Инфракрасные спектры поглощения и их применение для идентификации лекарственных веществ

Оценка инфракрасных спектров поглощения является более сложной, чем ультрафиолетовых, вследствие большого числа полос, что в то же время составляет основу идентификации вещества (рис. 8).

Для интерпретации спектров обычно используют имеющиеся данные о связи между инфракрасными полосами поглощения и структурными элементами молекул. Такие данные сводятся, как правило, в виде корреляционных таблиц-диаграмм.

В области от 2,5 до 6,5 мкм с помощью таблиц по сильному и среднему поглощению можно с определенной точностью идентифицировать определенную функциональную группу. Инфракрасные полосы поглощения, соответствующие валентным колебаниям С-Н, находятся в области 3,3 мкм, для алифатических соединений характерные полосы лежат от 3,3 до 3,7 мкм; для ароматических веществ - от 3,2 до 3,3 мкм. Свободная гидроксильная группа будет иметь слабую, но четко выраженную полосу при 2,75 мкм, водородная связь значительно увеличит ее интенсивность и вызовет смещение полости до 2,85 или до 3,0 мкм.

Наличие полос валентных колебаний =С - Н при 3,3 мкм и колебаний в области от 6,1 до 6,25 мкм указывает на присутствие вещества, имеющего структуру ароматического типа. Положение полос поглощения определенной функциональной группы не является постоянным в применении к разным молекулам вследствие влияния соседних атомов и групп. Например, положение карбонила, С = 0, при 5,75-5,8 мкм, характерно для альдегидов и кетонов; при 6,0 - 6,1 мкм - для кислот; при 5,75 - 5,85 мкм - для эфиров; ангидриды имеют две полосы поглощения: при 4,9 - 5,05 мкм и при 5,60 - 5,75 мкм.

Ниже 6,25 мкм, однако, соотношение между характерными частотами диаграммы и наблюдаемыми при опыте частотами не соблюдается, так как в этой области проявляются характеристики не отдельных функциональных групп, а всей молекулы. Это явление объясняется частично тем, что здесь существует много полос для большинства молекул и что нет простого способа установления соответствия полос поглощения определенным колебаниям и положение полос в большей мере подвергается непредусмотренным изменениям. Прежде всего зависимость характера спектра поглощения от строения определенной молекулы может быть связана с фактом, что существуют многие колебания, имеющие приблизительно одинаковую частоту, и что эти колебания взаимодействуют друг с другом.

Область от 8 до 15 мкм носит иногда название области «отпечатков пальцев» (finger print), так как именно эта часть спектра обусловливает уникальность спектра отдельного вещества.

Существует несколько возможностей описания фармакопейных испытаний на подлинность посредством инфракрасных спектрофотометрических измерений.

Прежде всего это издание сборников инфракрасных спектров для веществ, включенных в фармакопею, с тем, чтобы впоследствии эти спектры использовались для сравнения с соответствующим спектром исследуемого вещества. Коллекции инфракрасных спектров постоянно публикуются и расширяются. Описаны спектры стандартных веществ, включенных в Фармакопею США XVI.

Другую возможность представляет указание длин волн, при которых наблюдаются полосы поглощения, и выражение их интенсивности как сильной, средней, слабой и переменной.

Инфракрасные спектры, являясь уникальным средством идентификации вещества, в то же время, как было показано выше, подвержены влиянию многих факторов. Спектры могут быть разными у двух различных спектроскопистов. Качество растворителей, условия приготовления образца для анализа, кристаллические формы вещества составляют краткий перечень факторов, влияющих на спектр. В связи с этим в фармакопейном анализе основным правилом для инфракрасной идентификации является получение спектра стандартного вещества в то же время и при тех же условиях, что и спектр образца, с последующим сравнением двух спектров.

Британская фармакопея 1968 г. и Международная фармакопея Второго издания описывают определение инфракрасного поглощения для установления подлинности стероидов, гликозидов и полусинтетических пенициллинов. В разделе общих методов анализа излагаются методики измерений в виде взвеси и в виде дисперсии со щелочным галоидом.

В Государственную фармакопею X издания впервые включена инфракрасная спектрофотометрия для анализа натриевых солей метициллина и оксациллина и фторотана (галотана).

Инфракрасный спектр препарата имеет те же максимумы поглощения, что и стандартный образец натриевой соли метициллина (Метициллина натриевая соль, ГФХ).

Идентификация органических оснований по инфракрасному спектру в растворе сероуглерода является общим методом Фармакопеи США XVII.

Растворяют 50 мг вещества в 25 мл воды или взбалтывают эквивалентное количество порошка таблеток или содержимого капсул с 25 мл 0,01Н соляной кислоты в течение 10 минут. Переносят жидкость в делительную воронку, фильтруя, если необходимо, и промывая фильтр и остаток небольшими порциями воды. Во второй делительной воронке растворяют 50 мг стандарта в 25 мл воды. Затем каждый раствор обрабатывают следующим образом: прибавляют 2 мл 10% раствора едкого натра и 4 мл сероуглерода и встряхивают в течение 2 минут. Центрифугируют, если необходимо сделать прозрачной нижнюю фазу, и фильтруют ее через сухой фильтр, собирая фильтрат в небольшую колбу с притертой пробкой. Определяют спектры поглощения обоих отфильтрованных растворов без задержки, в кювете 1 мм в области от 7 до 15 мкм в подходящем спектрофотометре, применяя в качестве контрольного раствора сероуглерод. Спектр раствора, полученный из образца, имеет все важнейшие полосы поглощения, что и раствор стандарта. Если спектр образца имеет полосы, отличающиеся от стандарта, образец может быть подвергнут очистке и опыт повторен.

Для остальных веществ в Фармакопее США XVII описывается определение с дисперсией препарата в бромиде калия.