Inleiding
Kaliumclavulanaat is een zout van clavulaanzuur. Het is een halfsynthetische beta-lactamaseremmer, bevat een ß-lactamring en bindt sterk aan ß-lactamase op of nabij de actieve plaats. Het helpt voorkomen dat bepaalde bacteriën resistent worden tegen het antibioticum amoxicilline. Daarom wordt het middel gebruikt in combinatie met ß-lactamase-gevoelige penicillines om infecties veroorzaakt door beta-lactamase-producerende organismen te behandelen [1, 3].
Opslag van kaliumclavulanaat wordt aanbevolen bij lage temperaturen. Kennis over het afbraakverloop van kaliumclavulanaat helpt bij het optimaliseren van de opslagcondities en verbetert de langetermijnstabiliteit.
Een onderzoek naar het afbraakgedrag van kaliumclavulanaat werd uitgevoerd door middel van de TGA-FT-IR methode en wordt hieronder beschreven.
Meetomstandigheden
De TGA meting werd uitgevoerd met de TG 209 F1 Libra® gekoppeld aan een Bruker Optics FT-IR spectrometer. Voor deze meting werd 10,51 mg kaliumclavulanaat in een open aluminiumoxide smeltkroes geplaatst en verwarmd van kamertemperatuur tot 600 °C met een verwarmingssnelheid van 10 K/min onder een dynamische stikstofatmosfeer (40 ml/min). Om de gassen die tijdens het verhittingsproces vrijkwamen te Identify, werden ze via een verwarmde Teflon transferleiding rechtstreeks overgebracht naar de gascel van de FT-IR spectrometer.
Meetresultaten
Figuur 2 toont de TGA-curve in het temperatuurbereik tussen kamertemperatuur en 600°C. Het eerste massaverlies van 1,5% - dat optreedt tussen kamertemperatuur en 110°C - is het gevolg van het vrijkomen van water (figuur 3, FT-IR spectrum van de producten die vrijkomen bij 47°C).
De afbraak gaat verder met een massaverlies van 40% tussen 200°C en 400°C. Naast kooldioxide bevat de gasfase koolmonoxide (golfgetalbereik van 2000 cm-1 tot 2200 cm-1) en ammoniak (dubbele bandstructuur bij ongeveer 950 cm-1) bij 329°C (figuur 5). Verder verliest het monster 8% in massa tegen de tijd dat de temperatuur 600°C bereikt. Naast het vrijkomen van kooldioxide, koolmonoxide en ammoniak, kunnen de karakteristieke absorptiebanden voor methaan en isobutaan worden gedetecteerd in deze massaverliesstap (figuren 6 en 7).
Conclusie
Verhitting van kaliumclavulanaat tot 600°C leidt eerst tot VerdampingDe verdamping van een element of verbinding is een faseovergang van de vloeibare fase naar damp. Er bestaan twee soorten verdamping: verdamping en koken.verdamping van oppervlaktewater. Daarna breekt de stof in verschillende stappen af, waarbij eerst kooldioxide vrijkomt en vervolgens koolmonoxide en ammoniak. In de laatste massaverliesstap tussen 400°C en 600°C komen ook methaan en isobutaan vrij.
Bij het bestuderen van afbraak door middel van thermogravimetrie is het koppelen van een thermobalans aan een FT-IR spectrometer een geschikte methode om gedetailleerd onderzoek te doen naar de vrijgekomen gassen. Een verwarmde adapter en transferleiding maken een directe en snelle transfer van de geëvolueerde gassen naar de gascel van het FT-IR systeem mogelijk. Een dergelijke combinatie bespaart meettijd door tegelijkertijd twee methoden toe te passen op hetzelfde monster onder dezelfde omstandigheden. De geregistreerde massaverliezen kunnen eenvoudig worden toegewezen aan de vrijgekomen gassen door middel van interactie tussen de twee softwarepakketten.