Экстракция флутамида из водных растворов

Флутамид (4′-нитро-3′-трифторметил-изобутиранилид) - это светло-желтый кристаллический порошок без запаха, температура плавления 112 °С. Его растворимость в воде составляет 9,45 мг/л, в этаноле - 50 г/л. Флутамид растворим также в ацетоне, хлороформе, диметилсульфоксиде и малорастворим в углеводородах [1, 2].

Данное вещество относится к группе антиандрогенов нестероидной природы и широко применяется в медицине в качестве противоопухолевого средства для лечения больных раком простаты с метастазами (в том числе больных без адекватного ответа на гормонотерапию) [2, 3].

Как и многие другие производные 4-нитроанилина, флутамид обладает значительной токсичностью по отношению к теплокровным организмам. LD50 флутамида для крыс составляет при пероральном введении 787 мг/кг, при внутрибрюшинном - 289 мг/кг. LC50 у крыс, отравленных ингаляционно, превышает 0,25 мг/л. В литературе описаны случаи отравления флутамидом и другими производными 4-нитроанилина, в том числе с летальным исходом [4-6].

В химико-токсикологическом отношении данное соединение изучено недостаточно. В частности, мало изученными остаются вопросы очистки и концентрирования флутамида экстракционными методами.

Цель исследования - изучение особенностей экстрагирования флутамида из водных растворов.

Исследовали флутамид (4′-нитро-3′-трифторметил-изобутиранилид) с содержанием действующего вещества не менее 99% (ООО «Фармакон», ФСП 42-0008574004).

В качестве экстрагентов рассмотрен ряд органических растворителей: гидрофобных (гексан, метиленхлорид, бензол, этилацетат, бутанол, диэтиловый эфир), гидрофобных, насыщенных водой (этилацетат, насыщенный водой, диэтиловый эфир, насыщенный водой) и гидрофильных (ацетонитрил, пропанол-1).

Исследуемое вещество извлекали данными растворителями из водных растворов при рН 1,0-12,0.

При извлечении гидрофобными растворителями и гидрофобными растворителями, насыщенными водой, в ряд делительных воронок вносили по 25 мл буферного раствора с определенным значением рН, 25 мл 0,0005% водного раствора рассматриваемого вещества и 10 мл органического растворителя. Воронки встряхивали в течение 4 мин. Контактирующие фазы разделяли и измеряли их объемы. Экстракты помещали в выпарительные чашки и испаряли растворитель в токе воздуха при комнатной температуре. Каждый остаток растворяли в 10 мл 0,25 н. спиртового раствора гидроксида калия. Оптическую плотность полученных растворов измеряли на спектрофотометре СФ-2000 при длине волны 393 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм на фоне растворов, полученных в контрольных опытах.

По величине оптической плотности определяли количество флутамида, перешедшее в слой органического растворителя. Использовали уравнение градуировочного графика:

D=0,02903·С+0,06704,

где D - значение оптической плотности фотометрируемого раствора; С - концентрация анализируемого вещества в фотометрируемом растворе в микрограммах на 1 миллилитр (мкг/мл) [3].

На основании полученных данных рассчитывали степень однократной экстракции для условий, когда отношение водной и органической фаз составляет 1:1 (r=1).

Для выбора оптимального высаливающего агента изучили электролиты: калия хлорид, натрия хлорид, аммония хлорид, натрия фторид, калия фторид, аммония фторид, натрия бромид, калия бромид, аммония бромид, натрия сульфат, калия сульфат, аммония сульфат. Каждый электролит добавляли в водную фазу до состояния насыщения. Анализируемое вещество при этом экстрагировали и количественно определяли в получаемых экстрактах по описанной схеме.

После выбора оптимального электролита проводили экстракцию исследуемого вещества гидрофильными растворителями и оптимальным гидрофобным растворителем с использованием эффекта высаливания. В ряд делительных воронок вносили по 5 мл буферного раствора с определенным значением рН, 5 мл 0,0005% водного раствора флутамида, электролит до состояния насыщения им водной фазы и 10 мл органического растворителя. Воронки встряхивали, водную и органическую фазы разделяли и измеряли объемы разделенных фаз. Органические экстракты помещали в выпарительные чашки и испаряли растворитель в токе воздуха при комнатной температуре. Каждый остаток растворяли в 10 мл 0,25 н. спиртового раствора калия гидроксида и измеряли оптическую плотность полученных растворов в условиях, описанных ранее.

По величине оптической плотности определяли количество флутамида, перешедшее в слой органического растворителя, используя уравнение градуировочного графика. Рассчитывали степень однократной экстракции при r=1.

Как свидетельствуют полученные данные, в условиях равенства объемов контактирующих фаз (r=1) степень извлечения флутамида гидрофобными растворителями не зависит от рН водного слоя в интервале от 1 до 12 и составляет при экстракции гексаном 77,3-79,5%, бензолом 87,4-87,9%, метиленхлоридом 94,7-95,4%, бутанолом 91,6-93,7%, этилацетатом 98,6-99,1%, диэтиловым эфиром 94,8-96,1% (рис. 1).

При r=1 степень экстракции флутамида этилацетатом, насыщенным водой, составляет 97,8-98,2%, диэтиловым эфиром, насыщенным водой, 95,4-96,9%.

Проводя поиск оптимального электролита, в качестве экстрагента использовали этилацетат, так как данный растворитель позволял достичь наиболее высокие значения степени извлечения рассматриваемого вещества.

В условиях однократной экстракции данным экстрагентом степень извлечения флутамида при использовании в качестве высаливающего агента натрия хлорида составила 97,3-97,9%, калия хлорида 98,2-99,1%, натрия сульфата 96,2-97,2%, натрия фторида 95,9-97,6%, калия фторида 91,1-92,8%, калия бромида 93,9-95,2%, натрия бромида 92,2-94,8%, калия сульфата 96,3-97,8%, аммония бромида 91,6-93,1%, аммония сульфата 95,4-97,1%, аммония фторида 88,3-89,9%, аммония хлорида 94,1-95,4%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что оптимальным электролитом для извлечения анализируемых веществ является калия хлорид.

При насыщении водного слоя калия хлоридом степень однократной экстракции флутамида гидрофильными растворителями (r=1) ацетонитрилом и пропанолом-1 составила соответственно 89,2-91,7 и 57,3-59,2% (рис. 2).

Таким образом, оптимальные условия экстрагирования флутамида из водных растворов могут быть достигнуты в широком диапазоне рН (от 1,0 до 12,0) при использовании в качестве экстрагента этилацетата.

Исходя из результатов однократной экстракции флутамида, рассчитана кратность экстрагирования (при r=1) [7], необходимая для извлечения заданных количеств анализируемого вещества органическими растворителями без применения эффекта высаливания (табл. 1)

Как свидетельствуют полученные данные, для извлечения 90-99,9% в оптимальных условиях (экстракция этилацетатом, рН от 7,0 до 8,0) необходима 1-4-кратная экстракция.

1. Изучены особенности экстрагирования флутамида из водных растворов различными органическими растворителями в зависимости от природы экстрагента и значения рН.

2. Показано влияние эффекта высаливания на степень экстракции анализируемого вещества и осуществлен выбор оптимального электролита.

3. Установлена необходимая кратность экстрагирования для извлечения заданных количеств флутамида из водных растворов.