Löslichkeitsverbesserung

Paul Elsinghorst, Jürgen Gäb
Versuchsprotokoll Versuch Flüssig A1
1. Stichworte
Löslichkeitsverbesserung
• Lösungen (ideale/reale, gesättigte/übersättigte), Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt
• Wasserstruktur (Cluster-Theorie)
• Löslichkeitsverbesserung (Hydrotropieeffekt, Solubilisierung, Cosolventien, Komplexbildung)
2. Einleitung
Es soll die Verbesserung der Löslichkeit von Allopurinol in Abhängigkeit von der Zugabe des Lö-
sungsvermittlers Macrogol 300 gezeigt werden. Der Gehalt und die daraus resultierende Löslich-
keitsverbesserung der einzelnen Proben wird UV-photometrisch bestimmt.
3. Versuchsdurchführung
In Absprache mit dem Assistenten und nach den Vorgaben des Praktikumsskriptes 1 werden neun
verschieden konzentrierte Lösungen des Macrogols 300 in Wasser hergestellt und in jede dieser
Probe jeweils 300 mg Allopurinol gegeben. Die Lösungen werden fünfzehn Minuten im Ultra-
schallbad inkubiert und anschließend sofort filtriert. Jedes Filtrat wird 1:100 mit Wasser verdünnt,
auf pH 1 eingestellt und photometrisch bei 250 nm vermessen.
Aus einer wässrigen Allopurinol-Lösung wird eine Kalibriergerade bei pH 1 erstellt, anhand derer
der Gehalt der Proben ermittelt wird. Durch graphisches Auftragen des ermittelten Konzentrations-
zuwachses gegen die jeweilige Konzentration an Macrogol 300 und bilden einer Regressionsge-
raden erhält man ein Maß für die Verbesserung der Löslichkeit.
3.1 Benutzte Geräte
UV-Vis Spektrometer UV Mini 1240, Shimadzu
1

4. Messdaten
4.1 Einwaagen, Konzentrationen
4.2 Messdaten
Kalibriergerade
Einwaage
Macrogol 300 [mg]
Konzentration Allopurinol [mg/ml] UV-Absorption
Messreihe
Konzentration
Macrogol 300 [%]
Absorption
Verdünnung 1:100
Konzentration
Macrogol 300 [%]
0,000 0
0,998 2,00
2,003 4,01
3,004 6,01
4,003 8,01
5,014 10,0
6,494 13,0
8,005 16,0
9,492 19,0
0,041 2,3451
0,020 1,2007
0,010 0,5919
0,005 0,2942
0,003 0,1394
0,001 0,0603
Konzentration unverd.
Allopurinol [mg/ml]
Konzentrationszuwachs
Allopurinol [mg/ml]
0,00 0,2047 0,366 0,000
2,00 0,2145 0,382 0,016
4,01 0,2482 0,437 0,071
6,01 0,2561 0,450 0,084
8,01 0,2698 0,472 0,106
10,0 0,2888 0,504 0,138
13,0 0,2971 0,517 0,151
16,0 0,3391 0,586 0,220
19,0 0,3456 0,597 0,231
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5. Auswertung der Messdaten
Absorption
Konzentrationszuwachs Allopurinol [mg/ml]
2,4000
2,2000
2,0000
1,8000
1,6000
1,4000
1,2000
1,0000
0,8000
0,6000
0,4000
0,2000
Kalibriergerade
0,0000
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 0,045
0,240
0,220
0,200
0,180
0,160
0,140
0,120
0,100
0,080
0,060
0,040
0,020
Konzentration Allopurinol [mg/ml]
Löslichkeitsverbesserung durch Macrogol 300
in mg/ml
y = 1,25 · 10 -2 x + 4,93 · 10 -3
0,000
0,00 2,50 5,00 7,50 10,00 12,50 15,00 17,50 20,00
Massenkonzentration Macrogol 300 [%]
3

Konzentration Allopurinol [‰ der Einwaage]
2,2000
2,1000
2,0000
1,9000
1,8000
1,7000
1,6000
1,5000
1,4000
1,3000
1,2000
1,1000
0,0000 2,5000 5,0000 7,5000 10,0000 12,5000 15,0000 17,5000 20,0000
6. Diskussion der Versuchsergebnisse
Man erkennt aus der graphischen Darstellung einen linearen Zusammenhang zwischen Löslich-
keitsverbesserer und dem Zuwachs an gelöstem Arzneistoff. Entgegen der Aufgabenstellung des
Praktikumsskriptes 1 halten wir eine Darstellung des Konzentrationszuwachses in mg/ml für aus-
sagekräftiger als eine vermeintlich einwaagenbereinigte Prozent- respektive Promilledarstellung.
Da sich die Einwaagen grundsätzlich oberhalb der Löslichkeit bewegen kann in jedem Fall mit
einer gesättigten Lösung des Arzneistoffes gerechnet werden. Die Einwaage hat somit keinen
Einfluss auf die gelöste Arzneistoffmenge und ein Normieren der Messwerte auf die jeweilige Ein-
waage verfälscht das Versuchsergebnis.
Löslichkeitsverbesserung durch Macrogol 300
in Promille der Einwaage
y = 4,36 · 10 -2 x + 1,19
Massenkonzentration Macrogol 300 [%]
Die Steigung der Regressionsgeraden liefert eine Löslichkeitsverbesserung von 0,043 ‰ der Ein-
waage pro % Macrogolzusatz. Betrachtet man hingegen die Konzentrationsänderung so erhält man
einen Zuwachs von 0,012 mg/ml pro % Macrogolzusatz.
Die beobachtete Verbesserung der Löslichkeit ist auf eine zunehmende Konzentration an freien
Wassermolekülen zurückzuführen. Ein großer Teil der Wassermoleküle innerhalb eines betrachte-
ten Wasservolumens liegt in Form von sogenannten Clustern 2 vor. Hierin binden die einzelnen
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Wassermoleküle miteinander durch Wasserstoffbrückenbindungen und stellen keine
Bindungsstellen für mögliche Fremdmoleküle zur Verfügung. Durch Zusatz von
Löslichkeitsverbesserern – wie zum Beispiel Macrogolen – können Teile der Cluster aufgesprengt
werden, wodurch neue Bindungspartner für die zu lösende Substanz verfügbar werden.
7. Quellen
1 Arbeitsvorschriften für das Praktikum Arzneiformenlehre II, Pharmazeutische Technologie
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, 14. Nachdruck der 4. Auflage Sep. 1996
2 Bauer, Frömming, Führer: Lehrbuch der Pharmazeutischen Technologie, 7. Auflage, 2002,
Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, Seite 63 – 64
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