Геокчян Н.О. ЭКСТРАКЦИОННО

Геокчян Н.О.
ЭКСТРАКЦИОННО-СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
БЕНЗИЛПЕНИЦИЛЛИНА ОКСИНОВЫМ КРАСИТЕЛЕМ ПИРОНИНОМ “Б”
Из литературного обзора выяснилось, что экстракционно-спектрофотометрические
методы определения антибиотиков с применением органических особенно основных
красителей ограничены. До настоящего времени в литературе описано небольшое число
окрашенных комплексных соединений антибиотиков с органическими реагентамикрасителями, которые использовались для его экстракционно-спектрофотометрического
определения.
Но достижения аналитической химии последних десятилетий диктуют необходимость
использовать
современные
методы
анализа
в
частности
экстракционноспектрофотометрические методы анализа антибиотиков, которые обеспечивают высокую
чувствительность, избирательность и селективность методов.
Одним из перспективных путей успешного решения этой задачи является изучение и
применение основных красителей, которые раннее для этой цепи не применялись.
Следовательно, изучение новых высокочувствительных и избирательных реагентов и
аналитических реакций остается одной из наиболее актуальных проблем современной
аналитической химии антибиотиков.
Для получения полной информации о свойствах, а также для прогнозирования
пригодности реагента для использования в аналитической химии антибиотиков весьма
перспективным является сочетание внутренней структуры с наличием гетероатомов с
полученными
экспериментальными
данными,
особенно
в
экстракционноспектрофотометрическом варианте при использование других реагентов, а также попытаться
дать теоретическое и экспериментальное обоснование для целенаправленного поиска
наиболее высокочувствительных и селективных реагентов, представляющих теоретический и
практический интерес.
По литературным данным, несмотря на наличие разных групп антибиотиков, а также
новых эффективных синтетических антибактериальных препаратов пенициллинных и
продолжают занимать значительное место в терапии инфекционных болезней. Для
количественного определения антибиотиков существуют различные физико-химические
методы – это в основном высокоэффективная жидкостная хроматография [1–3], обращенофазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии [4]. Но эти методы трудоемки и
главное требуют дорогостоящей аппаратуры.
Но последние десятилетия одним из наиболее надежных экспрессных
высокочувствительных и эффективных методов количественного определения антибиотиков
и контроля ПДК весьма актуальнымы являются экстракционно-спектрофотометрические
методы с использованием основных органических красителей различных классов
(оксазиновые, оксиновые, акридиновые) [5–9].
В дальнейшем, в виде отдельной публикации, предусмотрено дать сравнительную
характеристику этих классов, где приводятся аналитические параметры (чувствительность,
избирательность, оптимальные условия) при использовании различных реагентов для
определения в лекарственных препаратах активных компонентов, содержащих в своей
внутренней структуре -лактамное кольцо, которое характерно для группы пенициллина.
N
По литературным данным это же кольцо характерно для молекулы некоторых других
природных антибиотиков целого ряда их полусинтетических производных. Данные препараты
стали объединять в группу -лактамных антибиотиков и к этой группе относится около 50%
антибиотиков, применяемых в современной медицинской практике. Антибиотики различ-
ного химического строения характеризуются особым выборочным воздействием
на
определенные виды микробов, поэтому они находят все более широкое применение в
медицине, в качестве профилактического терапевтического средства. В связи с этим,
актуальна проблема определения антибиотиков, как одной из групп лекарственного
препарата. Для экспрессного и надежного обнаружения антибиотиков весьма актуально и
представляет большой интерес применение экстракционно-спектрофотометрического метода
определения с использованием органических основных красителей различного класса.
Настоящее исследование посвященно экстракционно-спектрофотометрическому методу
определения бензилпенициллина органическим основным красителем оксинового ряда
пиронину “Б” (ПБ), который для определения бензилпенициллина в литературе применяется
впервые. Раннее этот краситель был применен для определения малых количеств
левомицетина [8].
Форм ула р еаг ента- кр асителя
+
Cl .
(C 2H 5 ) 2N
O
N (C 2 H 5 )2
Эксперимен таль ная часть .
Методика исследования. Запасной раствор бензилпенициллина (натриевая соль)
готовили из лекарственного препарата растворением точной навески препарата производства
фирмы ОАО “Биосинтез” (Россия) в дистиллированной воде. Рабочие растворы
бензилпенициллина готовили ежедневно, соответствующим разбавлением запасного раствора.
Водный раствор реагента-красителя пиронина “Б” (ПБ) готовили растворением точной навески препарата марки “ч.д.а.” в воде и отфильтровали.
Органические растворители квалификации “ч.д.а.” и “х.ч.” использовались без
дополнительной очистки. Оптическую плотность (ОП) измеряли на спектрофотометре СФ–16,
pH-растворов – на потенциометре ЛПУ-01 со стеклянным электродом. Предварительными
опытами было установлено, что натриевая соль бензилпенициллина с катионом красителя ПБ
образует ионный ассоциат (ИА) красного цвета.
Исследованы оптимальные условия образования и экстракции ИА. Из большого числа
органических растворителей, а также их бинарных смесей опробованных для извлечения
образующегося ионного ассоциата (ИА) наиболее эффективным оказалась бинарная смесь
дихлорэтана (ДХЭ) с четыреххлористым углеродом (CCl4) в объемном соотношении 1:1 (5,0
мл+5,0 мл). Объемное соотношение водной и органических фаз составляет 2:1 (10 мл+5 мл).
ИА выделяется в виде осадка, а органический растворитель – бинарная смесь (ДХЭ+CCl4)
флотирует образующий осадок ИА на дне и на стенках в делительной воронке.
В дальнейшем, образующийся осадок ИА растворяется в ацетоне, получается экстракт
красного цвета. Максимум светопоглощения экстрактов и растворов ПБ наблюдается при
длине волны =545 нм. Бензилпенициллин практически полностью извлекается однократной
экстракцией из pH 1,0 по HCl растворов в присутствии 0,8–1,4 мл 0,05% раствора ПБ.
Экстракционное равновесие достигается за 1,0 минут. Методом повторной экстракции был
определен фактор извлечения (R=92,2%). Окрашенные экстракты устойчивы в течение 2
часов. Подчиняемость основному закону фотометрии наблюдается в интервале концентрации
бензилпенициллина 15–1200 мкг БП/мл. На основании данных калибровочного графика было
1
1
рассчитано среднее значение молярного коэффициента погашения  545  120 л  моль  см .
Методом прямой линии Асмуса установлено, что мольное отношение катиона красителя
к аниону бензилпенициллина в ИА равно 1:1. В найденных оптимальных условиях была
изучена избирательность экстракции и мешающее влияние некоторых других антибиотиков
на определение бензилпенициллина.
pH-1,0 по HCl, в=1,0 см, =545 нм
Антиби отики
Левомицетин
1 г/100/25/50/ – 0,5 мл
Оксациллин
0,5 г/100/2/100/ – 1,0 мл
Гентамицин
0,08 г/50/ –1,0 мл
Ампициллин
0,5 г/100/10/50/ – 0,5 мл
Ас/х
Ах/р
0,185
0,086
0,012
0,06
0,195
Как видно из таблицы в разработанных оптимальных условиях хорошо экстрагируется
левомицитин, оксациллин и ампициллин, но не мешает гентамицин.
Таким образом, нами установлено, что при высоких значениях кислотности опять
наблюдается резкое понижение значения оптической плотности ИА уже при 1,0 N по HCl. Это
явление совпадает с химическим свойством бензилпенициллина. Известно, что
бензилпенициллин при высоких значениях кислотности не активен, он разлагается при
воздействии концентрированных кислот, оснований и окислителей. С другой сторны,
бензилпенициллин при высоких значениях кислотности образует не активную бензилпенициллиновую кислоту, что и отличает последнего от других антибиотиков. Разработанная
методика имеет низкое значение молярного коэффициента. По всей вероятности т.к. реагенткраситель пиронин “Б” в своей внутренней структуре содержит гетероатом кислорода (–О–)
воздействует на пенициллин, т.к. известно, что бензилпенициллин не активен и разлагается
под воздействием концентрированных кислот, оснований и окислителей, как отмечено выше.
По всей вероятности гетероатом кислорода, который находится в молекуле пиронина “Б”
играет роль окислителя.
Раннее нами разработана методика определения бензилпенициллина диазиновым
красителем – сафранином”Т”. В молекуле сафранина “Т” содержится гетероатом азота (N),
который увеличивает окраску раствора и экстрактов.
Таким образом, на основании полученных данных нами разработана новая методика
количественного определения микрограммовых количеств бензилпенициллина в
фармпрепаратах органическим основным красителем оксинового ряда пиронином”Б”.
Разработанная методика отличается тем, что позволяет определять широкий
концентрационный интервал бензилпенициллина (15–1200 мкг/мл), как в больших
миллиграммовых, так и в микрограммовых количествах. Кажется, разработанная методика
может найти широкое практическое применение.
Кафедра аналитической химии
Ереванского Государственного
университета.
Ли т ер ат ур а
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Joshida N., Tani Y, Ogata K. – J. Antibiotics (Tokyo), 1992, v. 5, p. 653.
Moats William A., Raida Hazik Khan – J. Agric. Food Chem.., 1995, v. 43, p. 931.
Соколова Л.И., Черняев А.П. – ЖАХ, 2001, т. 56, № 11, с. 1177–1180.
Соколова Л.И., Чучалина И.В. – ЖАХ, 2006, т. 61, № 12, с. 1238–1242.
Геокчян Н.О., Микаелян Дж.А., Егиазарян А.А., Хачатрян А.Г. – Ученые записки ЕГУ, 2002, № 3, с. 61–65.
Геокчян Н.О., Микаелян Дж.А., Егиазарян А.А., Хачатрян А.Г. – ДНАН РА, 2002, т. 102, № 4, с. 330–334.
Геокчян Н.О., Микаелян Дж.А., Егиазарян А.А., Хачатрян А.Г. – Ученые записки ЕГУ, 2005, № 3, с. 90–93.
Геокчян Н.О. – Вестник хирургии Армении им. Г.С. Тамазяна, 2007, № 4(61), с. 112–118.
Геокчян Н.О., Егиазарян А.А – Вестник хирургии Армении им. Г.С. Тамазяна, 2009, № 1(66), с. 30–37.