| Published: 

TGA-FT-IR для лучшего понимания деградации клавуланата калия

Введение

Клавуланат калия - это соль клавулановой кислоты. Это полусинтетический ингибитор бета-лактамазы, содержащий ß-лактамное кольцо и прочно связывающийся с ß-лактамазой в ее активном участке или рядом с ним. Он помогает предотвратить появление устойчивости некоторых бактерий к антибиотику амоксициллину. Поэтому препарат используется в сочетании с пенициллинами, чувствительными к ß-лактамазам, для лечения инфекций, вызванных организмами, продуцирующими бета-лактамазы [1, 3].

Хранить клавуланат калия рекомендуется при низких температурах. Знания о ходе разложения клавуланата калия помогают оптимизировать условия хранения и повышают его долговременную стабильность.

Исследование поведения клавуланата калия при деградации было проведено с помощью метода ТГА-ФТ-ИК и описано ниже.

Структура клавуланата калия с указанием ключевых функциональных групп и молекулярных связей, идеально подходящая для фармацевтического анализа.
1) Структура клавуланата калия

Условия измерения

Измерения ТГА проводились с помощью прибора TG 209 F1 Libra® , соединенного с ИК-Фурье спектрометром Bruker Optics. Для этого измерения 10,51 мг клавуланата калия помещали в открытый алюминиевый тигель и нагревали от комнатной температуры до 600°C при скорости нагрева 10 К/мин в динамической атмосфере азота (40 мл/мин). Для идентификации газов, выделяющихся в процессе нагревания, их переносили непосредственно в газовую ячейку ИК-Фурье спектрометра через обогреваемую тефлоновую линию передачи.

Кривая ТГА клавуланата калия показывает падение термостабильности при 330,4°C, а ДТГ указывает на значительную потерю массы.
2) Кривая ТГА (сплошная линия) клавуланата калия при нагревании до 600°C и его первое производное, ДТГ (пунктирная линия)

Результаты измерений

На рисунке 2 представлена кривая ТГА в диапазоне температур от комнатной до 600°C. Первая потеря массы в 1,5%, происходящая между комнатной температурой и 110°C, обусловлена выделением воды (рис. 3, ИК-Фурье спектр продуктов, выделившихся при 47°C).

Характерный ИК-Фурье спектр воды при 47°C, показывающий отчетливые пики поглощения в диапазоне 4000-1000 см-¹ для анализа.
3) Характерный ИК-Фурье спектр для воды, обнаруженный при 47°C
График электропроводности круглых и прямоугольных образцов BiSeTe, измеренной при различных температурах.
4) Измеренный ИК-Фурье спектр при 191°C (синяя кривая) в сравнении со спектром библиотеки EPA-NIST для углекислого газа (зеленый спектр)

Разложение продолжается с потерей массы на 40% между 200°C и 400°C. Помимо диоксида углерода, в газовую фазу входят монооксид углерода (диапазон волн от 2000 см-1 до 2200 см-1) и аммиак (двухполосная структура при температуре около 950 см-1) при 329°C (рис. 5). Кроме того, к моменту достижения температуры 600°C образец теряет 8 % массы. Помимо выделения диоксида углерода, монооксида углерода и аммиака, на этом этапе потери массы можно обнаружить характерные полосы поглощения метана и изобутана (рис. 6 и 7).

Измеренный ИК-Фурье спектр при 329°C, сравнивающий особенности поглощения CO2 (синий) и аммиака (зеленый) для газового анализа.
5) Измеренный ИК-Фурье спектр при 329°C (вверху, синий спектр) в сравнении со спектром библиотеки EPA-NIST для монооксида углерода (в середине, зеленый спектр) и для аммиака (внизу, темно-синий спектр)
Сравнение ИК-Фурье спектров измеренного метана (синий), библиотеки EPA-NIST (розовый) и библиотеки PNNL для аммиака (зеленый) при 425°C.
6) Измеренный ИК-Фурье спектр при 425°C (вверху, синий спектр) в сравнении со спектром библиотеки EPA-NIST для метана (в середине, розовый спектр) и со спектром библиотеки PNNL для аммиака (внизу, зеленый спектр)
Сравнение ИК-Фурье спектров при 452°C: измеренный спектр (синий) и спектр изобутана из библиотеки EPA-NIST (зеленый).
7) Измеренный ИК-Фурье спектр при 452°C (вверху) в сравнении с ИК-Фурье спектром для изобутана из библиотеки EPA-NIST (внизу)

Заключение

Нагревание клавуланата калия до 600°C сначала приводит к испарению поверхностной воды. После этого вещество разлагается в несколько этапов, сначала выделяя диоксид углерода, а затем дополнительно оксид углерода и аммиак. На последнем этапе потери массы между 400°C и 600°C также выделяются метан и изобутан.

При изучении деградации с помощью термогравиметрии соединение термовесов с ИК-Фурье спектрометром является подходящим методом для детального исследования выделяющихся газов. Нагреваемый адаптер и линия передачи обеспечивают прямой и быстрый перенос выделяющихся газов в газовую ячейку ИК-Фурье-спектрометра. Такая гибернация позволяет экономить время измерений за счет одновременного применения двух методов к одному и тому же образцу при одинаковых условиях. Зарегистрированные потери массы могут быть просто отнесены к выделяющимся газам с помощью взаимодействия между двумя программными пакетами.

Literature

  1. [1]
  2. [2]
  3. [3]
AI Overview
An error occurred. Please try again.