![Готовая ВКР на тему: Количественное определение натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-c]-1,2,4-триазин-7-она дигидрата методом вольтамперометрии](https://workspay.ru/tmpl/lite/images/logo.png){kind=logo}
Количественное определение натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-c]-1,2,4-триазин-7-она дигидрата методом вольтамперометрии
|
СОДЕРЖАНИЕ
Обозначения и сокращения 9
ВВЕДЕНИЕ 10
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 13
1.1 Вольтамперометрия в фармацевтическом анализе 13
1.2 Характеристика используемых индикаторных электродов 17
1.3 Примеры количественного определения лекарственных препаратов,
содержащих нитрогруппу 19
1.4 Кинетика электродных процессов в количественном определении 22
1.5 N02 - группа. Общие положения. Электровосстановление 23
1.5.1 Влияние протонирования среды на процесс электровосстановления
нитрогруппы 24
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 37
2.1 Аппаратура 37
2.2 Реактивы и материалы 38
2.3 Методика эксперимента 39
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ 40
3.1 Исследование электрохимического поведения УПИ-802 40
3.2 Исследование процесса электровосстановления нитрогруппы УПИ-802
в водных растворах 46
3.2.1 Расчет количества электронов, участвующих в электрохимическом
процессе 46
3.2.2 Исследование кинетики электродного процесса восстановления
УПИ-802 51
3.2.3 Расчет коэффициента диффузии электродного процесса 62
3.3 Исследование процесса электровосстановления нитрогруппы УПИ-802
в апротонных растворителях 63
3.3.1 Исследование влияния кислоты на электровосстановление нитрогруппы УПИ-802 68
3.4 Исследование УПИ-802 методом вольтамперометрии на
стеклоуглеродном электроде 71
3.4.1 Исследование в дифференциально-импульсном режиме 71
3.4.2 Исследование в квадратно-волновом режиме 73
3.4.3 Выбор режима вольтамперометрических определений 77
3.5 Испытания в выбранном режиме на стеклоуглеродном электроде 78
3.6 Испытания на толстопленочном углеродсодержащем электроде 80
3.6.1 Испытания в выбранном режиме на толстопленочном
углеродсодержащем электроде 82
3.7 Оценка показателей качества методики анализа 83
3.7.1 Линейность 83
3.7.2 Прецизионность 86
3.7.2.1 Повторяемость (сходимость) 86
3.7.2.2 Воспроизводимость (внутрилабораторная прецизионность) ... 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 90
Обозначения и сокращения 9
ВВЕДЕНИЕ 10
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 13
1.1 Вольтамперометрия в фармацевтическом анализе 13
1.2 Характеристика используемых индикаторных электродов 17
1.3 Примеры количественного определения лекарственных препаратов,
содержащих нитрогруппу 19
1.4 Кинетика электродных процессов в количественном определении 22
1.5 N02 - группа. Общие положения. Электровосстановление 23
1.5.1 Влияние протонирования среды на процесс электровосстановления
нитрогруппы 24
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 37
2.1 Аппаратура 37
2.2 Реактивы и материалы 38
2.3 Методика эксперимента 39
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ 40
3.1 Исследование электрохимического поведения УПИ-802 40
3.2 Исследование процесса электровосстановления нитрогруппы УПИ-802
в водных растворах 46
3.2.1 Расчет количества электронов, участвующих в электрохимическом
процессе 46
3.2.2 Исследование кинетики электродного процесса восстановления
УПИ-802 51
3.2.3 Расчет коэффициента диффузии электродного процесса 62
3.3 Исследование процесса электровосстановления нитрогруппы УПИ-802
в апротонных растворителях 63
3.3.1 Исследование влияния кислоты на электровосстановление нитрогруппы УПИ-802 68
3.4 Исследование УПИ-802 методом вольтамперометрии на
стеклоуглеродном электроде 71
3.4.1 Исследование в дифференциально-импульсном режиме 71
3.4.2 Исследование в квадратно-волновом режиме 73
3.4.3 Выбор режима вольтамперометрических определений 77
3.5 Испытания в выбранном режиме на стеклоуглеродном электроде 78
3.6 Испытания на толстопленочном углеродсодержащем электроде 80
3.6.1 Испытания в выбранном режиме на толстопленочном
углеродсодержащем электроде 82
3.7 Оценка показателей качества методики анализа 83
3.7.1 Линейность 83
3.7.2 Прецизионность 86
3.7.2.1 Повторяемость (сходимость) 86
3.7.2.2 Воспроизводимость (внутрилабораторная прецизионность) ... 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 90
Вирусы гриппа чрезвычайно изменчивы, с каждым годом они мутируют, создавая трудности для борьбы с новыми видами гриппа. В связи с этим требуется разрабатывать все новые и новые препараты, более активные и безопасные. В настоящее время существует определенная фармакологическая ниша лекарственных средств на основе нитросоединией, которые эффективно действуют против различных видов гриппа. Список таких препаратов постоянно пополняется, синтезируются новые соединения [1-5].
Одним из них является потенциальный лекарственный препарат нового класса, натриевая соль 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-с]-1,2,4- триазин-7-она, дигидрат (УПИ-802) (рис. 5, е), который показал высокие результаты противовирусной активности. Сейчас данный препарат находится на этапе доклинических испытаний, в связи с этим требуется контроль качества вещества на производстве в дальнейшем.
При определении основного вещества в объектах фармации вольтамперометрия (ВА) часто не уступает по чувствительности и селективности другим физико-химическим методам. При этом ВА анализ отличается быстротой, простым, недорогим и портативным оборудованием, которое не требует применения токсичных органических растворителей и привлечения дорогостоящего персонала для своего обслуживания [6].
Анализ литературных данных [6-11] показал, что определение нитрогруппы весьма затруднительно, так как процессы электровосстановления в разных средах существенно различаются. Механизм восстановления в кислых и щелочных водных средах проходит с предшествующей протонизацией. Таким образом, необходимо исследовать электрохимическое поведение вещества в различных рН водных растворов и апротонных средах, чтобы выбрать оптимальные параметры для дальнейшего исследования. Мешающим фактором может являться растворенный кислород, поскольку он электроактивен. Поэтому необходимо проверить этот фактор удалением кислорода с помощью двух способов: насыщения раствора инертным газом (азот, аргон, гелий) и добавления сульфита натрия, который связывает растворенный кислород [6-8]. Химический способ является простым и экспрессным, позволяет сократить время анализа и расход инертного газа. Однако данный способ не подходит для применения в кислых средах. Ранее в работе [12] было показано, что для практически полного связывания растворенного кислорода достаточно выдержки раствора в течение 1-2 мин после однократного добавления раствора сульфита натрия.
Целью настоящей работы является количественное определение лекарственного вещества натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло- [5,1-с]-1,2,4-триазин-7-она, дигидрата методом вольтамперометрии.
В целях создания вольтамперометрической методики определения УПИ- 802 необходимо выполнить ряд задач:
• исследовать возможность использования метода вольтамперометрии для определения натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-с]- 1,2,4-триазин-7-она, дигидрата на стеклоуглеродном и толстопленочном углеродсодержащем электродах;
• установить зависимость значения потенциала пика восстановления от структуры нитросоединения;
• исследовать влияние растворенного кислорода на процесс электровосстановления УПИ-802 в условиях физического (продувка инертным газом аргоном) и химического (добавление сульфита натрия) удаления и без удаления кислорода;
• необходимо установить природу происходящих процессов, в том числе, природу лимитирующей стадии, провести расчет количества электронов, принимающих участие в процессах электровосстановления УПИ- 802;
• изучить влияние рН среды на ток и потенциал восстановления исследуемого вещества;
• рассмотреть влияние режима вольтамперометрических измерений на ток восстановления УПИ-802;
• выбрать оптимальные параметры для формирования аналитического сигнала на стеклоуглеродном электроде;
• подобрать чувствительный электрохимический сенсор на основе углеродсодержащих чернил марки проводящего материала Carbon Paste, Carbon Paste (Heavy Metal Detection), Electrodag PF-407C для количественного определения УПИ-802;
• разработать подробный алгоритм процедуры анализа субстанции лекарственного вещества УПИ-802 на толстопленочных электродах;
• выполнить оценку показателей качества методики анализа, таких как линейность, повторяемость (сходимость) и внутрилабораторная прецизионность.
Одним из них является потенциальный лекарственный препарат нового класса, натриевая соль 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-с]-1,2,4- триазин-7-она, дигидрат (УПИ-802) (рис. 5, е), который показал высокие результаты противовирусной активности. Сейчас данный препарат находится на этапе доклинических испытаний, в связи с этим требуется контроль качества вещества на производстве в дальнейшем.
При определении основного вещества в объектах фармации вольтамперометрия (ВА) часто не уступает по чувствительности и селективности другим физико-химическим методам. При этом ВА анализ отличается быстротой, простым, недорогим и портативным оборудованием, которое не требует применения токсичных органических растворителей и привлечения дорогостоящего персонала для своего обслуживания [6].
Анализ литературных данных [6-11] показал, что определение нитрогруппы весьма затруднительно, так как процессы электровосстановления в разных средах существенно различаются. Механизм восстановления в кислых и щелочных водных средах проходит с предшествующей протонизацией. Таким образом, необходимо исследовать электрохимическое поведение вещества в различных рН водных растворов и апротонных средах, чтобы выбрать оптимальные параметры для дальнейшего исследования. Мешающим фактором может являться растворенный кислород, поскольку он электроактивен. Поэтому необходимо проверить этот фактор удалением кислорода с помощью двух способов: насыщения раствора инертным газом (азот, аргон, гелий) и добавления сульфита натрия, который связывает растворенный кислород [6-8]. Химический способ является простым и экспрессным, позволяет сократить время анализа и расход инертного газа. Однако данный способ не подходит для применения в кислых средах. Ранее в работе [12] было показано, что для практически полного связывания растворенного кислорода достаточно выдержки раствора в течение 1-2 мин после однократного добавления раствора сульфита натрия.
Целью настоящей работы является количественное определение лекарственного вещества натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло- [5,1-с]-1,2,4-триазин-7-она, дигидрата методом вольтамперометрии.
В целях создания вольтамперометрической методики определения УПИ- 802 необходимо выполнить ряд задач:
• исследовать возможность использования метода вольтамперометрии для определения натриевой соли 2-этилтио-6-нитро-1,2,4-триазоло-[5,1-с]- 1,2,4-триазин-7-она, дигидрата на стеклоуглеродном и толстопленочном углеродсодержащем электродах;
• установить зависимость значения потенциала пика восстановления от структуры нитросоединения;
• исследовать влияние растворенного кислорода на процесс электровосстановления УПИ-802 в условиях физического (продувка инертным газом аргоном) и химического (добавление сульфита натрия) удаления и без удаления кислорода;
• необходимо установить природу происходящих процессов, в том числе, природу лимитирующей стадии, провести расчет количества электронов, принимающих участие в процессах электровосстановления УПИ- 802;
• изучить влияние рН среды на ток и потенциал восстановления исследуемого вещества;
• рассмотреть влияние режима вольтамперометрических измерений на ток восстановления УПИ-802;
• выбрать оптимальные параметры для формирования аналитического сигнала на стеклоуглеродном электроде;
• подобрать чувствительный электрохимический сенсор на основе углеродсодержащих чернил марки проводящего материала Carbon Paste, Carbon Paste (Heavy Metal Detection), Electrodag PF-407C для количественного определения УПИ-802;
• разработать подробный алгоритм процедуры анализа субстанции лекарственного вещества УПИ-802 на толстопленочных электродах;
• выполнить оценку показателей качества методики анализа, таких как линейность, повторяемость (сходимость) и внутрилабораторная прецизионность.
В ходе проведения исследований для осуществления цели работы были решены все поставленные задачи.
Установлено, что процесс восстановления нитрогруппы исследуемого вещества УПИ-802 в буферном растворе Бриттона-Робинсона является необратимым, контролируется диффузионной кинетикой и проходит в две стадии. Первая волна восстановления, лежащая в диапазоне потенциалов -0,31 - (-0,8) В, соответствует присоединению 4 электронов. Рассчитанный коэффициент диффузии, равный 1,024-10-6 см2/с, соответствует литературным данным для нитроароматических соединений. Было обнаружено, что реакционная способность УПИ-802 напрямую зависит от рН среды: чем выше степень протонирования, тем выше реакционная способность.
Показано, что воспроизводимость результатов в условиях удаления кислорода лучше.
Выбран оптимальный режим регистрации вольтамперограмм исследуемого вещества УПИ-802 в условиях химического способа удаления растворенного кислорода - квадратно-волновой с амплитудой импульса 0,05 В, частотой импульса 35 Гц, шагом развертки 0,005 В в интервале потенциалов 0 - (-1,2) В при рН фонового электролита равного 7.
Показана возможность применения толстопленочных углеродсодержащих электродов (Carbon Paste, Carbon Paste (Heavy Metal Detection), Electrodag PF-407C) для вольтамперометрического определения УПИ-802. Наилучшие результаты показал электрохимический сенсор на основе чернил Electrodag PF-407C.
Разработан алгоритм процедуры анализа субстанции лекарственного вещества УПИ-802 на толстопленочных электродах. ТУЭ сокращает время анализа: не требует механической чистки и легко и быстро изготавливается.
Выполнена оценка качества методики анализа по таким показателям, как линейность, повторяемость (сходимость) и внутрилабораторная прецизионность по двум электродам. Результаты расчетов показали, что толстопленочный электрод не уступает стеклоуглеродному электроду по данным показателям: полученный коэффициент корреляции равный 0,9984 (СУЭ) и 0,9969 (ТУЭ) говорит о том, что методика соответствует критерию приемлемости по показателю линейность. Расхождение между параллельными измерениями каждой концентрации для ТУЭ немного больше, чем для СУЭ. Предел внутрилабораторной прецизионности не превышает 100% для двух электродов.
Установлено, что процесс восстановления нитрогруппы исследуемого вещества УПИ-802 в буферном растворе Бриттона-Робинсона является необратимым, контролируется диффузионной кинетикой и проходит в две стадии. Первая волна восстановления, лежащая в диапазоне потенциалов -0,31 - (-0,8) В, соответствует присоединению 4 электронов. Рассчитанный коэффициент диффузии, равный 1,024-10-6 см2/с, соответствует литературным данным для нитроароматических соединений. Было обнаружено, что реакционная способность УПИ-802 напрямую зависит от рН среды: чем выше степень протонирования, тем выше реакционная способность.
Показано, что воспроизводимость результатов в условиях удаления кислорода лучше.
Выбран оптимальный режим регистрации вольтамперограмм исследуемого вещества УПИ-802 в условиях химического способа удаления растворенного кислорода - квадратно-волновой с амплитудой импульса 0,05 В, частотой импульса 35 Гц, шагом развертки 0,005 В в интервале потенциалов 0 - (-1,2) В при рН фонового электролита равного 7.
Показана возможность применения толстопленочных углеродсодержащих электродов (Carbon Paste, Carbon Paste (Heavy Metal Detection), Electrodag PF-407C) для вольтамперометрического определения УПИ-802. Наилучшие результаты показал электрохимический сенсор на основе чернил Electrodag PF-407C.
Разработан алгоритм процедуры анализа субстанции лекарственного вещества УПИ-802 на толстопленочных электродах. ТУЭ сокращает время анализа: не требует механической чистки и легко и быстро изготавливается.
Выполнена оценка качества методики анализа по таким показателям, как линейность, повторяемость (сходимость) и внутрилабораторная прецизионность по двум электродам. Результаты расчетов показали, что толстопленочный электрод не уступает стеклоуглеродному электроду по данным показателям: полученный коэффициент корреляции равный 0,9984 (СУЭ) и 0,9969 (ТУЭ) говорит о том, что методика соответствует критерию приемлемости по показателю линейность. Расхождение между параллельными измерениями каждой концентрации для ТУЭ немного больше, чем для СУЭ. Предел внутрилабораторной прецизионности не превышает 100% для двух электродов.