Inleiding
Diclofenac is een ontstekingsremmend geneesmiddel met pijnstillende en koortswerende eigenschappen. Het gebruik ervan kan leiden tot maag- en darmklachten, hoofdpijn of een verhoogde bloeddruk. Zware bijwerkingen kunnen optreden als dit middel langdurig wordt gebruikt. In geneesmiddelen is diclofenac verkrijgbaar in de vorm van bijvoorbeeld natrium- of kaliumzout. [2] De afbraak van diclofenac-natrium is onderzocht met behulp van TGA gekoppeld aan FT-IR en zal in het volgende worden besproken.
Testresultaten
11.12 mg diclofenac-natrium werd bereid in een aluminiumoxide kroes en in de TG 209 F1 Libra® geplaatst. Het monster werd verwarmd tot 600 °C met een gecontroleerde snelheid van 10 K/min onder een dynamische stikstofatmosfeer (40 ml/min). De gassen die tijdens de verhitting vrijkwamen, werden direct in de FT-IR spectrometer geïnjecteerd via de PERSEUS® koppeling.
De TGA-curve van diclofenac-natrium tijdens verhitting tot 600 °C wordt weergegeven in figuur 2. De afbraak van het monster begint bij 281 °C (geëxtrapoleerd begin van de TGA-curve) en leidt tot een initieel massaverlies van 48% tussen kamertemperatuur en 425 °C. Uit de minima in de DTG-curve kan geconcludeerd worden dat het proces in verschillende opeenvolgende stappen verloopt (301°C, 311°C en 342°C). De afbraak gaat door tot het einde van de meting met nog een massaverlies van 6% tussen 425°C en 600°C.
Om het afbraakmechanisme beter te begrijpen, werden de gassen die vrijkwamen tijdens verhitting geanalyseerd met FT-IR. De 3D-plot van figuur 3 toont het massaverlies (rode curve) en de FT-IR-spectra van de gassen die vrijkomen tijdens verhitting (3-dimensionale presentatie).
De spectra van de gassen die vrijkomen bij 301°C, 311°C en 343°C worden weergegeven in figuur 4 en 5. Het is duidelijk te zien dat deze drie spectra alleen verschillen in intensiteit van de banden, of beter gezegd in de concentratie van de vrijgekomen producten: Er is een continue toename aan het begin van de afbraak (blauwe en rode curven) voordat er een afname plaatsvindt (zwarte curve). De enige uitzondering hierop zijn de banden tussen 2300 en 2400 cm-1, die wijzen op het vrijkomen vanCO2 bij 343°C (zie figuur 6).
Het spectrum van de producten die vrijkomen bij 311°C (rode curven in figuur 4 en 5) wordt gegeven in figuur 7. De banden boven 3000 cm-1 zijn het gevolg van =C-H-stretchtrillingen. De band bij 1761 cm-1 is typisch voor C=O bindingen, terwijl de band bij 1462 cm-1 wijst op de aanwezigheid van -C-H bindingen in de vrijgekomen gassen. De banden rond 1500 cm-1 duiden op de vervluchtiging van amine- en amidegroepen. De andere gedetecteerde banden worden veroorzaakt door functionele groepen die aromatische groepen en chloor bevatten.
Als voorbeeld vergelijken de figuren 8 en 9 de producten die vrijkomen bij diclofenac-natrium bij 311°C met de spectra van o-chlooraniline (figuur 8) en van 3-methylbenzoëzuur (figuur 9).
Het FT-IR-spectrum van de gassen die vrijkomen bij 526°C wordt gegeven in figuur 10 (donkergroene curve) samen met het spectrum van de gassen die vrijkomen bij 343°C (blauwe curve). De curven vertonen overeenkomsten met elkaar. Het belangrijkste verschil is deCO2-piek die alleen voorkomt in het spectrum bij 343°C. Koolmonoxide daarentegen werd alleen gedetecteerd in het spectrum bij 526°C (zie ook figuur 11).
Conclusie
Ondanks het gemak waarmee TGA-FT-IR metingen kunnen worden uitgevoerd, levert de methode in één keer veel informatie op - zoals hoe de afbraak verloopt, bij welke temperatuur het begint en welke soorten stoffen vrijkomen tijdens het proces. Dit maakt FT-IR een krachtige technologie die de stabiliteit en samenstelling van farmaceutische producten kan karakteriseren.