Физические свойства фармацевтических субстанций: агрегатное состояние, внешний вид, окраска, кристалличность, полиморфизм.

фармацевтическая субстанция или активное фармацевтическое вещество: вещество природного, синтетического или биотехнологического происхождения, обладающее фармакологической активностью и используемое для промышленного производства и аптечного изготовления лекарственных средств.

по физическому состоянию субстан бывают: жидкость, микрокапсулы, гранулы, порошок. По окраске бывают белые, почти белые, желтые, с желтоватым оттенком и др.

Агрегатное сост, внешний вид, окраска описываютя в разделе «Описание» частной фармакопейной статьи на субстанцию. Напр, описание аденозина:

По гигроскопичности бывают: расплывается на воздухе (образуется жидкость), очень гигроскопичен, гигроскопичен, слегка гигроскопичен.

Ттвердые субстанции бывают кристаллическими, мелкокристаллическими, аморфными (некристаллическими). Характеристика кристалличности субстанции является одним из важных параметров, от которого зависит качество твердых дозированных лекарственных форм.

Полиморфи́зм — способность вещества в твердом состоянии существовать в различных кристаллических формах (полиморфных модификациях) при одном и том же химич составе.

Оценка полиморфизма субстанции обязательна в тех случаях, когда полиморфная модификация определяет фармакологическую активность готовой лекарственной формы и ее фармако-технологические свойства.

Если это явление наблюдается у химич элемента (напр у серы), тогда используеся термин аллотропия.

 

50,51 Хроматографические методы идентификации. БУМАЖНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ. Хроматография на бумаге представляет собой хроматографический метод разделения, при котором подвижная жидкая фаза перемещается по капиллярам и поверхности фильтровальной бумаги, либо веществ, предварительно нанесенных на ее волокна. В бумажной хроматографии используют хроматографическую бумагу нужной плотности квалификации «Для хроматографии». Бумажная хроматография м.б. восходящая и нисходящая. ТОНКОСЛОЙНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ. Тонкослойная хроматография (ТСХ) представляет собой метод разделения, в котором используется неподвижная фаза, состоящая из подходящего материала, нанесенного в виде тонкого слоя и зафиксированного на подложке (пластинке) из стекла, металла или пластмассы. Перед хроматографированием растворы анализируемых веществ наносят на пластинку. Разделение основано на процессах адсорбции, распределения, ионного обмена или на их комбинации и осуществляется посредством перемещения в тонком слое (неподвижной фазе) исследуемых веществ, растворенных в растворителе или соответствующей смеси растворителей (подвижной фазе). Идентификация. Основное пятно на хроматограмме, полученной для испытуемого раствора, сравнивают визуально с соответствующим пятном на хроматограмме, полученной для раствора стандартного образца (раствора сравнения), сравнивая окраску (цвет флуоресценции), размер и величину удерживания (Rf) обоих пятен.Величину удерживания (Rf) определяют как отношение расстояния от точки нанесения пятна до центра кромки пятна после хроматографирования к расстоянию, пройденному фронтом растворителя от точки нанесения. ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ. Газовая хроматография (ГХ) представляет собой метод разделения, в котором подвижной фазой является газ (газ-носитель), а неподвижной фазой, помещенной в колонку, является твердое вещество или жидкость, нанесенные на твердый инертный носитель или равномерно покрывающие внутренние стенки колонки. Газовая хроматография основана на механизмах адсорбции и/или распределения. ЖИДКОСТНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ. Жидкостная хроматография (ЖХ) представляет собой метод разделения, в котором подвижной фазой является жидкость, а неподвижной фазой, помещенной в колонку, является тонкодисперсное твердое вещество или жидкость, нанесенная на твердый тонкодисперсный носитель, или химически модифицированный тонкодисперсный носитель посредством введения органических групп.Жидкостная хроматография основана на механизмах адсорбции, распределения, ионного обмена или разделения по размерам молекул. Идентификация. Время выхода пика анализируемого вещества на хроматограмме, полученной для испытуемого раствора, сравнивают со временем выхода вещества на хроматограмме, полученной для раствора стандартного образца (раствора сравнения).

64. Определение температуры плавления, температуры затвердевания, температуры каплепадения. Температура плавления, определенная капиллярным методом, представляет собой температуру, при которой последняя твердая частичка уплотненного столбика вещества в капиллярной трубке переходит в жидкую фазу. Весь процесс плавления протекает в течение определенного промежутка времени и определенного интервала температур: начало плавления – появление первой капли жидкости и конец плавления (температура плавления) – полный переход вещества в жидкое состояние. Этот интервал температур, не должен превышать 2°С, если нет других указаний в частной статье. Капиллярный метод применяют для определения температуры плавления твердых веществ, легко превращаемых в порошок. Для некоторых веществ определяют температуру разжижения, называемую обычно температурой плавления. Открытый капиллярный метод применяют для веществ, имеющих аморфную структуру, не растирающихся в порошок и плавящихся ниже температуры кипения воды, таких как жиры, воск, парафин, вазелин, смолы. Метод мгновенного плавления применяют для твердых веществ, легко превращаемых в порошок. Температуру плавления по этому методу рассчитывают по формуле:

(t 1 + t 2)/2

где:

t 1 – первая температура;

t 2 – вторая температура.

Температура каплепадения представляет собой температуру, при которой в условиях, приведенных ниже, первая капля расплавленного испытуемого вещества падает из чашечки. Определение температуры каплепадения проводят для веществ, не растирающихся в порошок и плавящихся ниже температуры кипения воды, таких как жиры, воск, парафин, вазелин, смолы. Прибор состоит из двух металлических гильз (А) и (В), соединенных одна с другой посредством резьбы. Гильза (А) прикреплена к ртутному термометру. В нижней части гильзы (В) с помощью двух уплотнителей (Е) свободно закреплена металлическая чашечка (F). Точное положение чашечки определяется фиксаторами (D) длиной 2 мм, которые используются также для центровки термометра. Проводят не менее трех определений, каждый раз с новым образцом вещества. Разность между показаниями не должна превышать 3°С. Среднее из полученных значений представляет собой температуру каплепадения.

Температура затвердевания представляет собой максимальную температуру, при которой происходит затвердевание переохлажденной жидкости. Прибор состоит из пробирки для проведения определения диаметром около 25 мм и длиной около 150 мм, помещенной во внутрь другой пробирки диаметром около 40 мм и длиной около 160 мм. Внутренняя пробирка закрыта пробкой, снабженной термометром длиной около 175 мм с ценой деления 0.2°С, который закреплен таким образом, чтобы ртутный шарик находился на уровне около 15 мм от дна пробирки. В пробке имеется отверстие, через которое проходит вал мешалки, изготовленный из стеклянного стержня или другого подходящего материала, загнутый на конце под прямым углом в виде петли, внешний диаметр которой около 18 мм. Внутреннюю пробирку вместе с внешней пробиркой размещают в центре сосуда вместимостью 1 л, в который помещают подходящую охлаждающую жидкость, уровень которой находится в пределах 20 мм от верхнего края сосуда. Охлаждающая баня также должна быть снабжена термометром.

Определение температурных пределов перегонки и температуры кипения. Температурные пределы перегонки представляют собой интервал температур, приведенных к давлению 101,3 кПа (760 мм рт. ст.), в пределах которого перегоняется жидкость или некоторая ее фракция в определенных условиях. Прибор состоит из перегонной колбы (А), прямого холодильника (В), присоединенного к колбе с видимой стороны, и вставной трубки (алонжа) (С), присоединенной к концу холодильника. В горловину колбы помещают термометр таким образом, чтобы конец ртутного резервуара находился на 5 мм ниже от нижнего края отводной трубки перегонной колбы. Используют термометр с диапазоном шкалы близкой 50°С с ценой деления 0,2°С. Во время определения колбу, включая и горловину, предохраняют от охлаждения подходящим экраном. 50,0 мл испытуемой жидкости и несколько кусочков пористого материала помещают в колбу (А). Для жидкостей, кипящих при температуре ниже 150°С, применяют охлаждение циркулирующей водой. Колбу нагревают таким образом, чтобы быстро достичь кипения, и отмечают температуру, при которой в цилиндр поступают первые капли отгона. Устанавливают нагревание, которое обеспечивает перегонку от 2 до 3 мл в минуту и отмечают температуру, при которой вся жидкость или некоторая ее фракция, объем которой измеряют при температуре 20°С, отогнаны. Отгон собирают в цилиндр вместимостью 50 мл с ценой деления 1 мл. Вносят поправку в наблюдаемую температуру для приведения к нормальному давлению по формуле:

t 1 = t 2 + k (101,3 - b),

где:

t 1 – исправленная температура, в градусах Цельсия; t 2 – наблюдаемая температура при давлении b, в градусах Цельсия; k – поправочный коэффициент b – барометрическое давление во время перегонки, в килопаскалях.

Точкой кипения называется скорректированная температура, при которой давление паров жидкости равно 101,3 кПа.В данном случае используется прибор, что и для определения пределов перегонки, за исключением того, что термометр вводится в горло колбы таким образом, чтобы нижний конец ртутной части термометра был на уровне нижнего конца горла перегонной колбы и, чтобы сама колба располагалась на пластине из изолирующего материала со сквозными отверстиями 35 мм.20,0 мл испытуемой жидкости и несколько кусочков пористого материала помещают в колбу (А). Нагревают колбу таким образом, чтобы быстро наступило кипение, и записывают температуру, при которой жидкость начинает вытекать из бокового отвода в конденсатор. Вносят поправку (см. формулу выше).

65. Относительная плотность. Определение плотности жидкостей с помощью пикнометра и ареометра. Относительная плотность представляет собой отношение массы определенного объема вещества к массе равного его объема воды при температуре 20^оС.Относительную плотность определяют с помощью пикнометра, плотномера, гигростатических весов или ареометра. Относительная плотность вещества представляет собой отношение массы определенного объема вещества при температуре 20^оС к массе равному ему объема воды при температуре 4^оС. Плотность ρ₂₀ − это отношение массы вещества к его объему при температуре 20^оС. Плотность выражают в кг/м³ (1 кг/м³ = 10^–3г/см³). Чаще всего измерение плотности проводят в г/см³. Метод 1. Применяют в случае определения плотности жидкостей с точностью до 0,001.Чистый сухой пикнометр взвешивают с точностью до 0,0002 г, заполняют при помощи сухой воронки водой Р чуть выше метки, закрывают пробкой и выдерживают на протяжении 20 минут в термостате (t воды д.б. 20^оС с точностью до 0,1^оС). При этой температуре уровень воды в пикнометре доводят до метки, быстро отбирая избыток воды при помощи пипетки или завернутой в трубку полоски фильтровальной бумаги.Пикнометр снова закрывают пробкой и выдерживают в термостате еще 10 минут, проверяя положение мениска по отношению к метке. Затем пикнометр вынимают из термостата, фильтровальной бумагой вытирают внутреннюю поверхность шейки пикнометра, весь пикнометр снаружи, оставляют под стеклом весов на протяжении 10 минут и взвешивают с точностью, указанной выше.Пикнометр освобождают от воды, высушивают, ополаскивая последовательно спиртом и эфиром (сушить пикнометр путем нагревания не допускается), удаляют остаток эфира продуванием воздуха, заполняют пикнометр испытуемой жидкостью и затем проводят те же операции, что и с водой.Плотность ρ₂₀ (г/см³) вычисляют по формуле:

m - масса пустого пикнометра, в граммах; m 1 - масса пикнометра с водой Р, в граммах; m 2 - масса пикнометра с испытуемой жидкостью, в граммах; 0,99703 - значение плотности воды при 20оС (в г/см3 с учетом плотности воздуха); 0,0012 - плотность воздуха при 20оС и барометрическом давлении 760 мм рт.ст.

Метод 2. Применяют в случае определения плотности жидкостей с точностью до 0,01. Испытуемую жидкость (при 20^оС) помещают в цилиндр и опускают в нее чистый сухой ареометр, шкала которого позволяет определить ожидаемую величину плотности. Ареометр не выпускают из рук пока не станет очевидным, что он плавает; ареометр не должен касаться стенок и дна цилиндра. Отсчет плотности проводят через 3-4 мин. после погружения ареометра по нижнему мениску жидкости (при отсчете глаз должен быть на уровне мениска). Определение плотности сильнолетучих веществ ареометром не допускается; в случае определения темноокрашенных жидкостей отсчет производят по верхнему мениску.

66 Показатель преломления (индекс рефракции). Абсолютный и относительный показатель преломления. Показатель преломления n_λ среды относительно воздуха равняется отношению синуса угла падения луча света в воздухе к синусу угла преломления луча света в данной среде. Абсолютный показатель преломления − отношение скорости распространения света в вакууме к скорости распространения света в испытуемом веществе. Относительный показатель преломления – это отношение скорости распространения света в воздухе к скорости распространения света в испытуемом веществе.Если нет других указаний в частной статье, определение показателя преломления проводят при температуре (20+0,5)^оС при длине волны линии D спектра натрия λ=589,3 нм, показатель преломления, определенный в таких условиях, обозначают индексом .Показатель преломления зависит от: температуры, длины волны света, при которой проводят определение, концентрации вещества, природы растворителя. Определение показателя преломления применяется для установления подлинности и чистоты вещества. Метод применяют также для определения концентрации вещества в растворе, которую находят по графику зависимости показателя преломления от концентрации. В таком случае точность измерения показателя преломления должна быть не ниже ±2·10^-4. На графике выбирают интервал концентраций, в котором соблюдается линейная зависимость между коэффициентом преломления и концентрацией. В этом интервале концентрацию можно вычислить по формуле:

Х - концентрация вещества в растворе; n - показатель преломления раствора; n₀ - показатель преломления растворителя при той же температуре; F - фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1% (устанавливается экспериментально).

 

66 Определение показателя преломления. Определение показателя преломления применяется для установленияподлинности и чистоты вещества. Метод применяют также для определенияконцентрации вещества в растворе, которую находят по графику зависимостипоказателя преломления от концентрации. В таком случае точность измеренияпоказателя преломления должна быть не ниже +2·10-4. На графике выбираютинтервал концентраций, в котором соблюдается линейная зависимость междукоэффициентом преломления и концентрацией. В этом интервале концентрациюможно вычислить по формуле:

где:

Х - концентрация вещества в растворе; n - показатель преломления раствора; n 0 - показатель преломления растворителя при той же температуре; F - фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1% (устанавливается экспериментально). Рефрактометры обычно определяют критический угол. В таких приборах главной частью является призма с известным показателем преломления, которая контактирует с анализируемой жидкостью. Для калибровки приборов используют эталонные вещества. Значение показателя преломления каждой эталонной жидкости обозначается на этикетке. Градуировка приборов проводится по эталонным

жидкостям, прилагаемым к приборам, или дистиллированной воде. При использовании белого света рефрактометры должны быть оборудованы компенсационной системой. Прибор должен давать показания с точностью как минимум до третьего десятичного знака и обеспечивать возможность проведения операций при заданной температуре. Цена деления термометра не должна превышать 0,5°С.

Применение показателя преломления для установления подлинности, чистоты и количественного определения веществ. Если нет других указаний в частной статье, определение показателя преломления проводят при температуре (20+0,5)^оС при длине волны линии D спектра натрия λ=589,3 нм, показатель преломления, определенный в таких условиях, обозначают индексом .Показатель преломления зависит от: температуры, длины волны света, при которой проводят определение, концентрации вещества, природы растворителя. Определение показателя преломления применяется для установленияподлинности и чистоты вещества. Метод применяют также для определенияконцентрации вещества в растворе, которую находят по графику зависимостипоказателя преломления от концентрации. В таком случае точность измеренияпоказателя преломления должна быть не ниже +2·10-4. На графике выбираютинтервал концентраций, в котором соблюдается линейная зависимость междукоэффициентом преломления и концентрацией. В этом интервале концентрациюможно вычислить по формуле:

где:

Х - концентрация вещества в растворе; n - показатель преломления раствора; n 0 - показатель преломления растворителя при той же температуре; F - фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1% (устанавливается экспериментально). Рефрактометры обычно определяют критический угол. В таких приборах главной частью является призма с известным показателем преломления, которая контактирует с анализируемой жидкостью. Для калибровки приборов используют эталонные вещества. Значение показателя преломления каждой эталонной жидкости обозначается на этикетке. Градуировка приборов проводится по эталонным

жидкостям, прилагаемым к приборам, или дистиллированной воде. При использовании белого света рефрактометры должны быть оборудованы компенсационной системой. Прибор должен давать показания с точностью как минимум до третьего десятичного знака и обеспечивать возможность проведения операций при заданной температуре. Цена деления термометра не должна превышать 0,5°С.

 

 

 

66 Оптическое вращение. Угол оптического вращения. Удельное оптическое вращение. Методика и условия определения. Оптическое вращение – это свойство вещества вращать плоскость поляризации поляризованного света. Положительное (+) для правовращающих веществ (вращают плоскость поляризации по часовой стрелке) и отрицательное (-) для левовращающих веществ. Удельное оптическое вращение [ ,выраженное в радианах (рад) −вращение, вызванное слоем жидкости или р-ра толщиной 1 м, содержащим 1 кг оптически активного вещества в 1 м³ при прохождении через него поляризованного света с длиной волны λ при температуре t. Для практических целей удельное оптическое вращение [ обычно выражают в мрад.∙м²∙кг^-1). Угол оптического вращения жидких веществ –угол вращения α плоскости поляризации, выраженный в градусах (^о), при длине волны линии D спектра натрия (λ = 589,3 нм), измеренный при температуре 20^оС в толщине слоя 1 дм. Удельное оптическое вращение жидкости – угол вращения α плоскости поляризации, выраженный в градусах (^о), при длине волны линии D спектра натрия (λ = 589,3 нм), измеренный при температуре 20^оС, рассчитанный для толщины слоя 1 дм испытуемого в-ва и деленный на плотность, выраженную в г/см³. Удельное оптическое вращение вещества в растворе − угол вращения α плоскости поляризации, выраженный в градусах (^о), при длине волны линии D спектра натрия (λ = 589,3 нм), измеренный при температуре 20^оС в растворе испытуемого вещества, и рассчитанный для слоя 1 дм в пересчете на содержание 1 г в-ва в 1 мл р-ра. Для удельного вращения вещества в растворе всегда указывают используемый растворитель и концентрацию раствора. Удельное оптическое вращение выражают в [(^о)∙мл∙дм^-1∙г^-1].Используемый поляриметр должен обеспечивать измерения с точностью до 0.01^о. Шкалу обычно проверяют при помощи с кварцевых пластинок. Линейность шкалы может быть проверена при помощи растворов сахарозы. Методика. Определяют ноль поляриметра и угол вращения плоскости поляризации при длине волны линии D спектра натрия (λ = 589.3 нм) при температуре (20+0.5)^оС. Измерения оптического вращения могут проводиться при других температурах только в тех случаях, если в частной статье указан способ учета температуры. Определяют ноль прибора с закрытой трубкой; для жидкостей – с пустой трубкой; для растворов твердых веществ – с трубкой, заполненной соответствующим растворителем. Проводят не менее 5 измерений и рассчитывают среднее значение.Удельное оптическое вращение вычисляют по формулам, обозначая правое и левое вращение соответственно (+) и (-).

Для жидкостей:

Для веществ в растворе:

с – концентрация вещества в растворе, г/л.

Содержание с или с’ растворенного вещества, в г/л или процентах (м/м) соответственно, рассчитывают по формулам:

a – угол вращения, измеренный при температуре 20+0,5^оС, в градусах; l – длина поляриметрической трубки, в дм; p ₂₀ – плотность при температуре 20^оС, в г/см³.

83. Применение удельного оптического вращения и угла оптического вращения для установления подлинности, чистоты и количественного определения веществ. Удельный показатель оптического вращения (в отдельных случаях угол вращения) может быть использован для подтверждения оптической чистоты энантиомера. Этот метод менее чувствителен, чем метод жидкостной хроматографии (ЖХ). В случае, когда измерение удельного оптического вращения предназначено для того, чтобы нормировать содержание одного из энантиомеров, необходимо показать, что в условиях методики анализируемый энантиомер имеет достаточную величину оптического вращения, чтобы быть обнаруженным. Результат определения представляют в пересчете на сухое вещество. Там, где это возможно, представляют данные о влиянии потенциальных примесей. Пределы удельного показателя оптического вращения устанавливают с учетом возможного содержания примесей. При отсутствии информации об оптическом вращении примесей обычно устанавливают пределы отклонения ±5 % от среднего значения, полученного на образцах, отвечающих всем остальным требованиям частной статьи. Там, где это возможно, исследуют образцы различного происхождения. Полезно также исследовать образцы со сроками годности,близкими к предельному. Измерение оптического вращения может использоваться для подтверждения того, что субстанция является рацематом. В таких случаях обычно устанавливают пределы от (- 0,10)о до (+0,10)о. Оптическое вращение может использоваться для количественного определения субстанции. При этом необходимо использовать стандартный образец с известной оптической чистотой.

Определяют ноль поляриметра и угол вращения плоскости поляризации при длине волны линии D спектра натрия (λ = 589.3 нм) при температуре (20+0.5)оС. Измерения оптического вращения могут проводиться при других температурах только в тех случаях, если в частной статье указан способ учета температуры. Определяют ноль прибора с закрытой трубкой; для жидкостей –с пустой трубкой; для растворов твердых веществ – с трубкой, заполненной

соответствующим растворителем. Проводят не менее 5 измерений и рассчитывают среднее значение.Удельное оптическое вращение вычисляют по формулам, обозначая правое и левое вращение соответственно (+) и (-).

Для жидкостей:

Для веществ в растворе:

с – концентрация вещества в растворе, г/л.

Содержание с или с’ растворенного вещества, в г/л или процентах (м/м) соответственно, рассчитывают по формулам:

a – угол вращения, измеренный при температуре 20+0,5^оС, в градусах; l – длина поляриметрической трубки, в дм; p ₂₀ – плотность при температуре 20^оС, в г/см³.

65, Вязкость. Виды вязкости: динамическая, кинематическая, структурная, удельная, приведенная, характеристическая. Вязкость (внутреннее трение) – свойство текучих тел оказывать сопротивление передвижению одной их части относительно другой.Текучие тела могут иметь ньютоновский тип течения. Ньютоновские жидкости − системы, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига и является постоянной величиной в соответствии с законом Ньютона.Неньютоновские жидкости не попадают под действие закона Ньютона, так как их вязкость зависит от напряжения сдвига.Для ньютоновских жидкостей различают динамическую, кинематическую, относительную, удельную, приведенную и характеристическую вязкости. Для неньютоновских жидкостей характерна структурная вязкость. Динамическая вязкость или коэффициент вязкости η – это тангенциальная сила, приходящаяся на единицу поверхности (напряжением сдвига τ), выраженная в паскалях (Па), которую необходимо приложить для того, чтобы переместить слой жидкости площадью 1 м² со скоростью v=1 м/с, находящийся на расстоянии х=1 м относительно другого слоя, параллельно площади скольжения: η = τ /D, [Па∙с]. dv/dx −градиент скорости, обусловливает скорость сдвига D. Кинематическая вязкость ν − отношение динамической вязкости η к плотности жидкости ρ, измеренной при той же температуре: ν= η/ ρ, [м²∙с^-1]. Структурная (эффективная или кажущаяся) вязкость – вязкость при данном напряжении сдвига. Относительная вязкость η_отн − вязкость одной жидкости относительно другой. Удельная вязкость η_уд − показывает, какой вклад в вязкость раствора вносит присутствие в нем растворенного вещества:

η – вязкость раствора; η_о– вязкость растворителя. Приведенная вязкостью η_прив − удельная вязкость, отнесенная к единице концентрации раствора с:

Для растворов полимеров вязкость является функцией молекулярных масс, формы, размеров и гибкости макромолекул. Чтобы определить структурные характеристики полимеров, приведенную вязкость экстраполируют к нулевой концентрации − характеристическая вязкость [η]:

Характеристическая вязкость выражается в единицах, обратных единицам концентрации.