmosfer yang lembap, suhu Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian kalium klavulanat bergeser ke suhu yang lebih rendah. Ini mungkin alasan mengapa kalium klavulanat direkomendasikan untuk disimpan antara +2°C dan +8°C [5]. Langkah-langkah kehilangan massa berikutnya mewakili proses yang sama di ketiga sampel, karena gas yang sama dilepaskan - terlepas dari penyimpanan di atmosfer yang lembab.
Pengaruh kelembapan pada kalium klavulanat harus diperhitungkan saat menyimpan obat-obatan dalam kondisi iklim yang berbeda. Terutama di negara tropis dengan kelembaban dan suhu tinggi, harus dipastikan bahwa umur simpan tidak berkurang karena penguraian selama penyimpanan.