Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Газохроматографическое изучение состава синтетического витамина Е и полупродуктов его синтеза

, МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ' ЗНАМЕНИ ЩЩВДНСКАЯ АКАДЕМИЯ имени И.М.СЕЧЕНОВА

На правах рукописи УДК 1615.356 ; 542.91; 543.54

ГРИБАНОВА Све тлана 1 Васильевна

ГА30ХР0МАТ0ГРАФИЧЕСК0Е ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА' 'СИНТЕТИЧЕСКОГО ВИТАМИНА Е И ПОЛУПРОДУКТОВ 'ЕГО•СИНТЕЗА

15.00.02 - фармацевтическая химия и фармакогнозия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 1990

Диссертационная работа выполнена в Московской * ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени медицинской академии имени И.М.Сеченова.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Ю.ЯДаритовдв

Научный консультант: доктор химически! наук, профессор Б.А.Руденко

Официальные оппоненты: доктор фармацевтических наук Д.М.Погов кандидат химических наук М.М.Щедрина

Ведущая организация: Всесоюзный научно-исследовательский хдаико-^рмацевтический

институт имени С.Орджоникидзв

Защита состоится 199/г. в ¿£зас. на

заседании специализированного Ученого Совета (Д-074.05.06) при Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени медицинской академии имени И.М.Сеченова (Москва, Суворовский Оульвар, д.13).

.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии

Автореферат разослан " ЛмЛд^?^ 199 /г,

Ученый секретарь специализированного Совета

(Д-074.05.06), кандидат фармацевтических наук,

доцент Н.П.Садчикова

• | __ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

,-,.»! Актуальность теш. В связи с развитием новых направлений ис-; :,11сш$зовашя витамина Е в медицине, сельском хозяйства, пищевой и .г^паррсмерной промышленности потребность в нем возрастает. Ввиду ограниченности источников натурального витамина Е эти потребности могут быть удовлетворены только за счет дальнейшей интенсификации производства синтетического витамина Е. Технология отечественного витамина Е .(«-токоферилацетата) постоянно совершенствуется. Одной из проблем в производстве витамина Е является повышение его качества до уровня мировых стандартов. Особую остроту эта проблема приобрела в связи с вводом в действие нотой ФС 42-249587, согласно которой содержание а-токоферилацетата в субстрате должно быть не ниже 97% по результатам периметрического титрования. Отечественный витамин Е содержит значительное количество примесей, большинство из которых до сих пор не идентифицировано. Наличие этих примесей может вносить сущаственные ошибки в результаты количественного определения а-токоферилацэтата. Поэтому необходима разработка более совершенных-метода, позволяющих достоверно оценить качество синтетического витамина Е на фоне присутствующих придасей.

В настоящее время существуют два пути улучшения качества ви-таьшна Е: совершенствование технологии получения витамина и повышение качества исходного сырья. Для, решения проблемы повышения качества а-токофэр.хлацвтата актуально изучение состава и свойств примесей его промыилэнньк образцов. Результаты таких исследований необходимы для оптимизации технологии витагята Е.

Важным резервом улучшения качества витамина Е является повышение чистоты ключевых полупродуктов его синтеза, прежде всего изофитола,который сам является продуктом многостадийного синтеза. Состав изофитола и его полупродуктов систематически не изучался. Наличие результатов подобных исследований способствовало бы совершенствованию технологии изофитола и, в конечном счете, повышению качества витамина Е.

Применение капиллярной хроматографии, обладающей высокой разрешающей способностью, в сочетании с ПК спектроскопией и масс-спектрометрией открывает большие возможности для изучения качественного и количественного состава таких сложных многокомпонентных смесей, как промышленные образцы синтетического витамина Е и го-

лупродуктов его синтеза.

При использовании методов ГЖХ интерес представляет выяснение природа взаимодействия разделяемых компонентов с неподвижной фазой. Применительно к хроматографии рассматриваемых соединений га-кие задачи можно решить с применением УК спектроскопии.

Цель работы. Работа посвящена изучению состава синтетического витамина Е и его полупродуктов, входящих в полную технологическую цепочку синтеза изофитола из псевдоионона, о целью идентификации примесей в них и накопления банка данных для дальнейшей работы в этом направлении, а также разработке надежных, достоверных, быстрых методик количественного определения витамина Е в промышленных образцах и фармацевтических препаратах. В работе (Зала поставлена также задача - выяснение методами ИК спектроскопии ■ природы взаимодействия хроматографируемых веществ с жидкими неподвижными фазами в условиях капиллярной хроматографии на примере полупродуктов синтеза витамина Е.

Научная новизна. Проведено систематическое исследование состава полупродуктов полной технологической цепочки синтеза витамина Е от псевдоионона до изофитола методом высокоэффективной капиллярной ГЖХ. Все основные и примесные компоненты охарактеризованы индексами удерживания на трех неподвижных фазах и температурами кипения. Определены некоторые закономерности газохроматогра-фического поведения изопреноидшх спиртов и кетонов в зависимости от их строения и полярности неподвижной фазы. Методами ИК спектроскопии показано, что в условиях капиллярной хроматографии происходит преимущественно физическая сорбция компонентов смесей полупродуктов синтеза витамина Е неподвизошыи фазами 07-101, ХЕ-60 и ПЭГ-20М без их хемосорбции. В случае сорбции спиртов в неподвижных фазах присутствуют как мономеры, так и ассоциаты, образование которых обусловлено наличием мекмолекулярдах водородных связей. Впервыо применен метод капиллярной ГЖХ для анализа витамина Е без его перевода в летучие производные. Установлено строение типичных примесей в промышленных образцах синтетического витамина Е. Разработаны эффективные методики определения а-токоферилацетэта в промышленных образцах и фармпрепаратах методом прямой капиллярной ГЖХ.

Положения, выносимые на защиту: - результаты качественного анализа промышленных образцов полу-

продуктов синтеза витамина Е с использованием методов эталонной и безэталонной газохроматографической идентификации по индексам удерживания;

- разработгщый способ определения температур кипения примесей в изученных псыщтрэодуктах на основе газовой хроматографии с программированием ,те№ратуры;

- результаты ¿идентификации примесей в образцах товарного и технического витамина £ с использованием индексов удерживания и хромато-масс-сговдро^еоззди;

- методика количественного определения а-токоферилацетата в промышленных образцах с применением капиллярной хроматографии;

- методика количественного определения «-токоферилацетата в масляных растворах фармпрепаратов витамина Е прямой капиллярной хроматографией;

- выяснение природа взаимодействия разделяемых компонентов с неподвижными фазами в условиях капиллярной хроматографии.

Практическая значимость работы. Доказано, что метод капиллярной хроматографии позволяет осуществлять эффективный контроль качества технологических смесей полупродуктов синтеза витамина Е на производстве и при проведении научно-исследовательских работ. Определенные хроматографически температуры кипения примесей промышленных образцов изученных полупродуктов представляют один из важнейших параметров для оптимизации технологических процессов очистки технических концентратов полупродуктов, особенно при переходе на автоматизированные процессы ректификации.

Результаты идентификации типичных примесей в товарном и техническом витамине Е приняты к использованию на Болоховском химическом комбинате для проведения работ по совершенствованию технологии витамина Е. Эти данные были использованы в 'МИТХТ имени М.В.Ломоносова как теоретический материал по изучению механизма реакции конденсации триметилгидрохинона и изофитола.

Разработанная методика определения массовой доли а-токоферилацетата в промышленных образцах использована на Ереванском витаминном заводе для оценки качества конечной продукции и в МИТХТ имени М.В.Ломоносова при усовершенствовании стадии конденсации.

Апробация работы. Результаты работы долокены на итоговой научной конференции фармацевтического факультета I МММ им. И.М.Сеченова (май 1988 г.). Онй представлены на конференции молодых

учешх и специалистов, посвященной 70-летию национализации аптек (г^Куйбышев, ноябрь 1988 г.); на XIV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (г.Ташкент, сентябрь 1989 г.); на 7 Дунайском симпозиуме по хроматографии ( Лейпциг, август 1989 г.).

Публикации. Основные результаты работы изложены в 8 публикациях - 5 статьях и 3 тезисах докладов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора (I глава), 3 глав экспериментальных исследований, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 225 страницах машинописного текста, содержит 25 рисунков, 30 таблиц и I схему. Список литературы включает 252 источника, из которых 93 отечественной и 159 зарубежной литературы.

СОДЕРЖАЩЕ РАБОТЫ I. Материалы и методы исследования

Объекты исследования - промышленные образцы (ПО) 7 последовательных полупродуктов синтеза (ППС) витамина Е технологической цепочки получения изофитола из псевдоионона, некоторые их структурные аналоги, промышленные образцу товарного и технического витамина Е (o-токофэрилацетата), фармацевтические препараты на основе масляных растворов витамина Е.

Исследования методом капиллярной газовой хроматографии проводились на хроматографе иБиохром-1" с пламенно-ионизационным детектором с использованием стеклянных капиллярных колонок размерами 50 м х 0,27 мы с неподвижными фазами 0V-101, ХЕ-60 и ПЭГ-20М.

ИК спектры получены на спектрофотометре Ш-20 в области 400 - 4ООО см"' с использованием стандартных методик.

Масс-спектры электронного удара (5Q зВ) технических образцов витамина Е получены на приборе "MS 25 RFA NAÏRAG" (Англия). Хро-мвтографическоэ разделение осуществлялось в хроматографе Carlo Erba (Италия) с применением кварцевой капиллярной колонки длиной 25 м с неподвижной силиконовой фазой CP-SU-5CB.

2. Качественный анализ промышленных образцов полупродуктов синтеза витамина Е

С целью разделения и возможной идентификаций примесей в ПО семи последовательных ППС витамина Е полной технологической цепочки получения изофитола из псевдоионона - псевдоионона, гекса-

гидропсевдоионона, аканте новых спиртов С и С2о,диенового и насыщенного кетонов С48 и юофитола - проведано газохроматографиче-ское исследование вышеперечисленных ППС на стеклянных капиллярных колонках с тремя неподвижными фазами (НФ) различной полярности.

2.1. Качэственныа газохроматографичэский анализ промышленных образцов полупродуктов синтеза витамина Е по эталонам с использованием индексов удерживания

Данные по газохроматографическому удерживанию представляли в виде индексов удерживания (КУ) Ковача, которые являются удобными и воспроизводимыми параметрами удерживания. Для большей надежности ИУ определяли на трех НФ различной полярности - полидиметилси-локсане 0У-101, полиметилцианосилоксане ХЕ-60 и полиэтиленгликолэ ПЭГ-20М при одной температуре 170°С, которая представляет собой температуру "среднего сечения" для всех изученных ШС. Шли определены ИУ для основных компонентов и типичных примесей ПО семи ППС, а такие некоторых родственных соединений изопреноидного строения, использованных в качества' стандартов. Идентификацию проводили путем сравнения ИУ компонентов анализируемого образца с ИУ стандартных соединений (табл. I), часть из которых была наш специально синтезирована. Вещества считали идентичными, если разница в их ИУ не превышала Б ед. на каадой из НФ.

По- стандартам в ПО ППС витамина Е идентифицировано от 2 до 9 примесей, представляющих собой предшествующие полупродукты и их перегидрированные аналоги.

Сравнение хроматограмм ПО изученных ШС показало, что наилучшее разделение компонентов достигается на колонке с ОТМСМ. На ■этой НФ также осуществляется практически полное отделение основного компонента от примесей для всех ППС. При атом в анализируемых образцах выявляется до 20 - 30 примесных пиков. Изучение зависимости степени разделения ближайших примесных компонентов и основного компонента от температуры колонки позволило предложить в качестве оптимальных следующие условия для количественного анализа ПО изученных ППС витамина Е: 150°С - для гексагидропсевдоио-нона, 160°С для псевдоионона и ацетиленового спирта С>а, 170°0 -для насыщенного кетона С1в, 180®С - для ацетиленового спирта и изофитола. Для анализа диенового кетона С1в рекомендована хроматография на ХЕ-60 при 170°С.

Таблица I

Индексы удерживания полупродуктов синтеза витамина Е и их структурных аналогов на неподвижных фазах №-101, ХЕ-60 и ПЭГ-20М при 170°С

j , , ., . С о е д и н е н и е Индексы удерживания

1 Тривиальное название г яр,, структурных гомологов Химическое название 0V-I0I ХЕ-60 ПЭГ-20М

j Метиггептанон Насыщенные кетоны 6-Метллгептанон-2 947 1224 1259

j г9КС£ГИДрОПСеВДОИОНОН 6, Ю-Диметялундеканон-2 1391 1669 1663

| .Часьщеккый кетон CTg 6,10,14-Триметилпентадеканон-2 1833 2109 . 2061

! Насыщенный спирт Cjg Насыщенные 6,10-Диметилунд,еканол-2 1403 1657 1740

| йа-сьщенкьй спирт Cjg спирты-2 6,10,14-Триметилпентадеканол-2 1843 2099 2139

j Насыщенный спирт Cjg Насыщенные 3,7-Диметилоктанол-З 1098 I3II 1402

Насаленный спирт Cjg спирты-3 3,7,11-Триметилдодеканол-З 1536 1749 1797

Дигидроиэофлтол 3,7,11,15-Тетраметилгексадеканол-З 1974 2185, 2190

УтиленовыЯ спирт Cjg Этиленовые 3,7,11-Триметилдодецен-1-ол-3 1504 1723 1808

Изофител спирты 3,7,11,15-Тетрачетилгекеадецен-1-ол-3 1942 2159 2200

Ацетиленовый спирт Ацетилено- 3,7, П-Триметилдодецин-1-ол-З 1483 1755 1927

Ацетиленовый спирт Coq вые спир'ты 3,7,11,15-Тетраметилгексадецин-1-ол-3 1920 2191 2319

Метилгептенон 6-Метилгептен-5-он-2 972 1269 1342

Линалоол 3,7-Диметилоктадиен-1,6-ол-З 1093 1332 1498

Д игидролиналоол 3,7-Диметилоктен-6-Ол-3 1125 1358 1487

Дегидролиналоол 3,7-Диметилоктен-6-ин-1-ол-3 1072 1362 1617

| Псевдояонон 6,10-Диметилундекатриен-З,5,9-он-2 (цис-транс- изомеры) 1489,1519, 1563 1828,1913 1975 1928,1976, 2045

| Геранилацетон j Диеновый кетон Cjg 6, 10-Диметилундекадиен-5,9-он-2 (цис-транс-изомеры) 6,10,14-Триметилпентадекадиен-З,5-он-2 (цис-транс-изомеры) 1419,1436 1932,1984 1726,1748 2305,2370 1776,1801 2286,2357

С использованием полученных данных путем сопоставления ИУ примесей в различных ППС витамина Е выявлены некоторые закономерности в происхождении примесей. Качественно и количественно показано, что степень чистоты изофитола определяется не столько примесями, возникающими на стадии его синтеза, сколько степенью чистоты предшествующих ему полупродуктов.

Проведенные исследования позволяют рекомендовать использование капиллярной хроматографии на НФ 0У-101 для контроля качества ПО ППС витамина Е.

2.2. Газохроматографическая идентификация примесей в полупродуктах синтеза витамина Б на основе аддитивной схемы расчета индексов удерживания

В связи с ограниченностью применения эталонных методов идентификации примесей в ППС витамина Е изучена возможность использования для этой цели бэзэталоншх методов. Анализ литературных данных показал, что метод прогнозирующего расчета ИУ по аддитивной схеме является наиболее доступным по технике выполнения эксперимента и применим для идентификации соединений сходного химического строения в нэ слишком слокных смесях. Метод аддитивной схемы, применен нат для идентификации примесей в гексагидропсев-доиононе, так как на этой стадии синтеза можно было предположить образоваще продуктов неполного гидрирования, сохраняющих скелет исходного псевдоионона, но различающихся числом ' и положением двойных связей. Задача заключалась в определении,инкрементов индексов удерживания (ИИУ) структурных- элементов изопреноиДййх спиртов и кетонов, к которым относятся и ППС витамина Е, и последующем применении этих величин для изучения газохроматографйад'с-кого поведения анализируемых веществ и возможной идентификации примесей в гексагидропсевдоиононэ.

Разработан подход к определению ИИУ структурных элбйентоа изученных классов веществ. Имеющиеся в наличии стандартные земстве сгруппированы в 5 рядов структурных гомологов (таблЛ). В йх структурных формулах выделялись составные структурные элементы -структурная гомологическая разность й, метальное разветвление <1С,-0„). концевая двойная связь (=), двойная связь в предпойлэд-нем положении у разветвления (>=), тройная связь (г), оксогрума (=0), гидроксигруппа (-ОН). ЙИУ выделенных структурных элементов

Таблица 2

Инкременты индексов удерживания структурных элементов молекул изоцреноидных спиртов и кетонов на 0У-Ю1, ХЕ-60 и ПЭГ-2Ш при 170°С

Структурный И Н к р е м е н т

элемент ОУ-Ю! ХЕ-60. ПЗГ-20М

НК НС-2 С-3 НК НС-2 С-3 НК НС-2 С-3

№> 443 440 438 442,5 442 436,5 401 399 393

(Ю5-С5) -57 -60 -62 -57,5 -58 -63,5 -99 -101 -107

(=0) 204 - - • 482 - - 559 - -

(ОН) - 223 222 - 473 439 - 648 618

(=) - - -32 - - -26 - - 10

(в) - - -53,5 - -• 6 - - 129

(>=) 25 — 27 45 - 47 83 — 85

Примечание: НК - насыщенные кетоны, НС-2 - насыщенные спирты с ОН-группой в положении 2, С-3 -спирты с ОН-грушой в положении 3.

рассчитаны по аддитивным егерем в строгой последовательности для каждого ряда* в отдельности. ШУ для рядов насыщенных, этиленовых и ацетиленовых спиртов с ОН-грушой в положении 3 практически совпадали, поэтому их значения .были усреднены. Значения ШУ приведены в табл.2.

Справедливость предложенного, подхода расчета Ш1У и ИУ по аддитивной схеме проверена на двух стандартных веществах - линало-оле и дегидролжнелоолв.Рассчитанные Ш с точностью до 1-2 ед.инд. совпали с экспериментальными на>..всех; трех НФ.

На основе полученных данных, выявлены закономерности газохро-матографического поведения изучаемых.- классов соединений в зависимости от строения их молекул и полярности НФ, позволяющие прогнозировать удерживание соединений подобного строения.

Таблица 3

Индексы удерживания некоторых примесей промышленного образца гексагидропсевдоионона на 0У+1О1, ХЕ-60 и ПЭГ-20М при 170Яс

Соеди- : rov-ioi Г ХЕ-60 ' * гпэг- 20М

нение рассчитанный экспериментальный рассчитанный эксперкме-нтальный рассчитанный экспериментальный

I 1417 I4IS 1715 1714' 1747 1750

II а+б 1463 1462 1782 1780 1944 1846

в 1493 1495 . 1867 1869 1892 1888

г 1537 1537 1929. 1927 1961 1954

III а 1393 - 1680 - 1692 -

б 1410 - 1702 - 1717 1718

В ПО гексагидропсевдоионона было предположено наличие примесей следующих продуктов неполного гидрирования псевдоионона: 6,Ю-диметилундецен-9-она-2 (I), четырех цис-транс-изомеров 6,10-диметилундекадаен-3,б-она-2.(II) и двух цис-транс-изомеров 6,Ю-диметилундецен-5-она-2 (III). Сопоставление рассчитанных'по аддитивным схемам ИУ этих соединений с ИУ примесных компонентов ПО гексагидропсевдоионона на 3-х Н5> (табл.3) подтвердило наличие

в образца соединения I и изомеров соединения II. В отношении соединения III был сделан вывод о вероятном присутствии транс-изомера в образце, так как пик с ИУ, близким рассчитанному, выявляется только на одной ® ПЗГ-20М.

Таким образом, показана возможность применения метода прогнозирующего расчета ИУ по аддитивной схеме идентификации примесей в ППС витамина Е,

2.3. Определение температур кипения примесей в полупродуктах синтеза витамина Е методом газовой хроматографии с программированием температуры (ГХДТ)

Одной из важнейших технологических характеристик является температура кипения (ТКШ1)- Знание Ткш неадентифицированных примесей дает возможность оптимизации процессов очистки технических образцов ППС витамина Е.

В связи с тем, что прямое опраделение Т^д примесей в про-•Р^ цоссе вакуумной разгонки невоз-

можно из-за малого их содержания в производственных смесях, был разработан газохроматографический способ определения их ТКШ1 на основе ГХПГ. Зависимость ТК1Щ от температуры удерживания на 0V-101 для изопреноидаых соединений изучена на модельной смеси, составленной из стандартов некоторых ППС витамина Е и их структурных аналогов . Хроматографию промышленных образцов ППС и модельной смеси проводили в режиме подъема температуры от 145 до 240°С со скоростью 3 град/мин.Было показано, что на 0V-1Q1 элюирование веществ, принадлежащих к изучаемым химическим классам, происходит в

J Туле.»

РИС.1. Градуиросочкий график аавиаимостк иазду и Т"уДар

соответствии с их Т,

кип*

Это поз-

дяя иаспроноидных соединений. ВОЛКЛО ЩШМОНИТЬ КОЛОНКУ С 0V-101

для определения ТК1Ш примесей в ППС по температурам удерживания; полученным в процессе ПХПТ. График зависимости Т^д от ТуД9р модельной смлси (рисЛ) использован в качестве градуировочного..В целом этим способом определены Ткип около 200 примесей. На примере примеси соединения I в гексагидропсевдоиононе продемонстрирована возможность применения полученных Ткш для идентификации.

2.4. Исследование методами ИК спектроскопии природы взаимодействия хроматографируемнх веществ с неподвижными жидкими фазами

Исследование природы взаимодействия анализируемых веществ с НФ проводилось в связи с попыткой объяснить аномальное увеличение удергшвания ацетиленовых спиртов на ПЭГ-20М. Для этого нами были получены ИК спектры поглощения чистых НФ.трех спиртов -дотидроизофитола, изофитола и ацетиленового спирта Сго, растворов этих спиртов в сочетании с каадой из трех НФ. Во всех полученных ИК спектрах на фоне интенсивных полос собственно НФ проявлялись полосы спиртов. Сравнение ИК спектров показало, что колебательные частоты индивидуальных спиртов и растворов спиртов в НФ практически совпадали. Исключение составляли лишь полосы и(ОН) группой, вовлеченных в межмолекулярные водородные связи, в области 3380-3510 см"1. Полученные данные свидетельствуют о том, что растворение изученных спиртов в используемых НФ происходит в основном по типу физической сорбции; существенного специфического взаимодействия не обнаружено.

3. Качественный анализ технического и товарного " .синтетического витамина Е

Структура и природа большинства примесных соединений в ПО синтетического а- токоферилацетата (ТФА) до последнего времени оставались невыясненными.Для решения этой проблемы в работе использовали методы капиллярной газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии.

Капиллярная газовая хроматография витамина Е без его перввр-да в летучие производные ранее не проводилась.

Было изучено влияние на хроматографию образцов товарного витамина Е природы НФ, длины колонки и температуры колонки. На основании полученных данных выбраны следующие оптимальные условия: стеклянная капиллярная колонка длиной 20 м с 07-101, температура

ванл-,-,-,-.!,'„. „., __и__ _4_I_и,_и_I ,Л

■ '.18 ' и • £ О 8 • и О

РИС.2. Хронатограимы образцов технического СаЭ и товарного С63 ' витамина Е.

колонки 250°С. Время удерживания ТФА составляло 10 мин. Для хро- , матографии образцов технического витамина Е был предложен резким программирования температуры от 150°С до 270°С со скоростью подъема температуры Б град/мин на этой же колонке. Типичные хромато-грамвд образцов технического и товарного витамина Е приведены на рис.2. Хроматограмму технического витамина Е можно условно разделить на три участка, соответствующие компонентам легкой (пики I-10), средней (пики 11-13) и тяжелой, или витаминной (пики 14-22), фракций. Товарный витамин Е содержит в основном примеси витаминной .фракции.

Газохроматографнческую качественную характеристику компонентов синтетического витамина Е проводили с помощью ИУ. Для газо-хроматографической идентификации использован эталонный метод стандартов, в результате чего было идентифицировано 9 примесей легкой фракции ( пики I, 3-10) и «-токоферол (пик 21) (табл.4). Примесь 2 была идентифицирована как моноацетат триметилгидрохино-на на основании принципа аддитивности ИУ.

Для подтверждения проведенной идентификации по стандартам и

Таблица 4

Индексы удерживания Ковача и результаты идентификации компонентов промышленных образцов синтетического витамина К

Хроматографический пик Стандартное вещество Идентифицированное вещество по индексам удер живания я методом хро-мато-масс-спектрометрии

п/п Индекс Удерж Т Название Индекс удерж.

I 2 3 4 5 6

I 1489 180 триметил-гидрохинон 1491 триме тилгидрохинон

2 1582 - - моноацетат тримэтил-гидрохинона

3 1667 диацетат триметил-гидрохинона 1669 диацетат триметил-гидрохинона

4 1817 180 изомер фитадиена 1817 изомер фитадиена СгоН»в

5 1844 1845

6 1867 1865

7 1879 _ и _ 1879

а 1901- ' 1900

9 1939 изофитол 1943 изофитол

10 1974 дигидро-■ изофитол 1975 дигидроизофитол

II 2511 250 - - диацетат димера триме-тилгидрохинона С2гН2д0й

12 2525 _ и _ - - 2,6,10,13,16,20-гекса-метилтриэйкозан С20Нас;

13 2538 - - ■ 3,7,11,15-тетраметил-гексадекандаол-1,3

(окончание табл. 4)

I 2 3 4 5 6

14' • 2854 250 - - 6-ацетокси-5,7,8-триметил-3-этил-4(3' ,7* ,П*-триме-тилдодецил)хроман

15 2870 - - 6-ацетокси- 3,4,5,7,8-пен- тамэ тил-2(3',7•,II'-триме-тилдодэ цил)хроман + 6-ацетокси- 2,3,5,7,8-пен- таметил-4(3' ,7' ,И'-триме-тилдодецил)хроман + 6-ацетокси- 3,3,5,7,8-пен- тамэтил-4(3',7*,11'-триме-тилдодецил)хроман

16 2888 — 6-ацетокси- 3,3,5,7,8-пен- такетил-2(3',7',II'-триме-тилдодецил)хромад +

17 2906 - - 6-ацетокси-5,7,8-триметил- З-этил-2(3',7'ЛI'-триме-тилдодецил)хроман

18 2937 - - 6-ацетокси-2,5,7,8-тетра- метил-3(4',8',12'-триме-тилтридецил)хроман

19 2964 - - 6-ацетокси-4,5,7,8-тетра- мег.'_п-3(4' ,8',12'-триме-тилтридецил)хроман

20 3056 - - 5-ацетокси-2,3,4,6,7-пен- таметил-2(4',8',12'-триме-тапдецил)-2,3-дигидрооен-зофуран

21 3087 „»» _ а-токоферол 3091 а-токоферол

22 3147 а-токоферил-ацетат 3144 а-токоферилацетат

возможной идентификации остальных примесей получены масс-спектры электронного удара компонентов 1-22. Изучение масс-спектров примесей 1-10 и 21 подтвердило их газохроматографическую идентификацию. Наибольший интерес представляло установление строения приме-

сей витаминной фракции. Сравнение их масс-спектров показало большое сходство с ТФА. На основе выявления общих закономерностей фрагментации в масс-спектрах примесей 14-20, ТФА и а-токоферола была проведена интерпретация основных осколочных ионов. Полученные данные показали, что все примеси 14-20 являются ацетатами изомеров а-токоферола. Предложен ряд возможных структур продуктов аномального алкшшрования изофитолом ароматического ядра триме-тилгидрохинона, в результате которого могут образовываться такие изомеры. С использованием данных хромато-масс-спектрометрии проведено отнесение этих структур к соответствующим примесным хрома-тографическим пикам.

Также на основе изучения масс-спектров установлено строение примесей П-13.

Результаты идентификации примесей в синтетическом витамине Е приведены в табл.4. Всего идентифицирована 21 примесь. Структура десяти из них установлена впервые.

Полученные результаты по капиллярной хроматографии ПО синтетического витамина Е позволяют рекомендовать ее как эффективный метод контроля качества витамина Е.

4. Количественный анализ витамина Е ■ 4.1. Определение витамина Е в промышленных образцах

Применяемая до настоящего времени методика определения ТФА' в ПО синтетического витамина Е основана на периметрическом титровании. Проведенное нами изучение состава синтетического витамина Е показало, что типичные примеси имеют строение, обусловливающее проявление или восстановительных свойств, поэтому применение це-риметричэского титрования как неселективного метода дает завышенные результаты по содержанию основного вещоствз. Известные в литературе ГЖХ методики определения ТФА в ПО на наполненных колонках имеют невысокую воспроизводимость и используют довольно высокие температуры колонки порядка 270 - 280°С. В работе ' показано, что применение капиллярной хроматографии обеспечивает полное разделение основного вещества ТФА от ближайших примесных пиков при 'более низкой температуре 250°С за время анализа 10 мин, поэтому целесообразно использовать этот метод в выбранных оптимальных условиях для количественного определения ТФА в ПО.

Количественный анализ проводили методом внутренней ставдар-

тизации. Разработка методики включала сравнительную оценку трех внутренних ставдартов - сквалана, ди-(2-этилгексил)ового эфира себациновой кислоты и цетилпальмитата - и выбор способа расчета .массовой доли ТФА в образце. В использованном для каждого внутреннего стандарта диапазоне соотношений масс внутреннего стандарта и ТФА соблюдалась линейность отклика детектора от масс данных веществ. Сравнение определений относительных поправочных коэффициентов (К) для трех внутренних стандартов по воспроизводимости с использованием Р-критерия Фишера показало их равноточность. Однако применение сквалана и себацаната более предпочтительно с точки зрения достижения оптимальных условий, так как они элшруются раньше ТФА и не увеличивают тем самым продолжительность анализа. Для повышения точности анализа изучена воспроизводимость К во времени. Оказалось, что значения К колеблются (до 14%) в разные рабочие дни, в результата чего применение способа расчета массовой доли ТФА в образце по градуировочному графику нецэлесообраз-

Таблица 5

Результаты оценки правильности опрэделения массовой доли

а-токоферилацетата в промышленном образце (п=5; Р=0,Э5 )

КК модальной смеси Внутренний стандарт Введено ТФА, % масс. га(ТФА) Найдено ТФА, % масс. №6 (ТФА) Б Ч/щ

I сквалан 91,35 93,04*1,95 1,57 2,41

.2 94,70 94,73*1,40 . 1,13 0,06

3 • себацинат 92,88. 91,38*1,72 1,38 2,43

4' 95,63 95,33*2,80 2,25 0,30

5 V. цетилпаль- 95,79 96,64*1,43 1,15 1,16

Митат

6 92,55 92,' 0,43

но. Нами был выбран способ прямого сравнения со стандартом. Пра- • вильность предложенной методики проверена ва модельных смесях с использованием г-критерия (табл.6).

Разработанная методика апробирована при анализе промышленных образцов витамина Е трех заводов-изготовителей - Болоховского химкомбината, Московского экспериментального и Ереванского вита-

минного.заводов. Стандартное отклонение среднего определения составляло1 1,72. Содержание ТФА во всех проанализированных образцах оказалось ниже нормы, регламентируемой ФС, и составляло от 80 до 96Ж, в то время как по результатам цериметрии было не меньше 97%. Полученные данные показывают необходимость замены действующей ФС, а также совершенствования отечественных технологий витамина Е с целью улучшения его качества.

4.2. Определение витамина Е в фармацевтических препаратах

В работе изучена возможность определения витамина Е в масляных растворах как методом прямой капиллярной хроматографии, так и с предварительным выделением его из масляных растворов экстракцией этанолом. Известные ГЖХ методики определения витамина Е в масляных растворах фармпрепаратов с использованием наполненных колонок отличаются большой продолжительностью хроматографического процесса, поэтому целесообразно было применить капиллярную хроматографию, позволяющую Уменьшить- время анализа с одновременным увеличением эффективности разделения компонентов образца.

Результаты по оценке выхода ТФА из масляных растворов и правильности результатов анализа, представленные в табл.6, показали возможность использования прямой капиллярной хроматографии. Разработанная методика применена к анализу грех фармпрепаратов: БОЖ-цого масляного раствора витамина Е в капсулах, 30%-ного масляного раствора для инъекций, препарата "Аевит". Соответствующие хроматограммы по качественному составу идентичны хроматограммам ПО синтетического витамина Е, за исключением присутствия пика витамина А на хроматограмме "Левита". Компоненты масляной основы не хроматографировались и не мешали определению витамина Е. Содержание ТФА в 60Ж масляном растворе составляло 38-41%, в 30%-ном масляном растворе - 24-263, что значительно ниже номинального. Это свидетельствует о том, что качество готового препарата определяется качеством исходного субстрата ТФА, все промышленные примеси которого содержатся и в препарате.

Методика проста по технике выполнения, не требует предварительной пробоподготовки, характеризуется малым временем анализа и имеет хорошую воспроизводимость (относительное стандартное отклонение среднего определения 0,03-0,05). Кроме того, методика позволяет сочетать количественный анализ с оценкой качества фармпрепарата.

ТаСлица 6

Результаты определения выхода о-токоферилацетата из масляных .растворов и проверка правильности методики (п=5; Р=0,95)

Л модальной смеси Методика Введено ТФА, % масс. WS(ТФА) Найдено ТФА, % масс, 1%(ТФА)±<5 S Выход ТФА отн.%

1 • 2 ■ Экстракция этиловым спиртом + ГЖХ 28,17 36,07 16,28^0,76 23,47-1,08 0,61 0,87 - 57,79 65,07

3 . Прямая 29,44 28,93^0,92 0,74 1,54 98,27

4 ГЖХ 47,13 47,52^1,07 0,86 1,01 101,44

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

I. Найдены условия разделения методом капиллярной газовой хроматографии компонентов промышленных образцов семи полупродук-. тов синтеза витамина Е полной технологической цепочки получения изофитола из псевдоионона (псевдоионон, гексагидропсевдоионон, ацетиленовые спирты C1S и С2о, диеновый и насыщенный кетоны С1В, изофитол) с использованием трех неподвижных фаз различной полярности 0Y-101, ХЕ-60, ПЭГ-20М. Показано, что число выявляемых этим методом примесей в каждом полупродукте составляет порядка 20-30. Наиболее полное разделение основных и примесных компонентов для всех изученных объектов достигается на 0V-101.

С использованием изотермических индексов удерживания, определенных на трех неподвижных фазах, идентифицирован ряд примесей в кавдом из изученных полупродуктов по стандартам.

На основе принципа аддитивности рассчитаны инкременты индексов удерживания основных структурных элементов молекул изофитола и полупродуктов его синтеза, которые использованы для идентификации пяти примесей в гексагидропсевдоиононе безэталонным методом. Показано, что степень чистоты изофитола - ключевого полупродукта синтеза витамина Е определяется степенью чистоты всех его предшественников. Полученные данные позволяют рекомендовать капиллярную хроматографию на 0V-101 как эффективный метод контроля качества исследованных соединений. .

2. Методами ИК спектроскопии установлено, что газохромато-графическое поведение изучаемых классов соединений обусловлено в основном Физической сорбцией хроматографируемых веществ в неподвижных фазах.

3. На основе изучения зависимости между температурой удерживания в ГЖХ с программированием температуры и температурой кипения изопреноидных соединений разработан способ определения температур кипения примесей в полупродуктах синтеза витамина Е, позволивший охарактеризовать этим важным технологическим параметром в целом около 200 примесей.

4. Найдены оптимальные условия проведения капиллярной хроматографа! промышленных образцов витамина Е без его перевода в летучие производные. Показано, что применение капиллярной хроматографии позволяет осуществлять более эффективное разделение компонентов промышленных образцов витамина Е при более низких температурах, колонки и меньших.временах анализа, чем применение ГЖХ на наполненных колонках. С использованием индексов удерживания идентифицированы II типичных примесей синтетического витамина Е.

5. Изучены масс-спектры электронного удара компонентов промышленных образцов синтетического витамина Е. На основе данных' хромато-масс-спектрометрш впервые идентифицированы 10 типичных примесей синтетического витамина Е. Предложены пути образования основных примесей - изомеров «-токоферола.

5. Разработана методика количественного определения витамина Е в промышленных образцах методом капиллярной хроматографии. Показано, что предпочтительным является использование сквалана и ди-(2-атилгексил)6вого эфира себациновой кислоты в качестве внутренних стандартов; расчет содержания витамина Е в промышленном образце следует проводить методом прямого сравнения со стандартом. Предложенная методика имеет преимущества по метрологическим характеристикам, селективности и скорости выполнения анализа по сравнению с действующими методиками. Методика апробирована при определении содержания а-токоферилацетата в промышленных образцах трех заводов-изготовителей.

7. Разработана методика определения содержания'а-токоферилацетата в фармацевтических препаратах, представляющих собой масляные растворы витамина Е, методом прямой хроматографии без предварительного его выделения из масляных растворов. Методика использована для анализа образцов трех коммерческих фармпрепаратов.

Основное содержание диссертации отражено в следующих

публикациях:

1. Грибанова C.B. Применение капиллярной газовой хроматографии • с программированием температуры для определения температур

• кипения примесей в полупродуктах синтеза витамина Е // Тез. докл. Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 70-летию декрета о национализации аптек.-Куйбышев, 1988.- C.II0-II2.

2. CrlbanoYa S.V., Kharitonov Yu.Ya., Jabarov D.N., Rudenko B.A., ■ Yanotorsky M.T. Capillary gas chromatography investigations

oi synthetic vitamin E and its synthesis intermediates //

■ 7th Danube Symposium on chromatography and analitik treffen.-beipzig, August 1989.- V.U.- P.147.

3. Грибанова C.B., Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н., Руденко Б.А.,

■ Янотовский М.Ц. Капиллярная газовая хроматография витамина Е и полупродуктов его синтеза // Рефераты докладов и сообщений XIV Менделеевского съезда по общей и прикладной иаш.- Ы.:

. Наука, 1989.- № I.- С.426.

4. Грибанова C.B., Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н., Руденко Б.А.', Янотовский М.Ц. Определение температур кипения примесей в полупродуктах синтеза витамина Е методом газовой хроматограф® с программированием температуры // Хим:- фарм. курн.-1990.-Т.24, * I.- С.78-81.

5. Грибанова C.B., Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н., Руденко Б.А., Янотовский М.Ц. Капиллярная хроматография полупродуктов синтеза витамина Е // Фармация - 1990.- Т.39, Jê I.- С.43-46.

6/ Грибанова C.B., Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н., Руденко Б.А., Янотовский М.Ц. Газохроматографическая идентификация примесей в промежуточных продуктах синтеза витамина Е на основе аддитивной -схемы расчета индексов удерживания // Журн. аналит. .химии - 1990.- Т.45, й 5,- C.I009-III6.

7.. Грибанова C.B., Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н., Руденко Б.А., Янотовский М.Ц. Изучение газохроматографического поведения промежуточных продуктов синтеза витамина Е и их структурных аналогов на различных неподвижных фазах с целью идентификации примесей по индексам удеркивания // Журн. аналит. химии.-1990.- Т.45, * 8.- C.I56I-I567