Phổ hồng ngoại cung cấp rất nhiều thông tin về chất nghiên cứu nên có rất nhiều ứng dụng trong nghiên cứu như: đồng nhất các chất, xác định cấu trúc phân tử, nghiên cứu động học phản ứng, nhận biết cac chất, xác định độ tinh khiết, suy đoán về tính đối xứng của phân tử, phân tích định lượng. Phổ hồng ngoại thường được dùng trong phân tích thành phần chính như nước, protein, lipid, glucid, chất xơ,...Ngoài ra phổ hồng ngoại còn được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực kiểm nghiệm dược.
MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC PHỤ LỤC v ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHỔ HỒNG NGOẠI 1.1 Định nghĩa 1.2 Nguyên tắc trang bị phép đo phổ hồng ngoại 1.2.1 Nguyên tắc chung 1.2.2 Hệ máy, trang bị phép đo phổ IR 1.2.3 Ứng dụng phổ hồng ngoại lĩnh vực kiểm nghiệm dược MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Chương 2: HÓA CHẤT VÀ TRANG THIẾT BỊ 2.1 Hóa chất 2.2 Trang thiết bị 2.3 Cách tiến hành i Chương 3: XÂY DỰNG DỮ LIỆU PHỔ IR DÙNG TRONG PHÉP THỬ ĐỊNH TÍNH BẰNG PHỔ HỒNG NGOẠI THEO CHUYÊN MỤC RIÊNG CỦA DƯỢC ĐIỂN VIỆT NAM 11 3.1 Paracetamol 11 3.2 Mefenamic acid 13 3.3 Diclofenac sodium 15 3.4 Nicotinamide 17 3.5 Ibuprofen 18 3.6 Metformin 20 3.7 Sulpirid 21 3.8 Cimetidine 23 3.9 Gliclazide 25 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 27 4.1 Kết luận 27 4.2 Kiến nghị 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Phổ hồng ngoại paracetamol Hình 3.1 Cấu trúc hợp chất paracetamol 11 Hình 3.2 Cấu trúc hợp chất mefenamic acid 13 Hình 3.3 Cấu trúc hợp chất diclofenac sodium 15 Hình 3.4 Cấu trúc nicotinamide 17 Hình 3.5 Cấu trúc ibuprofen 18 Hình 3.6 Cấu trúc metformin 20 Hình 3.7 Cấu trúc sulpirid 21 Hình 3.8 Cấu trúc cimetidine 23 Hình 3.9 Cấu trúc gliclazide 25 iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT - IR: Infrared (hồng ngoại) - DĐVN V: dược điển Việt Nam V - S: strong (mạnh) - M: medium (trung bình) - W: weak (yếu) iv PHỤ LỤC Phụ lục 3.1 Phổ IR liệu phổ chuẩn paracetamol 30 Phụ lục 3.2 Phổ IR liệu phổ chuẩn acid mefenamic 31 Phụ lục 3.3 Phổ IR liệu phổ chuẩn diclofenac sodium ….32 Phụ lục 3.4 Phổ IR liệu phổ chuẩn nicotinamide ….33 Phụ lục 3.5 Phổ IR liệu phổ chuẩn ibuprofen 34 Phụ lục 3.6 Phổ IR liệu phổ chuẩn metformin 35 Phụ lục 3.7 Phổ IR liệu phổ chuẩn sulpiride 36 Phụ lục 3.8 Phổ IR liệu phổ chuẩn cimetidine 37 Phụ lục 3.9 Phổ IR liệu phổ chuẩn gliclazide 38 v Đặt vấn đề Phổ hồng ngoại (IR) phương pháp chuẩn xác để định tính nhóm chức cúa hợp chất Đối với tiêu định tính, thường phép thử hồng ngoại đủ tin cậy không cần thêm phép thử khác Theo quy định dược điển Việt Nam V (DĐVN V) định tính phổ hồng ngoại (phụ lục 4.2 DĐVN V) định tính cực tiểu độ truyền qua phổ chất thử chất đối chiếu phải tương ứng vị trí cường độ Quy định cịn chung chung gây khó khăn cho kiểm nghiệm viên phải so sánh liệu phổ chất chuẩn đối chiếu thử Nguyên nhân phổ hồng ngoại chất có nhiều cực tiểu độ truyền qua so sánh cực tiểu để khẳng định kết kiểm nghiệm viên xác Đa phần phịng thí nghiệm hệ thống kiểm nghiệm dược phẩm sử dụng hệ số phù hợp để kết luận, nhiên giá trị hệ số phù hợp phịng thí nghiệm quy định khơng giống phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm phịng thí nghiệm Vì vậy, cần có quy định cụ thể để kiểm nghiệm viên có đủ sở để khẳng định kết xác Chính vấn đề thực tế nêu trên, tiến hành nghiên cứu đề tài định tính phổ IR số hoạt chất thường lấy mẫu kiểm tra đơn vị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ PHỔ HỒNG NGOẠI Hình Phổ hồng ngoại paracetamol với chất KBr (IR) 1.1 Định nghĩa [1], [2] Phổ hồng ngoại phổ quay dao động phân tử, nhóm phân tử, hay nhóm ngun tử chúng bị kích thích chùm tía sáng có lượng thích hợp vùng IR Do liên kết đơn, liên kết đôi, bội đơi hay liên kết liên hợp nhóm bị kích thích dao động quay khác để tạo nên phổ hồng ngoại Vì phân tử chất, nguyên tử có liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba khác nhau, nên phổ IR chúng khác Nên phổ hồng ngoại đặc trưng cho mối liên kết hóa học loại nhóm liên kết phân tử chất Chính lí mà phương pháp phân tích phổ hồng ngoại cơng cụ định tính nhóm chức hợp chất (bảng 1.1) Bảng 1.1 Tần số phổ hồng ngoại số nhóm chức Loại chất Hydrocarbon hương phương Tần số IR (cm-1) Nhóm chức -C-C- 3050 700-900 -C=C- 1470-1600 Acol -OH 900-1200 Phenol -OH 2500-3200 Acid hữu -C=O 1680-1720 -OH 2800-3600 -C-O 920-960 Amin bậc (thẳng) -NH2 3500-3600 Amin bậc (hương phương) -NH 1150-1200 Amin bậc -NH 3500 Amide -C=O 1600-1690 -N-H 1500-1600 Hợp chất Nitril -C=N 2240-2260 Hợp chất Nitro -NO2 1530-1550 Các ion vô CN- 2000-2200 NH4+ 3030-3300 3- PO4 1080-1150 Để hấp thụ xạ hồng ngoại, phân tử phải đáp ứng u cầu sau: Độ dài sóng xác xạ: phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại tần số dao động tự nhiên phần phân tử (tức nguyên tử hay nhóm nguyên tử tạo thành phân tử đó) tần số xạ tới Một phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại hấp thụ gây nên biến thiên momen lưỡng cực chúng Vùng xạ hồng ngoại (IR) vùng phổ xạ điện từ rộng nằm vùng trông thấy vùng vi ba; vùng chia thành vùng nhỏ: - Near-IR 400-10 cm-1(1000-25μm) - Mid-IR 4000 - 400 cm-1 (25- 2,5μm) - Far-IR 14000- 4000 cm-1 (2,5 – 0,8μm) Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại nói vùng phổ nằm vùng có số sóng 4000 - 400 cm-1 Vùng cung cấp cho ta thông tin quan trọng dao động phân tử thơng tin cấu trúc phân tử Tín hiệu vùng phổ chất gọi phổ đồ (hình 1) 1.2 Nguyên tắc trang bị phép đo phổ hồng ngoại [1], [2], [3] 1.2.1 Nguyên tắc chung a) Chuẩn bị mẫu đo - Nghiền 1-2 mg chất thử với 300mg bột mịn kali bromid (IR), trộn đều, cho vào máy nén viên - Chất chuẩn đối chiếu chuẩn bị tương tự với chất thử b) Nguồn kích thích phổ Chùm sáng có tần số 4000-650 cm-1 c) Máy đo phổ Thu toàn phổ IR chất, ghi phổ IR lại d) Đánh giá phổ Dựa vào vị trí cường độ cực tiểu độ truyền qua chất thử chất đối chiếu mà kết luận định tính hay khơng 1.2.2 Hệ máy, trang bị phép đo phổ IR Từ nguyên tắc nêu trên, hệ thống máy đo phổ IR phải có phận sau đây: - Nguồn sáng để kích thích phổ; - Hệ thống mẫu (sample cell) chứa mẫu để đo phổ; - Hệ thống quang học; - Detector để phát phổ IR chất phân tích; - Modul điện tử nhận, khuếch đại, xử lí, ghi thị kết đo IR; 3.9 Gliclazide [1]–[3] Hình 3.10: Cấu trúc gliclazide Phân tích cấu trúc hợp chất gliclazide (hình 3.10) cho thấy hợp chất gliclazide có cấu trúc vịng hương phương nhóm vị trí para, nhóm sulfonamide (SO2NH), nhóm amide (-C=O-NH), methyl (CH3), nhóm pyrrol Như phổ IR (phụ lục 3.10) gliclazide phải có cực tiểu độ truyền qua đặc trưng cho nhóm chức bảng 3.17 Bảng 3.17 Tần số phổ hồng ngoại số nhóm chức gliclazide Nhóm chức Vân phổ Vị trí peak có cường độ mạnh, đặc trưng Amide sulfonamide methyl N-H 3000-3500 3273.16, 3111.99 C=O 1650-1715 1710.03 -SO2NH 1354 1353.47 1164 1165.21 2875-2970 2949.41, 2932.29 CH3 Từ liệu phổ IR hợp chất gliclazide cho thấy có vân phổ nhóm amide (N-H) methyl (CH3) tương ứng với tần số 3000-3500 28752970 cm-1, vân phổ amide (C=O) với tần số tương ứng 1710.03 cm-1, vân 25 phổ SO2NH với tần số tương ứng 1353.47 cm-1, vân phổ sulphonyl (S=O) với tần số tương ứng 1165.21 cm-1 Bảng 3.18 Bảng so sánh tần số phổ hồng ngoại số nhóm chức đặc trưng phổ IR gliclazide với tài liệu tham khảo Nhóm chức Vị trí peak hợp chất gliclazide Vị trí peak hợp chất gliclazide tài liệu tham khảo [12] N-H 3273.16, 3111.99 3275.19 C=O 1710.03 1709.92 1353.47 1354.05 1165.21 1164.06 SO2NH CH3 2949.41, 2932.29 So sánh liệu phổ IR hợp chất gliclazide với tài liệu tham khảo (bảng 3.18) cho thấy có tương hợp Như vậy, liệu phổ bảng 3.18 sử dụng làm sở cho phép thử phổ 26 hồng ngoại hợp chất gliclazide CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Đã xây dựng bảng liệu datapeak hợp chất paracetamol, mefenamic acid, diclofenac sodium, nicotinamide, ibuprofen, metformin, sulpirid, cimetidine gliclazide Đã góp phần hỗ trợ kiểm nghiệm viên sử dụng phương pháp định tính phổ hồng ngoại Kiểm nghiệm viên sử dụng bảng liệu phổ phổ đồ để tham khảo làm sở đánh giá kết định tính phép thử phổ hồng ngoại 4.2 Kiến nghị Hiện đề tài nghiên cứu có liệu hoạt chất hay lấy mẫu kiểm tra hàng tháng nên cần cập nhật thêm liệu phổ hoạt chất khác (nếu có) Thêm vào đó, cần bổ sung thêm nhiều tài liệu tham khảo để làm tăng độ tin cậy cho đề tài nghiên cứu Ngoài ra, cần nghiên cứu phát triển ứng dụng khác máy hồng ngoại IR vào lĩnh vực khác kiểm nghiệm dược, lĩnh vực phân tích thực phẩm nhằm tăng thu nhập cho trung tâm 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] P Luận, “Phương pháp phân tích phổ phân tử.” pp 119–216, 2014 [2] P T T T Đ GS.TS.Nguyễn Hữu Đĩnh, “Các phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc hóa học.” [3] Hội đồng dược điển Việt Nam, “Dược điển Việt Nam V,” Nhà xuất Y học, Hà Nội pp 1321–1322, 2017 [4] T MK, “Effect of Biofield Treatment on Spectral Properties of Paracetamol and Piroxicam,” Chem Sci J., vol 6, no 3, 2015 [5] N Patel, “Development and characterization of ternary solid dispersion granules of poorly water soluble drugs : diflunisal and mefenamic acid,” 2011 [6] A B and T G.-M Dereje Kebebe1, “Evaluation of Two Olibanum Resins as Rate Controlling Matrix Forming Excipients in Oral Sustained Release Tablets.” [7] S Ramalingam, S Periandy, M Govindarajan, and S Mohan, “FT-IR and FTRaman vibrational spectra and molecular structure investigation of nicotinamide: A combined experimental and theoretical study,” Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc., vol 75, no 5, pp 1552–1558, 2010 [8] M Acharya, S Mishra, R N Sahoo and S Mallick, "Infrared spectroscopy for analysis of co-processed ibuprofen and magnesium trisilicate at milling and freeze drying, Acta Chim Slov., vol 64, pp 45-54, 2017 [9] V Renganayaki and S Srinivasan, “HF, DFT computations and spectroscopic study of the vibrational and thermodynamic properties of metformin,” Int J PharmTech Res., vol 3, no 3, pp 1350–1358, 2011 [10] S Kecel-Gunduz, S Celik, A E Ozel, and S Akyuz, “Structural and vibrational spectroscopic elucidation of sulpiride in solid state,” J Biomol Struct Dyn., vol 33, no 2, pp 322–343, 2015 [11] E I Nep and B R Conway, “Preformulation studies on grewia gum as a formulation excipient,” J Therm Anal Calorim., vol 108, no 1, pp 197–205, 2012 28 [12] N J Ayon, I Hasan, M S Islam, and M S Reza, “Preparation and characterization of gliclazide incorporated cellulosic microspheres: Studies on drug release, compatibility and micromeritics,” Dhaka Univ J Pharm Sci., vol 13, no 2, pp 149–166, 2014 29 Phụ lục 3.1: Phổ IR liệu phổ chuẩn paracetamol với chất KBr (IR) 30 Phụ lục 3.2: Phổ IR liệu phổ chuẩn acid mefenamic với chất KBr (IR) 31 Phụ lục 3.3: Phổ IR liệu phổ chuẩn diclofenac sodium với chất KBr (IR) 32 Phụ lục 3.4: Phổ IR liệu phổ chuẩn nicotinamide với chất KBr (IR) 33 Phụ lục 3.5: Phổ IR liệu phổ chuẩn ibuprofen với chất KBr (IR) 34 Phụ lục 3.6: Phổ IR liệu phổ chuẩn metformin hydroclorid với chất KBr (IR) 35 Phụ lục 3.7: Phổ IR liệu phổ chuẩn sulpiride với chất KBr (IR) 36 Phụ lục 3.8 Phổ IR liệu phổ chuẩn cimetidine với chất KBr (IR) 37 Phụ lục 3.9 Phổ IR liệu phổ chuẩn gliclazide với chất KBr (IR) 38 ... thực đề tài ? ?Xây dựng liệu phổ IR dùng phép thử định tính phổ hồng ngoại paracetamol, mefenamic acid, diclofenac sodium, nicotinamide, ibuprofen, metformin, sulpirid, cimetidine gliclazide” CHƯƠNG... lục 3.7 Phổ IR liệu phổ chuẩn sulpiride 36 Phụ lục 3.8 Phổ IR liệu phổ chuẩn cimetidine 37 Phụ lục 3.9 Phổ IR liệu phổ chuẩn gliclazide 38 v Đặt vấn đề Phổ hồng ngoại (IR) phương...Chương 3: XÂY DỰNG DỮ LIỆU PHỔ IR DÙNG TRONG PHÉP THỬ ĐỊNH TÍNH BẰNG PHỔ HỒNG NGOẠI THEO CHUYÊN MỤC RIÊNG CỦA DƯỢC ĐIỂN VIỆT NAM 11 3.1 Paracetamol 11 3.2 Mefenamic