Wprowadzenie
Klawulanian potasu jest solą kwasu klawulanowego. Jest półsyntetycznym inhibitorem beta-laktamazy, zawiera pierścień ß-laktamowy i silnie wiąże się z ß-laktamazą w jej miejscu aktywnym lub w jego pobliżu. Pomaga zapobiegać oporności niektórych bakterii na antybiotyk amoksycylinę. Dlatego lek ten jest stosowany w połączeniu z penicylinami wrażliwymi na ß-laktamazy w leczeniu zakażeń wywołanych przez organizmy wytwarzające beta-laktamazy [1, 3].
Zaleca się przechowywanie klawulanianu potasu w niskich temperaturach. Wiedza na temat przebiegu rozkładu klawulanianu potasu pomaga zoptymalizować warunki przechowywania i poprawia jego długoterminową stabilność.
Badanie rozkładu klawulanianu potasu przeprowadzono za pomocą metody TGA-FT- IR i opisano poniżej.
Warunki pomiaru
Pomiar TGA przeprowadzono przy użyciu urządzenia TG 209 F1 Libra® sprzężonego ze spektrometrem FT-IR firmy Bruker Optics. W tym celu 10,51 mg klawulanianu potasu umieszczono w otwartym tyglu z tlenku glinu i ogrzewano od temperatury pokojowej do 600°C z szybkością ogrzewania 10 K/min w dynamicznej atmosferze azotu (40 ml/min). W celu identyfikacji gazów uwalnianych podczas procesu ogrzewania, zostały one przeniesione bezpośrednio do celi gazowej spektrometru FT-IR poprzez podgrzewany teflonowy przewód transferowy.
Wyniki pomiarów
Rysunek 2 przedstawia krzywą TGA w zakresie temperatur od temperatury pokojowej do 600°C. Pierwsza utrata masy wynosząca 1,5% - występująca między temperaturą pokojową a 110°C - wynika z uwolnienia wody (rysunek 3, widmo FT-IR produktów uwolnionych w temperaturze 47°C).
Degradacja jest kontynuowana z 40% ubytkiem masy między 200°C a 400°C. Oprócz dwutlenku węgla, faza gazowa obejmuje tlenek węgla (zakres liczb falowych od 2000 cm-1 do 2200 cm-1) i amoniak (struktura dwupasmowa przy około 950 cm-1) w temperaturze 329°C (rysunek 5). Ponadto próbka traci 8% masy do czasu, gdy temperatura osiągnie 600°C. Oprócz uwalniania dwutlenku węgla, tlenku węgla i amoniaku, na tym etapie utraty masy można wykryć charakterystyczne pasma absorpcji dla metanu i izobutanu (rysunki 6 i 7).
Wnioski
Podgrzanie klawulanianu potasu do temperatury 600°C prowadzi najpierw do odparowania wody powierzchniowej. Następnie substancja ulega degradacji w różnych etapach, najpierw uwalniając dwutlenek węgla, a następnie dodatkowo tlenek węgla i amoniak. W ostatnim etapie utraty masy między 400°C a 600°C uwalniane są również metan i izobutan.
Podczas badania degradacji za pomocą termograwimetrii, połączenie termowagi ze spektrometrem FT-IR jest odpowiednią metodą do przeprowadzenia szczegółowych badań uwalnianych gazów. Podgrzewany adapter i linia transferowa pozwalają na bezpośredni i szybki transfer uwolnionych gazów do celi gazowej systemu FT-IR. Takie połączenie oszczędza czas pomiaru poprzez jednoczesne zastosowanie dwóch metod do tej samej próbki w tych samych warunkach. Zarejestrowane straty masy można po prostu przypisać do uwolnionych gazów za pomocą interakcji między dwoma pakietami oprogramowania.