Antwoorden Toets Analyse van Bereidingen 21 januari 2000
Vraag 1 (40 punten)
Men onderzoekt het zinkgehalte van zinksulfaat oogdruppels (gemaakt met een hypromellose bevattende oogdruppelbasis) via atomaire absorbtiespectrometrie. Omdat er enige twijfel bestaat omtrent de wijze waarop deze bepaling uitgevoerd moet worden, worden tien verschillende preparaten volgens twee methoden onderzocht.
Eerst wordt het gehalte volgens de methode van standaardadditie bepaald. Hierbij wordt steeds zoveel zoutzuur toegevoegd dat de eindconcentratie 2 M bedraagt. Vervolgens wordt het gehalte van de preparaten bepaald aan de hand van een ijklijn gemaakt met standaarden bestaande uit een oplossing van zinksulfaat in 2 M zoutzuur.
Monster |
Resultaten standaardadditie |
Resultaten ijklijn |
1 |
97,6 |
95,0 |
2 |
100,8 |
96,4 |
3 |
100,8 |
96,4 |
4 |
102,3 |
99,6 |
5 |
99,1 |
100,8 |
6 |
101,8 |
99,4 |
7 |
102,9 |
49,6 |
8 |
97,7 |
92,7 |
9 |
98,3 |
96,2 |
10 |
93,6 |
88,4 |
a. Is er bij dit onderzoek sprake van uitbijters ?
Er is sprake van tien verschillende preparaten. Het gehalte hierin kan verschillen. Het is daarom niet toegestaan de Q-test toe te passen op de uitkomsten van de beide methoden afzonderlijk.
Indien men per preparaat het verschil berekend tussen de uitkomsten die met de standaardadditiemethode en de ijklijnmethode verkregen worden dan ontstaat een nieuwe reeks. Op deze reeks mag men wel de Q-test toepassen.
De gevonden verschillen staan vermeld in de onderstaande tabel. De Q-test voor het zevende monster levert de waarde 0,875. Hoewel de tabel geen waarde vermeld voor een reeks van tien metingen kan uit de wel vermelde waarden direct worden afgeleid, dat de kritische waarde aanzienlijk overschreden is. Op grond daarvan worden de uitkomsten van het zevende preparaat niet in de statistische beschouwing meegenomen.
Monster |
Standaard additie |
ijklijn |
Verschil |
1 |
97.6 |
95 |
2.6 |
2 |
100.8 |
96.4 |
4.4 |
3 |
100.8 |
96.4 |
4.4 |
4 |
102.3 |
99.6 |
2.7 |
5 |
99.1 |
100.8 |
-1.7 |
6 |
101.8 |
99.4 |
2.4 |
7 |
102.9 |
49.6 |
53.3 |
8 |
97.7 |
92.7 |
5 |
9 |
98.3 |
96.2 |
2.1 |
10 |
93.6 |
88.4 |
5.2 |
b. Bereken of de beide toegepaste methoden significant (95% betrouwbaarheidsinterval) verschillende uitkomsten geven ?
Deze vraag dient opgelost te worden met behulp van een gepaarde T-toets. Hiervoor wordt het gemiddelde verschil tussen de beide methoden en de standaarddeviatie in dit gemiddelde berekend. Bij een betrouwbaarheids interval van 95% en 8 vrijheidsgraden bedraagt de kritische waarde 2,31. Door de berekende standaarddeviatie met deze waarde te vermenigvuldigen wordt het betrouwbaarheidsinterval verkregen. Omdat de waarde 0 niet binnen het betrouwbaarheidsinterval ligt, verschillen de uitkomsten van de beide methoden significant. De berekende waarden staan in de onderstaande tabel.
Er kan natuurlijk ook via de formule van de gepaarde t-toets tot een goed antwoord gekomen worden: Tberekend=4,24. De berekende waarde is groter dan de kritieke T-waarde uit de tabel dus de twee methodes verschillen significant.
gemiddelde |
3.01 |
Standaarddeviatie |
2.129 |
standaarddeviatie in gemiddelde |
0.707 |
T-waarde tabel |
2.31 |
95% betrouwbaarheids interval |
1.38-4.64 |
c. Is de ijklijn-methode gezien de aanwezigheid van hypromellose in de oogdruppelbasisbasis een verantwoorde keuze ?
Hypromellose verhoogt de viscositeit van het monster. Indien het monster viskeuzer is dan de standaarden wordt van het monster per tijdseenheid minder in de vlam verneveld. Hierdoor wordt een lagere concentratie gevonden. Hoe groot dit effect is hangt af van de mate van verdunning die bij de bereiding van de te analyseren oplossingen op treedt.
d. Ziet u in de bij het onderzoek verkregen waarden een ondersteuning van uw antwoord op vraag 1c ?
De gevonden waarden bij de ijklijnmethode zijn inderdaad lager dan die bij de standaardadditie..
e. Hoe zouden de uitkomsten via de standaardadditiemethode beïnvloed worden, indien er sprake zou zijn van een niet lineaire respons, dat wil zeggen van een afnemende gevoeligheid bij hogere concentraties ?
Indien bij hogere concentraties de respons als functie van de concentratie afneemt wordt bij lineaire regressie een lagere waarde voor de helling gevonden. Als gevolg hiervan wordt het stuk dat de regressielijn van de x-as af snijdt groter. Het berekende gehalte is daardoor te hoog.
f. Geven de uitkomsten van het onderzoek een aanwijzing dat er sprake zou kunnen zijn van een dergelijke afwijking van de lineariteit ?
De hogere waarde die bij de standaardadditiemethode gevonden wordt zou dus ook op deze manier verklaard kunnen worden.
g. Op welke wijze zou u een onderzoek naar afwijkingen in de lineariteit van de respons binnen het toegepaste concentratiegebied opzetten ? Welk (statistisch) criterium zou u gebruiken om de resultaten te beoordelen ?
De lineariteit dient te worden beoordeeld door een ijklijn te maken en na te gaan of er een "random" spreiding van de meetpunten rond de ijklijn optreedt. Bij een afwijking van de lineariteit zullen de punten in het midden boven de ijklijn en die aan de uiteinden onder de ijklijn liggen.
De correlatiecoëfficiënt is hiervoor niet het juiste criterium voor afwijkingen van de lineariteit, omdat uit de correlatiecoëfficiënt niet blijkt of de afwijkingen van de meetpunten ten opzichte van de ijklijn at random verdeeld zijn.
h. Geef een verklaring voor de sterk afwijkende waarde die bij monster 7 via de ijklijn-methode gevonden wordt.
Bij het zevende monster wordt bij voor ijklijnmethode een waarde gerapporteerd die vrijwel een factor twee af wijkt van de verwachte waarde. Het gebruik van een verkeerde pipet bij de bereiding van de te meten oplossing ligt hier voor de hand.
Vraag 2 (20 punten)
Een patiënt vertelt aan zijn apotheker, dat hij via internet uit de VS het onderstaande preparaat (capsules) ontvangen heeft:
Acetaminophen 500 mgHij deelt mede, dat hij de samenstelling niet vertrouwt en vraagt of de apotheker die verifiëren kan. De patiënt heeft hiervoor 5 capsules ter beschikking.
Dextropropoxyphen hydrochloride 50 mg
Terzijde: De oplettende lezers hebben ongetwijfeld opgemerkt dat:
- het hier om een preparaat van dubieuze herkomst gaat. Dextropropoxyphen is een analgeticum uit de groep van de morfineachtige stoffen. Een verzending uit de VS via internet lijkt daarom zeer onwaarschijnlijk.
- de betreffende combinatie therapeutisch weinig zinvol geacht moet worden (hoewel het preparaat wel In de BP 1998 vermeld staat).
- acetaminophen de amerikaanse benaming voor paracetamol is.
a. Hoe zou u dextropropoxyphen moeten isoleren om er een IR-spectrum van op te nemen. ( U beschikt over het referentiespectrum van dextropropoxyphen-base uit de BP 1998 ). Welke voorzorgsmaatregelen neemt u bij de isolatie om de kwaliteit van het IR-spectrum optimaal te maken.
Voor het omzetten van het zout in de base is een extractie uit alkalisch milieu (pH 12 tot 13) met een extractiemiddel als ether of chloroform noodzakelijk. Bij deze pH wordt acetaminophen niet geextraheerd omdat het negatief geladen is. Bij deze extractie dient men er op te letten, dat de te extraheren stof zo kort mogelijk aan de hoge pH wordt blootgesteld omdat hydrolyse van de esterbinding te voorkomen. Het verkregen ether- of chloroformextract wordt na drogen met anhydrisch natriumsulfaat ingedampt. Vervolgens dient de verkregen stof gewassen te worden.
b. Kunt u dextropropoxyphen via de UV-absorptie kwantitatief bepalen ?
Dextropropyphen is lager gedoseerd en heeft een veel lagere extinctie dan acetaminophen. De absorptie-maxima liggen dicht bij elkaar. Zonder scheiding vooraf is een bepaling via UV onmogelijk.
c. Beredeneer of u voor de gehaltebepaling van dextropropoxyphen hydrochloride een titratie met perchloorzuur in watervrij azijnzuur zou overwegen.
Een dergelijke titratie zou op de protonering van de chloride-ionen moeten berusten. Het chloride is echter een te zwakke base om in watervrij azijnzuur getitreerd te kunnen worden.
d. Beredeneer of u voor de gehaltebepaling van dextropropoxyphen hydrochloride een titratie met dioctylsulfosuccinaat zou overwegen.
Gezien de grootte van het dextropropoxyphen molecule ligt het voor de hand dat deze stof een voldoende goed extraheerbaar ionpaar met dextropropoxyphen kan vormen om een DOSS-titratie mogelijk te maken. De per capsule aanwezige hoeveelheid correspondeert ongeveer met 26 a 27 ml titrans en is dus ruim voldoende voor een titratie.
Vraag 3 (15 punten)
De aanduiding "dextro" in dextropropoxyphen wijst op een rechtsdraaiend isomeer.
a. Verklaar aan de hand van de structuurformule hoeveel optische isomeren deze stof heeft.
Er is sprake van twee chirale centra en dus van vier isomeren.b. Geef aan hoeveel vlekken zou u maximaal kunnen waarnemen wanneer u een dunnelaagchromatogram van een mengsel waarin alle isomeren naast elkaar zouden voorkomen op een kiezelgelplaat zou maken met een loopmiddel bestaande uit de componenten tolueen, ether, aceton en diethylamine.
Het genoemde chromatografisch systeem bevat zelf geen chirale functies. Het is daarom niet geschikt om verbindingen te scheiden die elkaars spiegelbeeld zijn. Er kunnen derhalve nooit meer dan twee vlekken worden waargenomen. Ieder van deze twee vlekken bevat een mengsel van twee verbindingen die elkaars spiegelbeeld zijn.
c. U beschikt over een geavanceerde polarimeter die rotaties meet via het Faraday-effect. Voor een rotatiebepaling hiermee heeft u minimaal 10 ml oplossing nodig om bij een weglengte van 1 cm de rotatie te bepalen. Welke rotatie verwacht u te meten wanneer u hiervoor één capsule ter beschikking hebt.
De specifieke rotatie wordt gedefinieerd als de rotatie van een oplossing die 1 kg stof per liter bevat, gemeten bij een weglengte van 1 dm. Bij een concentratie van 50 mg/10 ml en een weglengte van 1 cm moet derhalve een rotatie van ongeveer 0,026o -0,0285 o verwacht worden. (voorbeeld: 50 mg/10 ml = 5 g/liter= 0,005 Kg/liter. 0,005*52 =0,26o , dit zou de rotatiehoek zijn als er werd gemeten in een 10 cm weglengte, echter er wordt gemeten met een weglengte van 1 cm dus de gevonden waarde dient nog door tien te worden gedeeld: 0,026o .)
Vraag 4 (15 punten)
Een injectievloeistof met een gedeclareerd gehalte van 10 g tranexaminezuur per 100 ml in water wordt ter onderzoek aangeboden.
a. Beschijf de ladingstoestand van het tranexaminezuurmolecule in waterige oplossing.
De pKa waarde van 4,5 behoort bij de carboxylgroep, die van 10,5 bij de aminofunctie. Dit betekent, dat in het pH-gebied tussen 4,5 en 10,5 de aminogroep geprotoneerd is en de carboxylgroep gedeprotoneerd is. Tranexaminezuur vormt in dit pH-gebied dus een zwitterion.
b. De Britse Farmacopee (1998) geeft voor de bepaling van tranexaminezuur in injectievloeistoffen het in de bijlage vermelde voorschrift. Waarom wordt bij deze titratie formaldehyde toegevoegd ?
Formaldehyde vormt met primaire aminogroepen een Schiffsche base. Hierdoor wordt de gedeprotoneerde vorm aan het evenwicht tussen geprotoneerd en gedeprotoneerd amine onttrokken. Hierdoor neemt de pKa van de aminofunctie schijnbaar af en kan het vrijkomende proton met loog getitreerd worden. (Zie ook het dictaat Farmaceutische Analyse van A. Bult, blz 106).
c. Zou men tranexaminezuur ook kunnen bepalen door in plaats van de formaldehydeoplossing een drievoudig volumen (ten opzichte van het volumen aan injectievloeistof ) aan ethanol toe te voegen ?
In alcoholisch milieu gedragen kationzuren van het type BH+ zich als sterkere zuren, die mits het alcoholgehalte voldoende hoog is, direct met loog getitreerd kunnen worden. De verklaring hiervoor is als volgt: Door de toevoeging van alcohol neemt de pKs van het titratie milieu toe met ongeveer 5 eenheden toe terwijl de pKa niet meer dan 1 eenheid toeneemt. De pH-sprong na het equivalentiepunt neemt daardoor met ongeveer 4 pH-eenheden toe.
Vraag 5 (10 punten)
Tranexaminezuur wordt ook voorgeschreven in de vorm van tabletten met een gehalte van 500 mg.
a. Kan tranexaminezuur in dergelijke tabletten bepaald worden door na oplossen in watervrij azijnzuur te titreren met 0,1 M perchloorzuur ?
Bij titratie met perchloorzuur in watervrij azijnzuur wordt de gedeprotoneerde carboxylgroep geprotoneerd. Deze titratie is goed uitvoerbaar om dat de gedeprotoneerde carboxylaatgroep in dit systeem een voldoend sterke base is.
b. Zou het gebruik van azijnzuuranhydride in plaats van watervrij azijnzuur als oplosmiddel voor deze titratie aan te bevelen zijn ?
Azijnzuuranhydride reageert met primaire aminen onder de vorming van zuuramiden en azijnzuur. Zuuramiden zijn te zwak basisch om met perchloorzuur getitreerd te kunnen worden. Azijnzuuranhydride is daardoor ongeschikt als oplosmiddel voor een titratie van tranexaminezuur met perchloorzuur.
21 januari 2000
Staf Farmaceutische Analyse 5e-jaar