РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ДРУЖБЫ НАРОДОВ
Кафедра фармацевтической и токсикологической
химии
ПОЛЯРИМЕТРИЯ
Докладчик:
студентка группы МФ-502
Данилина Екатерина
Страна:
РФ
г. Москва,
2012г.
Поляриметрический
метод широко используют
- для изучения структуры и свойств различных веществ: с его помощью проводят исследования кристаллических веществ в минералогии и кристаллохимии, изучают кинетику процессов, протекающих с участием оптически активных веществ, изучают некоторые параметры космических объектов.
- Метод поляриметрического анализа применяют в аналитических целях при количественных определениях различных веществ.
- Поляриметрия нашла широкое применение для решения теоретических и практических вопросов органических химии, в сахарной промышленности, в виноделии.
- В медицине поляриметрический анализ применяется для определения концентрации глюкозы в моче и в крови.
- Поляриметрия занимает особое место в производстве продуктов питания (производство масел, жиров), напитков, молочных и кондитерских изделий, в сельском хозяйстве, в фармацевтическом производстве при выпуске инъекционных лекарственных форм.
- В фармации измерение величины угла вращения проводят либо для оценки чистоты оптически активного вещества, либо для определения его концентрации в растворе.
- Явление оптической активности известно с начала XIX века. Именно с открытия оптической активности (Ж. Био, 1815) начала развиваться стереохимия. В ее изучение главный вклад внесли французские ученые Д.Араго, Ж.Био, Л.Пастер, Э.Коттон, О.Френель. Л. Пастер впервые высказал мысль, что оптическая активность вещества – следствие асимметрии, т.е. хиральности молекул.
- Оптическое вращение – это способность вещества вращать плоскость поляризации при прохождении через него поляризованного света.
- Соединения способные вращать плоскость поляризованного луча в противоположные стороны называются оптически активными. Последнее свойство веществ является следствием хиральности молекул. Так, все хиральные молекулы оптически активны.
- Величина отклонения плоскости поляризации от начального положения, выраженная в угловых градусах – угол вращения . Он зависит от:
- зависит от природы оптически активного вещества,
- длины пути поляризованного света в оптически активной среде (чистом веществе или растворе)
- длины волны света.
Для растворов
величина угла вращения зависит
от природы растворителя и концентрации
оптически активного вещества.
Величина
угла вращения прямо пропорциональна
длине пути света в оптически активной
среде, т.е. толщине слоя
оптически активного вещества или его
раствора.
Влияние
температуры в большинстве случаев
незначительно.
- Все оптически активные вещества встречаются в виде пар оптических антиподов – изомеров (энантиомеров), физические и химические свойства которых в обычных условиях одинаковы, за исключением одного – знака вращения плоскости поляризации.
- Если один из оптических антиподов имеет, например, удельное вращение [α] = +11°, то другой – удельное вращение [α] = –11°).
- В названиях таких молекул обозначается знак вращения поляризации, например: (+)-аланин, (–)-2-бутанол, (+)-глицериновый альдегид.
- Способностью вращать плоскость поляризованного луча света обладают все энантиомеры.
- Однако растворы – рацематы, состоящие из эквимолярных количеств энантиомеров, вследствие компенсации знака вращения, не обладают оптической активностью.
- В результате «внутренней компенсации» знака вращения оптически неактивны также и мезоформы диастериоизомеров – пространственных изомеров с несколькими хиральными центрами; например, винная кислота.
По ГФ
XII: измерение угла вращения проводят
на поляриметре, позволяющем
определить величину угла вращения с точностью
+/- 0,02 град, при температуре (20 ± 0,5) °С. Измерения
оптического вращения могут проводиться
и при других значениях температуры, но
в таких случаях в частной фармакопейной
статье должен быть указан способ учета
температуры.
- Основными частями поляриметра являются источник поляризованных лучей (поляризатор) и прибор для их исследования (анализатор), представляющие собой спец. призмы или пластинки, изготовленные из различных минералов. Чаще всего используются призмы Николя, изготовленные из исландского шпата.
Технические
характеристики СМ-3:
- диапазон показаний угла вращения плоскости поляризации - 0 - 360°;
- основная погрешность поляриметра в диапазоне измерений -35° - 0° - +35°, - не более 0.04°;
- чувствительность поляриметра - 0.04°;
- объем кювет - не более 5; 8; 10; 20 мл;
- источник света лампа натриевая ДНАС-18;
- Если поляризатор и анализатор установлены так, что их плоскости поляризации взаимно параллельны, то луч света проходит через них (рис 1 а).
- Если плоскости поляризации взаимно перпендикулярны, то лучи света не проходят через анализатор, свет за ним не обнаруживается; он установлен «на темноту» (рис. 1 б).
- Если между поляризатором и анализатором, поставленным «на темноту», поместить раствор оптически активного вещества (рис. 1 в), то за анализатором появится свет, т. к. луч света, вышедший из раствора, колеблется уже не в плоскости, перпендикулярной плоскости анализатора, а в плоскости М (рис. 1 г).
- Составляющая О колеблется в плоскости пропускания лучей анализатора; за ним виден свет.
- Для того чтобы установить снова анализатор «на темноту», необходимо повернуть его так, чтобы плоскость его стала перпендикулярной плоскости M, т.е. на угол. Угол в определенных пределах прямо пропорционален концентрации вещества в растворе и толщине раствора!!!!!!
- Оптическое вращение растворов должно быть измерено в течение 30 мин с момента их приготовления.
- Предназначенные для измерения угла вращения растворы или жидкие вещества должны быть прозрачными.
- При измерении, прежде всего, следует установить нулевую точку прибора или определить величину поправки с трубкой, заполненной чистым растворителем (при работе с растворами) или с пустой трубкой (при работе с жидкими веществами).
- После установки прибора на нулевую точку или определения величины поправки проводят основное измерение, которое повторяют не менее 3 раз.
- Для получения величины угла вращения показания прибора, полученные при измерениях, алгебраически суммируют с ранее найденной величиной поправки.
Примеры
использования поляриметрии в частных
статьях различных фармакопей.
ГФ XII
ГЛУТАМИНОВАЯ
КИСЛОТА (ФС 42-0229-07)
Удельное
вращение. От +30,5
до +32,5 ° в пересчете на сухое вещество
(10 % раствор субстанции в 1 М растворе хлористоводородной
кислоты).
ГФ XII
Eur. Ph.
ЛЕВОМИЦЕТИН
(ФС 42-0250-07)
Удельное вращение.
От +18 до +21 ° в пересчете на сухое вещество
(5 % раствор субстанции в спирте 96 %).
CHLORAMPHENICOL (Chloramphenicolum)
TESTS. Specific optical rotation
(2.2.7). Dissolve 1.50 g in ethanol R and dilute to 25.0 ml with the
same solvent. The specific optical rotation is + 18.5 to + 20.5.
Eur. Ph.
USP
ATROPINE (Atropinum)
TESTS. Optical rotation (2.2.7)
: − 0.70° to + 0.05°. Dissolve 1.25 g in alcohol R and
dilute to 25.0 ml with the same solvent. Measure in a 2 dm tube.
ATROPINE
Angular rotation <781 A>
The angular rotation of this solution,
a 200 mm tube being used, is between – 0.70° and + 0.05° (limit
of hyoscyamine).
JP XV
JP XV
Поляриметрический
способ определения концентрации оптически
активных веществ имеет преимущество
перед другими способами:
Межфармакопейный
анализ ОФС по поляриметрии
- Межфармакопейный анализ ОФС показал, что определение удельного вращения и концентрации оптически активного вещества чётко изложено в ГФ XII и в Европейской фармакопее. Наименьшее количество информации о поляриметрии представлено в Японской фармакопее. Наиболее подробно физические основы метода описаны в фармакопее США. В Европейской фармакопее много данных о том, в каких единицах могут измеряться концентрация, длина волны, толщина кюветы, удельный угол вращения при подстановке их в формулу для обнаружения удельного угла вращения. В фармакопее США много дополнительной информации, в том числе об использовании длины волны спектра ртути, об источниках света (ксеноновые, вольфрамовые, галогеновые лампочки) в поляриметре. В ГФ XII и в USP есть особые указания на условия проведения поляриметрического анализа.
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!
- Автоматический поляриметр Atago AP-300
Atago POLAX-2L
поляриметр полуавтоматический