Теми за държавен изпит по фармацевтична химия

[Mozo]

химия
ХРОМАТОГРАФСКИ МЕТОДИ ЗА АНАЛИЗ
Хроматографията е метод за разделяне и анализ на смеси от органични съединения.
Осъществява се качествен и количествен анализ на химични структури.
Основни понятия: - Неподвижна фаза, която се насипва в колоната (колонна хроматография) или се фиксира върху плака ( планарна хроматография). - Подвижна фаза - (газ или течност), която се движи през колоната или слоя сорбент.
- Елуиране - пренасяне на даден компонент от анализираната смес през неподвижната фаза при пропускане на подвижната фаза.
Изократично елуиране - подвижната фаза е с постоянен състав при анализа.
Градиентно елуиране - непрекъснато изменение на подвижната фаза при анализа. - Графичният запис при хроматографиране се нарича хроматограма.
Хроматографското разделяне може да се осъществи на основата на различни механизми, в зависимост от обекта на анализа и избрания за тази цел сорбент. - Адсорбционна хроматография - неподвижната фаза е адсорбент и разделянето на компонентите на анализираната смес става на база различната им адсорбция при анализа - Разделителна хроматография - върху сорбента, който е инертен твърд материал, има нанесен тънък слой течност. В този слой се разтварят молекулите на анализираните съединения в зависимост от специфичната си разтворимост, което води до различна скорост на придвижване. - Гел хроматография - неподвижната фаза е твърд порест материал с определен диаметър на порите. Молекулите с по-голям размер от този на порите премитават по-бързо от тези с по-малък размер, защото те проникват в порите - Йонообменна хроматография - като сорбент се използва материал, на чиято повърхност има функционални групи способни да обменят йони с изследваната проба.
Класифицирането на хроматографските системи може да стане по няколко признака: - агрегатно състояние на подвижната и неподвижната фази, - механизъм на разделителния процес - по техника на изпълнение.







Тънкослойната хроматография (ТСХ) е широко използвана в аналитичната практика за качествено доказване (идентификация) на вещества и на химични структури, при провеждане на тестове за чистота, кинетика на химични реакции.


Тънкослойната хроматография се състои в разделяне на веществата върху тънък слой от сорбента, закрепен върху плака. В долния край на плаката, т.нар. стартова линия, с помощта на капилярна пипета се накапват последователно изследваната смес и т.нар. свидетели (стандартни разтвори). Те предсавляват чисти вещества, за които се предполага, че се съдържат в изследваната проба. Плаката се изсушава, поставя се в стъклена вана (камера), като долният край на плаката се потапя в разтворител, като неговото ниво е малко по-ниско от стартовата линия. Под действие на капилярни сили подвижната фаза се изкачва нагоре по тънкия слой от сорбента, преминава през старта и достига до една експириментално избрана или зададена от фармакопеята височина, наречена фронт. В процеса на движение на разтворителя, компонентите на изследваната смес, а също и свидетелите, се придвижват с различна скорост. Затова при завършвне на този процес, нар. проявяване (развиване), те се оказват на различни височини. За идентифицирането на веществата в ТСХ се използва величината Rf (reference to the front). Rf представлява отношение на разстоянията от старта до центъра на петното (а) и от старта до фронта (b). Rf = a... . b
Тъй като b не може да бъде по-голямо от а, то Rf има стойност от 0 до 1. Rf e постоянна величина за дадено вещество при определен абсорбент и подвижна фаза, при точно спазване на едни и същи условия на изследването и може да се използва за качествено доказванена веществото.
Проявяването на хроматографската плака се извършва в камера, предварително наситена с парите на разтворителя. Крайният етап на ТСХ предствлява визуализирането на хроматографските петна. Най-лесно се визуализират петната на цветните съединения и тези, притежаващи собствена флуоресценция. Преобладаващата част от веществата, които се разделят чрез ТСХ са безцветни, което налага тяхното визуализиране. За тази цел се използват: наблюдение под УВ – светлина 254 nm или 365 nm, въздействие с йодни пари, напръскване с нинхидрин, с разтвор на калиев перманганат и др. Идентификацията се извършва или чрез Rf сойността или с помощта на свидетели, което е по-сигурно.
ТСХ освен за целите на качествения анализ може да се използва и в количествения анализ. Количествена ТСХ - класификация:
1. Полуколичествена – петното на изследваното вещество се сравнява със серия от стандарти, като е необходимо интензитетът на петното да попадне в интервал мужду стандартите или да има съвпадение с някое от тях. 2. Количествено определение, най-често спектрофотометрично, след елуиране на петното от хроматограмата– много рядко.
3. Директно измерване на петната направо върху получената хроматографска плака - денситометрия. Денситометрията е полуколичествен метод за аналитично охарактеризиране, съчетаващ условия от ТСХ и спектрани резултати. Отчита се намаляването на интензитета на светлина, което е право пропорционално на концентрацията на веществото.
Течна хроматография Течната хроматография е метод, при който разделянето на веществата се осъществява в система от твърда неподвижна фаза - сорбент и течна, подвижна фаза - елуент.
Европейска Фармакопея – качествен и количествен анализ, определяне на примеси, установяване на компонентен състав.
Високоефективната течна хроматография, ВЕТХ (HPLC) При ВЕТХ компонентите на сместа се разделят поради различната степен на взаимодействие с абсорбиращите частици. Това води до различни скорости на елуиране за различните компоненти и води до отделяне на компонентите, докато изтекат от колоната. В колоната елуирането на пробата се извършва под налягане. HPLC е силно автоматизирана и изключително чувствителна.
Като сорбент във ВЕТХ най-напред е намерил приложение силикагелът с прилагане на неполярна подвижна фаза. При използванена такава ситема, нар. система с нормални фази, полярните вещества имат по-дълго време на задържане, докато неполярните напускат колоната много бързо. Понастоящем се използва вариант на хроматографското разделяне, протичащо между т.нар. обърнати фази (Reversed Phase, RP). В този случай се използва модифицитан силикагел, на повърхността на който химически са свързани различни по дължина въглеводородни радикали. Подвижната фаза е полярен разтворител - метанол, ацетонитрил или техни смеси с вода. ВЕТХ с йонни двойки представлява вариант на ВЕТХ с обърнати фази. При нея се използват същите модифицирани с алкилови радикали сорбенти, а в подвижната фаза е прибавено йонно органично съединение, с което противоположно заредените йони на изследвания компонент образуват йонна двойка, като последната има поведение на неутрална частица с нови хроматографски свойства.

Основни параметри на ВЕТХ Хроматограма - всеки пик в хроматограматасъответства на определен компонент от анализираната смес, а площта (височината на пика) - на количественото съдържание на съответното вещество.
Ефективност на хроматографската система Една хроматографска система е толкова по-ефективна, колкото повече вещества може да раздели. Колкото по-тесни и по-високи са пиковете на хроматограмата, толкова по-ефективна е хроматографската система, защото в съответната хроматограма могат да се вместят повече добре разделени вещества. Ефективност на хроматографската система се определя чрез броя теоретични тарелки за единица дължина. В тази връзка се дефинира понятието височина, еквивалентна на една теоретична тарелка h (BETT) , което се дава с отношението h=L/N - това показва на какво разстояние са разположени тарелките в една колона. Принципна схема на течен хроматограф.
Подвижната фаза, поставена в съд се подава чрез помпата за високо налягане (до 400 атм.) Тя обикновено е смес от разтворители като вода, ацетонитрил и / или метанол. След това елуентът преминава през инжектора, където се внася пробата за анализ. Пробата преминава през хроматографската колона, където става разделянето на веществата, съдържащи се в изследвания разтвор. Разделените компоненти един след друг преминаватпрез детектора, чиито сигнал се записва под формата на хроматограма. Най-широко приложение намират УВ-детекторите. Подвижните фази, използвани в течната хроматография, не поглъщат в УВ-областта на спектъра, затова при преминаването им през детектора не дават сигнал - описва се т.нар. базова линияна хроматограмата. Обратно, хроматографски разделените вещества много често поглъщат УВ-светлина, която се регистрира от фотодиода.
Хроматографската колона представлява метална тръба от неръждаема стомана с дължина 10-30см. и вътрешен диаметър 0,3- 0,8 см, запълнена със сорбент с диаметър на частиците 5 -10μm със сферична или неправилна форма, в която се извършва хроматографското разделяне.
Газова хроматография Газовата хроматография е хроматография, при която подвижната фаза е газ или пари (газ-носител). Най-често като газ-носител се използват аргон, водород, хелий или азот, като в някои случаи се използват редица спомагателни газове според вида на детектора. Когато неподвижна фаза е адсорбент - въглен, силикагел, хроматографията се нарича газ-адсорбционна. Когато върху инертен твърд носител е нанесен течен филм се използват 2 названия: газ-течна или газ-разпределителна.
Принципното устройство на газов хроматограф е следното: от бутилка под налягане посредством блок за регулиране и измерване, снабден с предпазител се пропуска непрекъснато с постоянна скорост газ-носител през хроматографската колона, поставена в термостат. Изследваната проба, която подлежи на разделяне, се въвежда в предварително нагрятата колона във вид на течност или газ. Ако изследваните вещества не притежават летливост до 450°С, то те сеобработват по възможност до съответните естери или алкилни производни, които имат по-добра летливост при температура 150°С до 450°С. Вследствие на различната способност да се разпределят между подвижната и неподвижната фаза, веществата от изследваната проба се придвижват от газа носител и се разделят в хроматографската колона на зони от чисти вещества. Фракциите на отделните вещества след напускане на хроматографската колона преминават през детектор.

Целият материал: