Химия и химические технологии/2.Теоретическая химия

К.х.н. Карибьянц М.А., к.б.н. Мажитова М.В., Якубова Г.В.

Астраханский государственный университет

Исследование системы ауринкомплексон-кобальт как реагента для идентификации кордиамина

Одной из главных проблем современности является фальсификация лекарственных препаратов, выпускаемых фармацевтической промышленностью и поступающих в аптечные магазины. В связи с этим одной из главных задач аналитической химии является разработка методов и методик идентификации лекарственных препаратов и их количественного определения. Одним из простых, доступных и достаточно точных методов идентификации и количественного определения различных веществ является спектрофотометрия, основанная на получении ярких аналитических эффектов в процессе взаимодействия исследуемых соединений с органическими реагентами.

В настоящей работе приводятся результаты исследования возможности идентификации и количественного определения одного из широко применяемых в лечебной практике лекарственного препарата кордиамина. В качестве реагента нами был выбран ауринкомплексон (АК), один из трифенилметановых красителей группы фталексонов, синтезированный на кафедре аналитической химии Саратовского педагогического института. Это восьмиосновная кислота, шесть иминодиацетатных группировок в которой связаны с бензольными кольцами метиленовыми группами и поэтому непосредственного влияния на состояние π-электронной системы красителя не оказывают. Две слабокислотные гидроксильные группы входят в систему сопряжения связей реагента и, следовательно, влияют на его спектральные характеристики [1]. Для повышения чувствительности реакции исследование проводили в присутствии ионов кобальта.

В работе применяли 2*10^-4 М водный раствор нитрата кобальта, полученного разбавлением 10^-2 молярного раствора, приготовленного по точной навеске Co(NO₃)₂*6H₂O марки ХЧ. 10^-3 М растворы ауринкомплексона готовили по точной навеске препаратов и разбавляли до концентрации 2*10^-4 непосредственно перед работой. Фармпрепарат кордиамин (Cord) использовали в виде раствора в ампулах объёмом 2 мл с исходной концентрацией 25% (1,5272 М). Ампулы вскрывались непосредственно перед работой и разбавлялись до концентрации 0,15272М. Все условия хранения препарата были соблюдены. Применяли аммиачно-ацетатные и солянокисло-ацетатные буферные растворы. В готовых аналитических системах рН контролировали на иономере И-130. Фотометрирование проводили на приборах КФК-3 и спектрофотометре ПЭ-5400В (СФ ПЭ-5400В). В качестве раствора сравнения использовалась дистиллированная вода. Все растворы готовились на бидистилляте.

Все опыты проводились не менее, чем в трех повторностях, для получения калибровочного графика – не менее, чем в пяти повторностях.

Спектры светопоглощения красителя и его же в присутствии ионов кобальта, полученных в широком диапазоне кислотности среды, показали, что наиболее контрастная реакция наблюдается при рН 5 и соотношении Со :

АК = 1:1 (рис.1).

Рисунок 1 Спектры светопоглощения АК и его же в присутствии ионов кобальта

Основные спектрофотометрические характеристики комплекса приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные спектрофотометрические характеристики комплекса АК с ионами Со.

рн	λАК^х- ,нм	λАК,нм	λк-са,нм	∆λ,нм	Me:R	ε
5	560	520	420/540	-100/20	1:1	0,26*10^4

Простейшее соотношение Ме:R устанавливали методами изомолярных серий [2], методом молярных отношений (насыщения) [3] и методом отношения наклонов [4]. Молярный коэффициент светопоглощения определен по методу Н.П. Комаря [5].

Введение ионов Со²⁺ повышает степень поляризованности реагента, в результате инициирования его диссоциации по слабокислотным группам, входящих в сопряженную систему красителя. Существует также большая вероятность, что батохромный эффект обусловлен образованием собственной изолированной электронной системы, представляющей собой металл, окруженный донорными атомами лиганда. Это полоса достаточно интенсивна и может быть отнесена к орбитально разрешенным переходам с внутримолекулярным переносом заряда с лиганда на металл. При этом, как мы полагаем, фенольный кислород, имеющий две неподеленные пары электронов, поставляет одну пару в π-электронную систему реагента (вовлекается), а другая пара участвует в связи с подходящими по симметрии орбиталями металла, причем водород фенольной группы может не вытесняться [6], что и наблюдается в нашем случае. Тогда координационный узел может быть отображен в виде схемы.

Участие азота иминодиацетатной группировки в цепи было доказано ИК-спектрофотометрическими исследованиями аналогичных структур [1].

Коротковолновая полоса поглощения (λ=420 нм) говорит о присутствии в растворе соединения, степень поляризованности которого меньше, чем самого реагента в слабокислой среде. Это может быть связано с блокированием цепи сопряжения при образовании цикла по хиноидной части реагента. В то же время явление гипсохромии при комплексообразовании может быть вызвано эффектом рассеяния, то есть прекращением начинающейся диссоциации по гидроксилу и, возможно, образованием внешних водородных связей и блокированием электронных пар в ОН-группе. Учитывая состояние ионов металла [7] и реагента [8], уравнение комплексообразования можно выразить схемой

Co²⁺ + H₄R^5- ↔ Co(OH)_iH₄nR^x + nH⁺

Спектры светопоглощения красителя в присутствии кордиамина в широком диапазоне кислотности среды показали отсутствие смещения полосы поглощения двойной системы относительно реагента, однако интенсивность окраски возрастает в слабокислой среде.

Абсорбционные кривые тройной системы АК – Со²⁺ - Cord при рН 3 представлены на рисунке 2, основные спектрофотометрические характеристики системы приведены в таблице 2.

Рисунок 2. Спектры светопоглощения ауринкомплексона, его же в присутствии кобальта, в присутствии кордиамина, а также

тройной системы АК – Со²⁺ - Cord.

Таблица 2

Основные спектрофотометрические характеристики системы

Co²⁺-АК-Cord.

рН	λАК,нм	λАК-Со,нм	∆λ	λ Co2+-АК-Cord,нм	∆λ отн-но λАК	∆λ отн-но λ АК-Cord
3	510	510	0	550	40	40

С введением кордиамина в растворы АК в присутствии ионов кобальта в умеренно кислых средах (рН 3) появляется длинноволновой максимум, полоса поглощения которого совпадает с полосой поглощения полностью ионизированной формы реагента (560 нм). По-видимому, введение кордиамина вызывает образование разнолигандного комплекса, существующего в узком интервале рН. Этот процесс происходит в условиях избытка кордиамина, который, вероятно, вытесняет молекулы воды из координационной сферы металла и занимает вакантные места. Соотношение AK:Co остается тем же (1:1). Образование разнолигандного соединения подтверждается тем фактом, что в отсутствии кордиамина взаимодействия АК с ионами кобальта не происходит, и в то же время кордиамин при этой кислотности среды также не влияет на спектральные характеристики АК. Более глубокая окраска разнолигандного комплекса (коротковолновой максимум уже отсутствует), по сравнению с таковой комплекса АК с Со²⁺ , свидетельствует о возникновении цикла Со по оксигруппе бензольного кольца АК, и этот процесс сопровождается выделением протона. Предполагаемая структура определяет высокую полярность соединения. В то же время, этот комплекс будет малоустойчивым, что подтверждается очень узкой областью его существования. Учитывая, что наиболее заметная цветная реакция кордиамина с системой Со – АК наблюдается при рН 3, эту систему можно предложить в качестве реагента на данный фармпрепарат. Реакцию можно проводить пробирочным или капельным методами.

Литература.

1. Краснов А.И., Астахова Н.К., Грунин А.В. Ауринкомплексон как реагент на титан(IV), железо(III) и висмут// Орг. реагенты в анализе: Межвуз. науч. сб. Изд-во Саратовского ун-та, 1979. Вып. 3 (5). С. 72-76.

2. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1976г., с.178-181

3. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1976г., с.181-183Арзамасцев А.П., Печенников В.М., Родионова Г.М., Дорофеев В.Л., Аксенова Э.Н. Анализ лекарственных смесей.-М.: Компания «Спутник», 2000. 275 с.

4. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л.: Химия, 1976г., с.190-195Современные методы анализа. Научные труды. М. 1988

5. Комарь Н.П. определение коэффициента молярного погашения и констант равновесия окрашенных соединений. Ученые записки. Т.37. Труды научно-исследовательского института химии Харьковского гос. университета, 1951 г., вып. 8, 37

6. Краснов А.И., Рыжов В.Н. Взаимодействие титана (IV) и молибдена (VI) с некоторыми комплексонами./ Органические реагенты в анализе. Вып. 3(5), 1979 г., с. 79-84Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: В 2 ч. М, 1993 Ч. 1. 432 с.; Ч. 2. 608 с.

7. Спицин В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия. Ч. I и II: Учебник. М.: Изд МГУ, 1994г

8. Карибьянц М.А., Мажитова М.В., Кокурина Е.Е., Батина В.В., Густова Е.В. Материалы III Международной научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов». Астрахань, 22-24 апреля 2009г., 271с.