Od łatwej obsługi do oceny mocy: Pomiar TGA-FT-IR na diklofenaku sodowym

Wprowadzenie

Diklofenak jest lekiem przeciwzapalnym o właściwościach przeciwbólowych i przeciwgorączkowych. Jego przyjmowanie może prowadzić do dolegliwości żołądkowo-jelitowych, a także bólu głowy lub podwyższonego ciśnienia krwi. Ciężkie skutki uboczne mogą wystąpić, jeśli lek ten jest przyjmowany przez dłuższy czas. W lekach diklofenak jest dostępny w postaci np. soli sodowej lub potasowej[2]. [Degradacja diklofenaku sodu została zbadana za pomocą TGA w połączeniu z FT-IR i zostanie omówiona poniżej.

Wyniki testów

11.12 mg diklofenaku sodowego przygotowano w tyglu z tlenku glinu i umieszczono w urządzeniu TG 209 F1 Libra^® . Próbkę ogrzewano do temperatury 600°C z kontrolowaną szybkością 10 K/min w dynamicznej atmosferze azotu (40 ml/min). Gazy wydzielające się podczas ogrzewania były bezpośrednio wtryskiwane do spektrometru FT-IR poprzez sprzęgło PERSEUS^®.

Krzywą TGA diklofenaku sodowego podczas ogrzewania do 600°C przedstawiono na rysunku 2. Degradacja próbki rozpoczyna się w temperaturze 281°C (ekstrapolowany początek krzywej TGA) i prowadzi do początkowej utraty masy o 48% między temperaturą pokojową a 425°C. Z minimów na krzywej DTG można wywnioskować, że proces przebiega w różnych kolejnych etapach (301°C, 311°C i 342°C). Degradacja trwa do końca pomiaru z kolejną utratą masy o 6% między 425°C a 600°C.

Aby lepiej zrozumieć mechanizm degradacji, gazy uwalniane podczas ogrzewania zostały przeanalizowane za pomocą FT-IR. Wykres 3-D na rysunku 3 przedstawia ubytek masy (czerwona krzywa), a także widma FT-IR gazów uwalnianych podczas ogrzewania (prezentacja trójwymiarowa).

Widma gazów uwolnionych w temperaturach 301°C, 311°C i 343°C przedstawiono na rysunkach 4 i 5. Widać wyraźnie, że te trzy widma różnią się jedynie intensywnością pasm, a raczej stężeniem uwalnianych produktów: Występuje ciągły wzrost na początku degradacji (niebieskie i czerwone krzywe), zanim nastąpi spadek (czarna krzywa). Jedynym wyjątkiem są pasma między 2300 a 2400 ^cm-1, wskazujące na uwalnianie_CO2 w temperaturze 343°C (patrz rysunek 6).

Widmo produktów uwolnionych w temperaturze 311°C (czerwone krzywe na rysunkach 4 i 5) przedstawiono na rysunku 7. Pasma powyżej 3000 ^cm-1 wynikają z drgań rozciągających =C-H. Pasmo przy 1761 ^cm-1 jest typowe dla wiązań C=O, podczas gdy pasmo przy 1462 ^cm-1 wskazuje na obecność wiązań -C-H w uwolnionych gazach. Pasma około 1500 cm-1 oznaczają ulatnianie się grup aminowych i amidowych. Pozostałe wykryte pasma są spowodowane przez grupy funkcyjne zawierające grupy aromatyczne i chlor.

Jako przykład, na rysunkach 8 i 9 porównano produkty uwalniane przez diklofenak sodowy w temperaturze 311°C z widmami o-chloroaniliny (rysunek 8) i kwasu 3-metylobenzoesowego (rysunek 9).

Widmo FT-IR gazów uwolnionych w temperaturze 526°C przedstawiono na rysunku 10 (krzywa ciemnozielona) wraz z widmem gazów uwolnionych w temperaturze 343°C (krzywa niebieska). Krzywe wykazują wzajemne podobieństwa. Główną różnicą jest pik_CO2, który występuje tylko w widmie w 343°C. Natomiast tlenek węgla został wykryty tylko w widmie w temperaturze 526°C (patrz także rysunek 11).

Wnioski

Pomimo łatwości, z jaką można przeprowadzić pomiary TGA-FT-IR, metoda ta dostarcza wielu informacji jednocześnie - takich jak przebieg degradacji, temperatura, w której się rozpoczyna, oraz rodzaje substancji uwalnianych podczas procesu. Sprawia to, że FT-IR jest potężną technologią zdolną do charakteryzowania stabilności i składu produktów farmaceutycznych.