научная статья по теме ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КАПТОПРИЛА НА ЭЛЕКТРОДЕ ИЗ УГОЛЬНОЙ ПАСТЫ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТОМ МЕДИ–КОБАЛЬТА Химия

Текст научной статьи на тему «ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КАПТОПРИЛА НА ЭЛЕКТРОДЕ ИЗ УГОЛЬНОЙ ПАСТЫ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТОМ МЕДИ–КОБАЛЬТА»

УДК 541.38

ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ КАПТОПРИЛА НА ЭЛЕКТРОДЕ ИЗ УГОЛЬНОЙ ПАСТЫ, МОДИФИЦИРОВАННОМ ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТОМ МЕДИ-КОБАЛЬТА © 2014 г. Ф. Ялали1, С. Ранжбар

Университет Рази, Керманшах, Иран Поступила в редакцию 01.11.2012 г.

Электрод из угольной пасты был модифицирован гексацианоферратом меди—кобальта методом многократного циклирования потенциала. Вычислены кинетические параметры для реакции электроактивных частиц. Полученный электрод демонстрирует электрокаталитическую активность в реакции окисления каптоприла. Исследована кинетика этой электрокаталитической реакции. Наблюдается линейная зависимость между анодным током и концентрацией каптоприла в интервале от 5.0 х 10-6 до 3.1 х 10-5 мкМ. Наименьшая определяемая концентрация равняется 4.2 мкМ (Б/И = 3). Модифицированный электрод успешно применен для анализа каптоприла в таблетках.

Ключевые слова: каптоприл, гексацианоферрат меди—кобальта, модифицированный электрод, электрокаталитическое окисление

БО1: 10.7868/80424857013120086

ВВЕДЕНИЕ

Каптоприл (1- [(28)-3-меркапто-2-метилпропи-онил]-Х пролин) (схема 1) — это ангиотензин-кон-вертирующий фермент-ингибитор. Это лекарство действует, блокируя ферментативную систему, которая заставляет стенки артерий релаксировать, уменьшая этим кровяное давление. Эта релаксация артерий и, как следствие, снижение кровяного давления, увеличивает эффективность прокачки слабеющим сердцем и улучшает функциональное состояние сердца у пациентов, страдающих сердечной 2

недостаточностью [1, 2]. Каптоприл с его тиольной функциональной группой может также действовать, как "ловушка" свободных радикалов в живых системах [3—5]. В общем и целом, каптоприл легко переносится организмом, хотя и сообщалось о некоторых побочных эффектах [6].

И >СИз

Ш

о он

Схема 1. Химическое строение каптоприла.

Анализ на каптоприл в фармацевтических препаратах и биологических жидкостях был предметом многочисленных исследований, в которых ис-

1 Адрес автора для переписки: fahimehjalali@yahoo.com (Е МаИ).

2 http://www.medicinenet.com/captopril/article.htm.

пользовались такие методы, как жидкостная хроматография высокого разрешения [3, 5], капиллярный электрофорез [7, 8], производная спектрофотомет-рия [9], электрохимические методы [10—16]. За последнее десятилетие основное внимание уделялось химически модифицированным электродам; развитию и применению различных типов таких электродов посвящено большое количество исследований. Среди материалов для модифицирования электродов внимание электрохимиков привлекли гексацианоферраты переходных металлов, являющиеся прекрасными медиаторами электронного переноса. Гексацианоферраты переходных металлов принадлежат к классу многоядерных неорганических соединений. Начиная с пионерских работ [17] и [18], электрохимические исследования электродов, модифицированных Прусской синью [19, 20] и ее аналогами, такими как гексацианоферрат Со [21, 22] и гексацианоферрат Си [23, 24], вызывают большой интерес у электрохимиков. В принципе очень похожая структура многих гексацианоферратов переходных металлов создает основу для синтеза смешанных гексацианоферра-тов переходных металлов со статистическим распределением атомов металлов, координированных азотом [25]. Если у двух типов ионов металлов одинаковые радиусы, и соответствующий им компонент — гексацианоферрат металла — имеет ту же симметрию решетки, то вполне возможно, что в ходе одновременного реагирования этих двух типов

ионов металлов с Еe(CN)4- или Еe(CN)3- образуется смешанный гексацианоферрат металла. Соот-

ветственно, гибридный гексацианоферрат меди-кобальта образовался вследствие сходства физико-химических свойств Со2+ и Си2+ и одинаковой симметрии решетки гексацианоферратов меди и кобальта, а именно, гранецентрированной кубической решетки.

Повышенная устойчивость электрода, модифицированного гексацианоферратом меди-кобальта, по сравнению с электродами, модифицированными гексацианоферратом меди или гекса-цианоферратом кобальта, может отражать тот факт, что химическое окружение каждого элемента в гексацианоферрате меди-кобальта сильно отличается от такового в гексацианоферрате меди и в гексацианоферрате кобальта. Комплексное взаимодействие между элементами в гексациано-феррате меди-кобальта, вероятно, ограничивает способность к гидролизу этих элементов, в отличие от того, что имеет место в их индивидуальных гексацианоферратах [26].

Электроды, модифицированные гексациано-ферратом меди-кобальта, используются для электрокаталитического определения некоторых биологически или фармацевтически важных соединений, таких как гидразин [27], /-цистеин [28], /-диоксифенилаланин [29], тирозин [30], кокаин [31] и аскорбиновая кислота [32].

Электроды из угольной пасты, благодаря простоте их изготовления, легкой обновляемости и хорошей сочетаемости с различными типами модификаторов, широко используются в качестве подходящей матрицы для приготовления модифицированных электродов. К тому же у них относительно низкий фоновый ток по сравнению с электродами из твердого графита или благородных металлов [33].

Каптоприл способен к электрохимическому окислению на поверхности электродов, благодаря наличию тиольной группы (схема 1). Из-за высокого перенапряжения окисления каптоприла именно химически модифицированные электроды применяются для облегчения анодного окисления этого лекарства.

Разумно предположить, что соединение, содержащее ионы Со2+, Бе3+ и Си2+, будет способствовать окислению каптоприла, поскольку комплексы кобальта [13] и железо-содержащие производные ферроцена [16] оказывают электрокаталитическое действие на окисление каптоприла, а Си2+ образует комплекс с каптоприлом [34]. В настоящей работе для электрокаталитического окисления капто-прила использован электрод из угольной пасты, модифицированный гексацианоферратом меди-кобальта. Он применяется в качестве чувствительного сенсора, имеет приемлемую воспроизводимость и точность в определении субмикромоляр-ных количеств каптоприла в фармацевтических препаратах. Сенсор пригоден для использования

в течение трех месяцев с хорошей воспроизводимостью.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Оборудование

Электрохимические измерения проводили на модульном электрохимическом комплексе ^Autolab (Утрехт, Нидерланды), управляемом компьютером с программным обеспечением NOVA (Eco Chemie). Обычная трехэлектродная система содержала рабочий электрод из угольной пасты (модифицированный или немодифициро-ванный), насыщенный каломельный электрод сравнения (нас. к. э.) и платиновую проволочку в качестве противоэлектрода. Для измерения рН растворов использовали рН-метр (Jenway) с комбинированным стеклянным электродом.

Реактивы и растворы

Все реагенты имели квалификацию "ч.д.а." (Merck, Дармштадт, ФРГ). Все растворы готовили на дважды перегнанной воде. Каптоприл был приобретен у Fluka, а порошок графита и парафиновое масло - у Merck. Рабочий раствор каптоприла (1.0 x 10-2 М) готовили ежедневно и хранили в холодильнике при 40С. Для определения кап-топрила в лекарственных препаратах 5 таблеток (25 мг в таблетке) аккуратно взвешивали. Необходимое количество тонко измельченного образца растворяли в дистиллированной воде, фильтровали и разводили в калиброванной мерной колбе.

Приготовление модифицированного электрода

Электрод из угольной пасты готовили, смешивая графит и парафиновое масло в подходящей пропорции (75 : 25) и тщательно перемешивая их вручную в ступке с пестиком до получения однородной массы. Порцию этой массы помещали в трубку из тефлона (внутренний диаметр 2 мм). Поверхность электрода полировали на гладкой бумаге.

Тонкие пленки гексацианоферрата металлов обычно готовят электроосаждением (в потенцио-статическом, гальваностатическом режиме или методом циклической вольтамперометрии). Изо всех методов электроосаждения наиболее широко применяется циклическая вольтамперомет-рия, потому что в процессе окисления и восстановления попеременно происходит растворение и электроосаждение пленок, так что осажденные пленки получаются очень плотными и имеют хорошую адгезию к поверхности электрода. Перед осаждением пленок на электрод из угольной пасты накладывали последовательные циклы потенциала в 0.25 М растворе KNO;, при скорости развертки

потенциала 50 мВ с-1 до тех пор, пока не устанавливался постоянный фоновый ток. Затем в растворе, содержащем Си(М03)2, СоС12, К3Ре(СМ)6 (каждый в концентрации 6.25 х 10-4 М) и 0.25 М КМ03 накладывали последовательные циклы потенциала в области от 0 до 1.0 В (30 циклов) при скорости развертки потенциала 50 мВ с-1 [27]. Электрод вынимали из раствора и тщательно промывали водой. Для того, чтобы повысить воспроизводимость, каждый раз использовали свежеприготовленную смесь и одну и ту же последовательность добавления реагентов. В настоящей работе растворы добавлялись в следующем порядке: КМ03, Си(М03)2, СоС12 и К3Ре(СМ)6.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Электрохимические характеристики электрода из угольной пасты, модифицированного гексацианоферратом меди—кобальта

На рис. 1 показаны циклические вольтамперо-граммы, последовательно снятые на электроде из угольной пасты в растворе, содержащем КМ03, Си(М03)2, СоС12 и К3Ре(СМ)6. По мере повторения циклов развертки потенциала высота анодных и катодных пиков тока все время подрастала. Такое поведение указывает на образование и рост пленки гексацианоферрата меди-кобальта на поверхности электрода. Наблюдаются две окислительно-восстановительных пары с = 527 мВ и

Е = 732 мВ [Е0' = (ЕРа + ЕРс)/2]. Разность потенциалов пиков тока ДЕр равняется 27 и 67 мВ для пар I и II, соответственно, что близко к опубликованным ранее значениям [27]. Известно, что потенциал пика тока окислительно-восстановительной пары в гексацианоферрате металла, например, Ре3+/Ре2+, определяется многими факторами, включая тип ионов переходного металла, координированного атомом N тип и число противоионов (катионов), находящихся в полости кубической решетки, и т.п. [35]. В гексацианофер-рате металла причиной появления двух окислительно-восстановительных пар является разница в уровнях насыщения Ре-центров ионами К+.

Бы

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком