Спектроскопия ядерно-магнитного резонанса. Применение в фарманализе.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1.1. Химическое ……………………………………….

1.2. Способы …………………………………………………………

1.3. Физические особенностисвойства

1.4. Методы

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ,

2.1. …………………………..

2.2.

ВЫВОДЫ ………………………………………………………………….......

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………….…….…...

Актуальность темы. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса, ЯМР - спектроскопия - спектроскопический метод исследования химических объектов, использующий явление ядерного магнитного резонанса. Наиболее важными для химии и практических применений являются спектроскопия протонного магнитного резонанса (ПМР - спектроскопия), а также спектроскопия ЯМР на ядрах углерода - 13 (13 C ЯМР - спектроскопия), фтора - 19 (19 F ЯМР - спектроскопия), фосфора - 31 (31 P ЯМР - спектроскопия).

Открытие ЯМР и его быстрое внедрение в практику научных исследований положили начало новому этапу не только в исследовании структуры вещества на всех уровнях, но и в изучении природы физических и химических процессов в растворах и в конденсированных средах. Ни один из других физических методов не был столь щедро отмечен самыми престижными научными наградами. Три Нобелевские премии были присуждены непосредственно за открытие явления ЯМР (Отто Штерн, премия по физике, 1943 г., Исидор Раби, премия по физике, 1944 г., Феликс Блох и Эдвард Перселл, премия по химии, 1952 г.). Нобелевскую премию по химии за развитие самого метода в 1991 году получил Рихард Эрнст. Еще две Нобелевские премии, одна по химии (Курт Вютрих, 2002 г.) и одна по медицине (Пол Лаутербур и Питер Мэнсфильд, 2003 г.), были присуждены за пионерские работы, открывшие пути применения ЯМР в совершенно новых областях науки.

ЯМР - спектроскопия - относительно новый физический метод исследования, имеющий широкие возможности в анализе все увеличивающегося числа лекарственных средств, к качеству которых предъявляются постоянно возрастающие требования. Однако, применение спектроскопии ЯМР в оценке качества и стандартизации лекарственных средств, особенно отечественного производства, до последнего времени специально не рассматривается, но требует внимания.

ЯМР - спектрометр для спектрометрии непрерывного действия состоит из магнита, генератора низкочастотного разрешения, держателя образца, радиочастотных выпрямителей и приемника, регистрирующего устройства и электронного интегратора. Импульсный спектрометр снабжается кроме этого импульсным выпрямителем и компьютером для сбора, хранения и математического преобразования данных к спектру обычного вида. Подобно инфракрасной спектроскопии, ЯМР выявляет информацию о молекулярном строении химических веществ. Однако, он обеспечивает более полную информацию, чем ИС, позволяя изучать динамические процессы в образце - определять константы скорости химических реакций, величину энергетических барьеров внутримолекулярного вращения. Эти особенности делают ЯМР - спектроскопию удобным средством как в теоретической органической химии, так и для анализа биологических объектов.

Для качественного анализа c помощью ЯМР используют анализ спектров, основанный на следующем:

• сигналах ядер атомов, входящих в определенные функциональные группы;

• лежат в строго определенных участках спектра;

• интегральная площадь, ограниченная пиком, строго пропорциональна количеству резонирующих атомов;

• ядра, лежащие через 1-4 связи, способны давать мультиплетные сигналы в результате т. н. расщепления друг на друге.

Явление ЯМР заключается в резонансном поглощении энергии радиочастотного поля системой магнитных ядер, помещенных в постоянное магнитное поле Но. Магнитное поле ядра со спином 1 = 1/2, помещенное в постоянное магнитное поле, характеризуется двумя магнитными уровнями.

При наложении радиочастотного поля частоты = µо, (где = µ/(h*l) - гиромагнитное отношение ядра), совпадающей с резонансной частотой ядра, наблюдаются переходы между ядерными уровнями. Переходы будут сопровождаться поглощением энергии радиочастотного поля, и сигналы поглощения будут фиксироваться в ЯМР - спектрах. Полученные сигналы резонирующих магнитных ядер удобно связывать со структурными параметрами молекулы.

В отдельных публикациях решаются частные задачи с использованием спектроскопии ЯМР применительно к конкретным лекарственным средствам. При этом условия получения спектров ЯМР, как правило, не унифицированы, и поэтому на их основе невозможно сделать обобщающие заключения.

Встречаются неоднозначности и неточности в отнесении ряда сигналов в спектрах ЯМР лекарственных средств. Не систематизированы данные о характере влияния на сигналы спектров отдельных заместителей в молекулах близких по строению лекарственных средств.

В большинстве работ не определены общие и отличительные сигналы в спектрах ЯМР, которые могут служить для групповой и индивидуальной характеристики лекарственных средств.

Не получило широкого распространения сравнительное изучение методом спектроскопии ЯМР стандартных и серийных образцов лекарственных средств. Отсутствуют сведения о степени соответствия отечественных и международных стандартных образцов по данным спектроскопии ЯМР.

В большинстве случаев исследования не имеют комплексного характера и ограничиваются лишь использованием ПМР – спектроскопии или 13C ЯМР - спектроскопии, что значительно сужает получаемую информации о качестве лекарственных средств.

Практически отсутствуют специализированные атласы-сборники спектров ЯМР лекарственных средств. В опубликованных общих атласах спектры ЯМР лекарственных средств встречаются среди преобладающей массы спектров веществ, не представляющих интереса для работников в области фармацевтического анализа.

Идентификация лекарственных средств по ПМР – спектроскопии или 13C ЯМР - спектроскопии связана с анализом большого числового массива – значений химических сдвигов сигналов в спектрах. Однако, не получило должного распространения использование компьютеров в фармацевтическом анализе для автоматизации обработки числовой информации при идентификации лекарственных средств и их возможных примесей методом спектроскопии ЯМР. Практически отсутствуют специализированные ПМР – спектроскопии или 13C ЯМР данных лекарственных средств.

Химики-органики все чаще приходят к выводу, что в настоящее время метод ядерного магнитного резонанса при изучении строения органических соединений эффективнее ультрафиолетовой или инфракрасной спектроскопии. Вместе с тем этот метод не заменяет более старых методов; они взаимно дополняют друг друга.

Таким образом, очевидно, что использование спектроскопии ядерного магнитного резонанса в фармацевтическом анализе является весьма актуальным.

Цель и задачи исследования.

Целью курсовой работы является теоретический анализ литературных источников и экспериментальная разработок применения основных принципов спектроскопии ядерного магнитного резонанса в фармацевтическом анализе для стандартизации и оценки качества лекарственных средств.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить- следующие основные задачи:

1. Обобщить основные направления развития, выявить и обосновать приоритетные области применения спектроскопии ядерного магнитного резонанса в анализе лекарственных средств;

2. Изучить спектры ЯМР наиболее распространенных лекарственных средств в одинаковых условиях выделяемых из лекарственного растительного сырья;

3. Проанализировать отнесение ряда сигналов в спектрах ЯМР изучаемых лекарственных средств;

Сопоставить спектры ЯМР лекарственных средств, близких

по строению, для установления характера влияния на спектр различ-

- З -них заместителей;

Выявить наиболее важные аналитические сигналы в спектрах ЯМР, которые могут быть использованы для идентификации изучаемых лекарственных средств;

Разработать унифицированные методики идентификации лекар-ственных средств методом спектроскопии ЯМР Н и С;

?. Разработать методики определения компонентного состава ле¬карственных средств, их примесей; провести исследования по уста¬новлению реального уровня чистоты лекарственных средств отечест¬венного производства;

Получить сравнительные данные спектров ЯМР стандартных и серийных образцов лекарственных средств, выявить степень их соот¬ветствия;

На основе персонального компьютера разработать программу*'

І 13

и создать специализированную базу данных спектров ЯМР Н и С

для целей стандартизации и оценки качества лекарственных средств;

10. Систематизировать, унифицировать и составить атлас спект¬

ров ЯМ? лекарственных средств и их возможных примесей.