Спосіб екстракційно-фотометричного визначення карбонових кислот

Реферат: Спосіб екстракційно-фотометричного визначення карбонових кислот включає приготування проби, взаємодію її з неорганічною сіллю міді, екстракцію реакційної суміші хлороформом та наступну реєстрацію оптичної густини забарвленого розчину. Взаємодію проби з неорганічною сіллю міді здійснюють у присутності 0,18-0,3 моль/л ацетат-аніонів. UA 93628 U (54) СПОСІБ ЕКСТРАКЦІЙНО-ФОТОМЕТРИЧНОГО ВИЗНАЧЕННЯ КАРБОНОВИХ КИСЛОТ UA 93628 U UA 93628 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується аналізу органічних речовин, а саме до екстракційнофотометричного визначення карбонових кислот. Відоме екстракційно-фотометричне визначення ібупрофену (Ibu) у вигляді мідного комплексу, що ґрунтується на використанні солі міді (II) як реагенту для візуалізації та наступного фотометричного визначення Ibu в хлороформному екстракті (див. El Radehy N.A., Abdelkawy M., El Bayoumy A. Spectrophotometric determination of ibuprofen via its copper (II) complexes. // Anal. Lett. 1994, Vol. 27, N 11, P. 2127-2139). Іони міді (II) можуть бути екстраговані неполярними органічними розчинниками, що містять розчинені карбонові кислоти (HR). Схема екстракції описується наступним рівнянням: 2  2Cu в   6HR o  Cu 2R 4 2HR o  2Hв , де (в) та (о) водна і органічна фази відповідно. Продукт екстракції Cu2R42HR має інтенсивне синє забарвлення (mах  680 нм) і може бути використаний як для концентрування або вилучення міді (II) із розчину суміші важких металів, так і її фотометричного визначення (див. Miller F. Carboxylic acids as metal extractants. // Talanta, V. 21, № 7, 1974, P. 685-703). Він існує у вигляді димерного комплексу, що містить як іонізовану (R ), так і молекулярну (HR) форми карбонової кислоти. Ця обставина вимагає створення таких умов екстракції, при яких у системі будуть знаходитися у достатній кількості обидві форми карбонової кислоти, що досягається створенням відповідного значення рН водного розчину. Інтервал оптимальних значень рН екстракції розширюється із збільшенням співвідношення L:Cu(II), тому вилучення іонів міді (II) із водного розчину проводиться при значних надлишках HR. Димерний комплекс Cu2R4·2HR можно розглядати як можливу аналітичну форму для кількісного фотометричного визначення карбонової кислоти, що входить до її складу. Відзначаючись простотою і швидкістю виконання, доступністю реагентів та апаратури, вказаний екстракційно-фотометричний метод може бути ефективно використаний у фармацевтичній хімії, зокрема при аналізі складних лікарських форм на наявність субстанцій деяких нестероїдних протизапальних препаратів, що належать до класу карбонових кислот (аспірин, ібупрофен, диклофенак, напроксен). Відомий спосіб екстракційно-фотометричне визначення ібупрофену вибрано прототипом. Прототип і корисна модель, що заявляється, мають такі спільні ознаки: приготування проби, взаємодія проби з сіллю міді, екстракція отриманої суміші хлороформом, реєстрація забарвлення. Але в способі по прототипу застосовують неорганічну сіль міді (II) та буферну суміш для створення оптимального значення рН. Внаслідок цього відомий спосіб має такі недоліки: У присутності Сu (II) у водній фазі для максимального виходу аналітичної форми Cu2R4·2HR в органічній фазі необхідно створювати такі значення рН, при яких співвідношення іонізованої та молекулярної форм карбонової кислоти строго дорівнює 2:1. Це значення рН залежить від загальної концентрації карбонової кислоти та її природи, тому передбачити його неможливо. Крім того, інтервал оптимальних значень рН фактично вироджується у точку, тому його реалізація перетворюється у складну експериментальну задачу. Завдяки високій стехіометрії комплексу (співвідношення реагент: карбонова кислота = 1:3) і з урахуванням того, що світлопоглинаючим компонентом аналітичної форми є іони міді (II), чутливість визначення HR буде в 3 рази нижча від чутливості визначення Сu(ІІ). В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб екстракційнофотометричного визначення карбонових кислот підвищеної чутливості, в якому шляхом використання додаткового реагенту забезпечується сумарний надлишок карбонової кислоти по відношенню до іонів міді (II), та процес екстракції стає рН-незалежним. Поставлена задача вирішена в способі екстракційно-фотометричного визначення карбонових кислот, що включає приготування проби, взаємодію її з неорганічною сіллю міді у присутності СН3СООNа (AcNa), екстракцію реакційної суміші хлороформом та наступну реєстрацію оптичної густини забарвленого розчину тим, що взаємодію з неорганічною сіллю міді здійснюють у присутності ацетат-іонів. При використанні Сu(СН 3СОО)2Н2О додаткове додавання CH3COONa не потрібно. Новим у корисній моделі, що заявляється, є те, що взаємодію проби з неорганічною сіллю міді здійснюють у присутності 0,18-0,3 моль/л ацетат-аніонів. При наявності карбонової кислоти HR у хлороформному шарі з'являється синє забарвлення. У присутності AcNa зростає сумарна кількість молекул карбонових кислот відносно до іонів Сu(ІІ). При цьому відбувається зміна схеми екстракції з утворенням нової аналітичної форми: 1 UA 93628 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2  2Cu в   4 Acв  2HR o  Cu 2 Ac 4 2HR o . В результаті утворюється змішаний карбоксилат, у якому функцію аніону R виконують іони Ас , а молекули карбонової кислоти HR входять у склад продукту екстракції в молекулярній формі, причому її співвідношення до іонів міді (II) складає 1:1. Такий процес дозволяє підтримувати оптимальне значення рН водної фази, що виключає використання буферних розчинів. Завдяки зниженню стехіометрії комплексу від 1:3 до 1:1, чутливість визначення карбонової кислоти HR збільшується у три рази. Незалежно від природи неорганічної солі міді (II) та HR у присутності AcNa у водній фазі завжди буде утворюватись димерний ацетат Сu(ІІ), каркас якого будуть складати саме мостикові аніони Ас . Кислота HR, що визначається, взаємодіє з цим димером у процесі екстракції. Приклад 1 -2 Готують розчин, що містить 1,10 моль/л субстанції ібупрофену у хлороформі. 10 мл цього розчину змішують із 10 мл водного розчину, що містить 0,1 моль/л однієї із солей міді (II) (СuСl 2, Сu(NО3)2, Сu(СlО4)2, CuSO4). Забарвлення хлороформного шару не спостерігається. Приклад показує, що неорганічні солі міді (II) без регулювання рН не утворюють забарвлених комплексів, що екстрагуються хлороформом. Приклад 2 Здійснюють екстракцію, як описано у Прикладі 1, але попередньо, за допомогою 0,1 М розчину NaOH встановлюють значення рН водної фази в інтервалі рН 4-6. Спостерігають забарвлення хлороформної фази у блакитний колір. Наведене підтверджує, що для утворення розчинної у хлороформі забарвленої координаційної сполуки необхідно створити певне значення рН водної фази. Приклад 3 Здійснюють екстракцію серії розчинів, як описано у Прикладі 2. Для цього в області рН 4-6 вибирають інтервал, в якому рН водної фази кожного із розчинів серії змінюється із кроком рН=0,1. Вимірюють оптичну густину хлороформного шару кожного досліду при mах = 680 нм та порівнюють їх між собою. Результат підтверджує, що в умовах проведення досліду (СCu водна фаза > Сібупрофен хлороформ) при незначних коливаннях рН не вдається досягти стабільного відтворення оптичної густини хлороформного шару. Приклад 4 Здійснюють екстракцію, як описано у Прикладі 1, але до водної фази попередньо додають розчин ацетату натрію у концентрації 0,5 моль/л. Спостерігають забарвлення хлороформного шару. Приклад показує, що у присутності ацетат-аніонів утворюється розчинна у хлороформі забарвлена сполука без попереднього регулювання рН водної фази. Приклад 5 Здійснюють екстракцію серії розчинів, як описано у Прикладі 1, але до водної фази попередньо додають розчин AcNa різної концентрації. Спостерігають та порівнюють інтенсивність забарвлення хлороформного шару (див. креслення). Приклад показує, що при використанні неорганічних солей міді (II) оптимальна концентрація ацетату натрію становить 0,2 моль/л. Приклад 6 Здійснюють екстракцію, як описано у Прикладі 1, але як мідну сіль використовують її ацетат (Сu(СН3СОО)2·Н2О). Спостерігають забарвлення хлороформної фази у блакитний колір. Використання цієї солі забезпечує найвище значення оптичної густини хлороформного шару (див. креслення). Наведене підтверджує, що іони міді (II) у присутності ацетат-аніонів утворюють з ібупрофеном розчинну у хлороформі забарвлену сполуку. Приклад 7 Здійснюють екстракцію, як описано у Прикладі 4 або Прикладі 5, але до водної фази попередньо додають 0,1 мл 0,05 М розчину НСl або NaOH. Вимірюють оптичну густину хлороформного шару при mах = 680 нм та порівнюють із відповідними результатами, отриманими при реєстрації оптичної густини Прикладу 4 або Прикладу 5. Відхилення складають не більше ±5 %. Результат свідчить, що у присутності ацетат-аніонів система стає буферною та саморегульованою. Значення оптичних густин добре відтворюються при спробах підкислення або підлужування водної фази. Приклад 8 Побудова калібрувального графіка. До хлороформного розчину (V=10 мл), що містить різні кількості (0,001-0,02 моль/л) HR додавали 10 мл 0,05 моль/л водного розчину солі міді (II) та 0,2 моль/л розчину ацетату натрію. 2 UA 93628 U 5 Після інтенсивного струшування та відстоювання фази розділяли і вимірювали оптичну густину хлороформного шару та будували градуювальний графік у координатах: концентрація HR у хлороформі (CHR) - оптична густина (А). Параметри градуювальних графіків для екстракційнофотометричного визначення кислот у вигляді аналітичної форми Cu 2Ac4·2HR наведені у табл. Прямолінійність градуювальних графіків вказує на те, що у вказаних умовах ступінь зв’язування HR у комплекс Cu2Ac4·2HR є практично кількісною. На кресленні наведена залежність оптичної густини екстрактів у присутності CH3COONa при вилученні іонів міді (II) із нітратного (1), хлоридного (2), сульфатного (3), перхлоратного (4) та ацетатного (5) середовищ (Ссu, моль/л = 0,01; CHR, моль/л = 0,01). 10 Таблиця Найменування HR Аспірин Ібупрофен Напроксен Індометацин Мефенамінова кислота Інтервал лінійності, мг/мл 0,0005-0,005 0,0004-0.006 0,0005-0,005 0,0005-0,006 0,0004-0,006 Рівняння градуювального графіка А=322,36С-0,0043 А=324,67С+0,0057 А=323,52С+0,003 А=321,25С-0,0225 А=324,51С+0,0048 R 2 0,9983 0,9992 0,9990 0,9997 0,9995 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб екстракційно-фотометричного визначення карбонових кислот, що включає приготування проби, взаємодію її з неорганічною сіллю міді, екстракцію реакційної суміші хлороформом та наступну реєстрацію оптичної густини забарвленого розчину, який відрізняється тим, що взаємодію проби з неорганічною сіллю міді здійснюють у присутності 0,18-0,3 моль/л ацетатаніонів. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3