Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭФИРОВ 4-ГИДРОКСИБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ

Осипов А.С. 1 Попова О.А. 1 Сулейманов Р.Р. 1 Нездольева М.В. 1
1 ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Исследована возможность применения хроматографических колонок с фенильными и нитрильными сорбентами для разделения эфиров 4-гидроксибензойной кислоты (парабенов) при определении антимикробных консервантов в лекарственных препаратах. В качестве подвижных фаз применяли смеси ацетонитрила или метанола и воды. При замене воды на буферный раствор КН2РО4 эффективность хроматографических колонок увеличивается в 1,3 раза. На фенильных и нитрильных колонках н-гептилпарабен имеет значительно меньшее время удерживания, чем на колонках С18. Хроматография парабенов может быть удобным инструментом для изучения свойств хроматографических колонок с фенильными и нитрильными сорбентами. Разрешение между пиками парабенов в условиях жидкостной хроматографии гидрофильных взаимодействий существенно меньше, чем в условиях обращенно-фазовой хроматографии. В отличие от аминогрупп, нитрильные группы практически не обладают сродством к фенольным гидроксильным группам парабенов в условиях жидкостной хроматографии гидрофильных взаимодействий.
высокоэффективная жидкостная хроматография
жидкостная хроматография гидрофильных взаимодействий
эфиры 4-гидроксибензойной кислоты (парабены)
сорбенты
Фармакопея США
Европейская фармакопея
1. Ноздрин К.В., Великородный А.А., Осипов А.С., Родионова Г.М. Оптимизация условий хроматографирования бутилгидроксианизола и бутилгидрокситолуола при совместном присутствии. Фармация. – 2007; (5): 7–10.
2. Осипов А.С, Нечаева Е.Б, Миронова М.М, Ковалева Е.Л. Применение жидкостной хроматографии гидрофильных взаимодействий для разделения изомеров бутилгидроксианизола. Химико-фармацевтический журнал. – 2015; 49(3): 50–2.
3. Осипов А.С., Нечаева Е.Б. Применение капроновой и циклогексанкарбоновой кислот для анализа бензойной и сорбиновой кислот. Химико-фармацевтический журнал. – 2013. 47(2): 51–3.
4. Осипов А.С., Орлов Е.Н. Применение колонок с оптически-активными сорбентами для разделения позиционных изомеров. Химико-фармацевтический журнал. – 2012. – № 46(5). – С. 28–31.
5. British Pharmacopoeia 2012. Monograph: Butyl Hydroxybenzoate. https://www.pharmacopoeia.com.
6. European Pharmacopoeia ed. 8.0. Monograph: Methyl parahydroxybenzoate. http://www.edqm.eu/medias/fichiers/index_english.pdf.
7. United States Pharmacopoeia 39 ed. Monograph: Methylparaben Sodium. http://www.usp.org/sites/default/files/usp_pdf/EN/products/usp2008p2supplement3.pdf.

Эфиры пара гидроксибензойной кислоты (название соединений по Европейской фармакопее), или парабены (название соединений по Фармакопее США), применяют главным образом при изготовлении суспензий и микстур, а также в парфюмерной промышленности в качестве антимикробных консервантов. В этой статье для краткости изложения материала использовали наименование Фармакопеи США. Кроме того, парабены могут вводиться в состав твердых желатиновых капсул для предотвращения разрушения желатина микроорганизмами. Наиболее часто применяют метилпарабен (нипагин) и пропилпарабен (нипазол), их обычно используют совместно в соотношении по массе 4:1. Кроме того, бутилпарабен применяют в качестве пластификатора при изготовлении лекарственных форм. Условия хроматографирования парабенов полностью гармонизированы в соответствующих фармакопейных статьях Европейской фармакопеи и Фармакопеи США. Следует, однако, отметить, что наряду с нейтральными (фенольными) формами парабенов в Фармакопее США описаны натриевые (растворимые) формы парабенов [6, 7]. В монографиях зарубежных фармакопей приведена методика хроматографирования парабенов на колонках С18 150×4,6 мм (5 мкм) при длине волны 272 нм. В качестве подвижной фазы применяют смесь 6,8 г/л КН2РО4 в воде – метанол (35:65). Скорость потока – 1,3 мл/мин. Данные условия хроматографирования применяют при анализе метил-, этил- и пропилпарабенов. При анализе бутилпарабена соотношение компонентов подвижной фазы – 50:50. Изменение состава подвижной фазы вызвано необходимостью определения примеси в консерванте – изобутилпарабена [5]. Н-гептилпарабен не описан в фармакопейных статьях, его применяют в качестве внутреннего стандарта при количественном определении такролимуса в мазях и некоторых других препаратов. В данном случае применение внутреннего стандарта компенсирует эффект неполной экстракции препаратов из гидрофобной мазевой основы. В этом исследовании, н-гептилпарабен использовали только как гидрофобное соединение при изучении свойств хроматографических колонок с фенильными и нитрильными сорбентами.

Цель работы – исследование возможности применения хроматографических колонок с нитрильными и фенильными сорбентами для определения антимикробных консервантов в лекарственных препаратах.

Материалы и методы исследования

Работа проводилась c использованием хроматографа Agilent, серия 1100 с диодно-матричным детектором («Agilent Technologies», США). Разделение парабенов осуществляли на следующих колонках: Zorbax XDB C18 150×4,6 мм (5 мкм), Zorbax SB Phenyl 150×4,6 мм (3,5 мкм), Zorbax XDB CN 150×4,6 мм (5 мкм), Zorbax NH2 150×4,6 мм (5 мкм) («Agilent Technologies», США), Spherisorb Phenyl 150×4,6 мм (5 мкм) («Waters», США) и Диасфер Фенил 150×4,6 мм (5 мкм) («БиоХимМак», Россия). В работе использовали стандартные образцы метил-, этил-, пропилпарабенов Европейской фармакопеи, стандартный образец бутилпарабена Фармакопеи США. Стандартный образец 4-гидроксибензойной кислоты н-гептиловый эфир (н–гептилпарабен) («Dr. Ehrenstorfer GmbH», Германия).

Результаты исследования и их обсуждение

Некоторые результаты хроматографирования парабенов приведены в табл. 1. Следует отметить, что отклик детектора при 260 нм в 1,64 раза больше, чем при детектировании парабенов при 272 нм, учитывая невысокое содержание парабенов в лекарственных препаратах и желатиновых капсулах, детектирование при 260 нм более предпочтительно. Эффективность колонок при применении подвижных фаз (метанол – 50 мМ КН2РО4 или ацетонитрил – 50 мМ КН2РО4) в среднем в 1,3 раз больше, чем при применении аналогичных по содержанию органики подвижных фаз без буферного компонента. Не было выявлено особых преимуществ в использовании в качестве органических компонентов подвижных фаз ацетонитрила либо метанола. Необходимо отметить только заметное увеличение времени удерживания бутилпарабена, и особенно н-гептилпарабена, при использовании подвижных фаз, содержащих метанол на хроматографических колонках с фенильными сорбентами. Хотя разрешение между пиками низших гомологов парабенов при этом возрастает, не наблюдается заметного увеличения их времен удерживания. Время удерживания н-гептилпарабена на колонках с фенильными и нитрильными сорбентами значительно меньше, чем на колонке Zorbax XDB C18 (табл. 1, рис. 1, 2).

osip1.tif

Рис. 1. Хроматограмма модельной смеси стандартных образцов парабенов. Условия анализа: колонка Spherisorb Phenyl 150×4,6 мм (5 мкм); подвижная фаза – ацетонитрил – 50 мМ КН2РО4 (рН 4,6) (40:60); скорость потока – 1,0 мл/мин; детектирование 260 нм. 1 – метилпарабен, 2 – этилпарабен, 3 – пропилпарабен, 4 – бутилпарабен, 5 – н-гептилпарабен

osip2.tif

Рис. 2. Хроматограмма модельной смеси стандартных образцов парабенов. Условия анализа: колонка Zorbax XDB CN 150×4,6 мм (5 мкм); подвижная фаза – ацетонитрил – вода (40:60); скорость потока – 1,0 мл/мин; детектирование 260 нм. 1 – метилпарабен, 2 – этилпарабен, 3 – пропилпарабен, 4 – бутилпарабен, 5 – н-гептилпарабен

osip3.tif

Рис. 3. Хроматограмма модельной смеси стандартных образцов парабенов. Условия анализа: колонка Zorbax NH2 150×4,6 мм (5 мкм); подвижная фаза – ацетонитрил – 2мМ КН2РО4 (98:2); скорость потока – 1,0 мл/мин; детектирование 260 нм: 1 – н-гептилпарабен, 2 – бутилпарабен, 3 – этилпарабен, 4 – метилпарабен

Времена удерживания и разрешение между пиками метил-, этил-, пропил- и бутилпарабена при различных условиях хроматографирования*

Колонка.

Состав подвижной фазы

Разрешение между пиками метил- и этилпарабена

Разрешение между пиками пропил- и бутилпарабена

Время удерживания метил-парабена, мин

Время удерживания пропил-парабена, мин

Время удерживания н-гептил-парабена, мин

Zorbax XDB C18

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил – 50 мМ КН2РО4 (4:6)

9,78

16,08

2,94

6,07

69,58

Zorbax XDB C18

150×4,6 мм (5 мкм)

метанол – 50 мМ КН2РО4 (55:45)

9,29

16,15

3,14

8,17

57,33

Zorbax XDB C18

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил – вода (4:6)

6,51

13,30

2,65

6,105

61,57

Zorbax SB Phenyl

150×4,6 мм (3,5 мкм)

Ацетонитрил – вода (4:6)

6,87

10,76

3,17

5,29

22,1

Spherisorb Phenyl

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил – вода (4:6)

3,01

3,89

2,67

4,24

7,51

Spherisorb Phenyl

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил – 50 мМ КН2РО4 (4:6)

3,51

4,60

2,73

6,35

7,60

Spherisorb Phenyl

150×4,6 мм (5 мкм)

метанол – 50 мМ КН2РО4 (4:6)

5,79

6,88

3,31

6,24

40,88

Zorbax XDB CN

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил – вода (4:6)

3,43

5,09

2,72

3,65

8,30

Диасфер Фенил

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил – 50 мМ КН2РО4 (4:6)

5,64

8,26

3,58

5,86

22,06

Zorbax NH2

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил –

2 мМ КН2РО4 (95:5)

1,04

5,31

4,94

4,48

Zorbax NH2

150×4,6 мм (5 мкм)

Ацетонитрил –

2 мМ КН2РО4 (98:2)

1,07

10,3

9,60

8,70

Примечание. *средняя величина пяти определений для каждого условия хроматографирования.

Данный факт объясняется тем, что при сорбции парабенов на этих сорбентах ключевую роль имеют p-p взаимодействия между бензольными кольцами анализируемых соединений и функциональными группами сорбентов. В отличие от этого, на сорбентах С18 главным образом имеют место гидрофобные взаимодействия между поверхностью сорбента и анализируемыми соединениями, поэтому время удерживания сильно зависит от длины алифатических цепей анализируемых соединений. Аналогичный эффект повышения селективности фенильных и нитрильных сорбентов к ароматическим группировкам и к системам сопряженных двойных связей наблюдался при анализе антиоксидантов бутилгидроксианизола и бутилгидрокситолуола [1, 4], а также сорбиновой кислоты [3]. По причине присутствия фенольных гидроксильных групп в молекулах анализируемых соединений, также можно ожидать схожести поведения парабенов и антиоксидантов на колонках с аминосорбентами в условиях жидкостной хроматографии гидрофильных взаимодействий [2]. На рис. 3 приведена хроматограмма разделения модельной смеси парабенов в данных условиях хроматографирования, при этом меняется очерёдность элюирования анализируемых соединений по сравнению с обращённо-фазовой хроматографией. Следует отметить, что разрешение между пиками парабенов в условиях жидкостной хроматографии гидрофильных взаимодействий существенно меньше, чем в условиях обращенно-фазовой хроматографии (таблица). Так, при использовании в качестве подвижных фаз смесей ацетонитрила и воды, время удерживания метилпарабена на колонке Zorbax XDB CN 150×4,6 мм (5 мкм) возрастало только с 1,64 мин до 1,73 мин при увеличении содержания ацетонитрила в подвижной фазе с 90 % до 99,9 %.

Заключение

Хроматографические колонки с фенильными и нитрильными сорбентами могут быть использованы для определения парабенов в лекарственных препаратах. Исследования по хроматографии в гомологическом ряду парабенов также могут быть полезным инструментом для изучения физико-химических свойств фенильных и нитрильных сорбентов. Разрешение между пиками парабенов в условиях жидкостной хроматографии гидрофильных взаимодействий существенно меньше, чем в условиях обращенно-фазовой хроматографии.


Библиографическая ссылка

Осипов А.С., Попова О.А., Сулейманов Р.Р., Нездольева М.В. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ ДЛЯ АНАЛИЗА ЭФИРОВ 4-ГИДРОКСИБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 11-2. – С. 256-260;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36219 (дата обращения: 14.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074