ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСАЛИВАНИЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНЫХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ИХ ДАЛЬНЕЙШЕГО ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Using gas chromatography methods with the quadrupole mass spectrometric detector and flame ionization detector, as well as high-performance liquid chromatography with the diode-matrix detector, the distribution constants of codeine, phenobarbital, modafinil, adrafinil, pseudoephedrine for hexane-water, hexane-water systems of inorganic salt solutions (sodium chloride, dipotassium phosphate, potassium carbonate and ammonium sulfate), chloroform-water, chloroform-aqueous solutions of inorganic salts (sodium chloride, dipotassium phosphate, potassium carbonate and ammonium sulfate) were determined. The principal possibility of quantitative extraction of all the investigated substances from the aqueous matrices by salting out was shown. The patterns of salting out of the studied substances from the aqueous solutions were established. In particular, the salting out ability of salts increased sharply with the increasing charge of the salt anion. A significant effect on the salting out effect was exerted by the nature of the extracted compound. It has been shown that the following compounds could be quantitatively recovered in the hexane: codeine, modafinil, and afrafinil. Due to their high hydrophilicity, phenobarbital and pseudoephedrine were not quantitatively extracted with the hexane even at the salt concentration close to the saturation. For the extraction of phenobarbital and pseudoephedrine, the more active but less selective chloroform was used. Based on the obtained values of the distribution constants of the substances and their acid-base properties, the extraction methods for the sample preparation of the various objects were proposed with determining the studied substances in them using salting out. The methodology for the determination of pseudoephedrine and codeine in drugs was tested. It was based on the preliminary removal of the matrix components by chloroform from the aqueous acidic solution and subsequent alkalization, salting out, and extraction with chloroform. The characteristics of the methods were as follows: detection limit for pseudoephedrine - 0.09 g/dm3 and for codeine - 0.07 g/dm3; standard deviation did not exceed 4% for both substances, range of determined concentrations for all-ephedrine  was 0.09 – 3.00 g/dm3, and for codeine - 0.07 - 4.00 g/dm3 respectively.Key words: salting out, chromatography, increment of methylene group, solution structure, Sechenov constant(Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.004S.M. Leshchev1, O.N. Mikhniuk2 , K.D. Kryzhny2, M.F. Zayats1 1Belarusian State University, ul. Leningradskaya, 14, Minsk, 220050, Republic of Belarus2State institute of advanced training and retraining of customs authorities of the Republic of Belarus, ul. Mogilevskaya, 45/4, Minsk, 220007, Republic of BelarusС использованием методов газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором квадрупольного типа и с пламенно-ионизационным детектором, а также высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно-матричным детектором определены константы распределения кодеина, фенобарбитала, модафинила, адрафинила, псевдоэфедрина  для систем гексан-вода, гексан-водные растворы неорганических солей (хлорид натрия, гидрофосфат калия, карбонат калия и сульфат аммония), хлороформ-вода, хлороформ-водные растворы неорганических солей (хлорид натрия, гидрофосфат калия, карбонат калия и сульфат аммония). Показана принципиальная возможность количественного извлечения всех исследованных веществ из водных матриц с применением высаливания. Установлены закономерности высаливания изученных веществ из водных растворов. В частности, высаливающая способность солей резко увеличивается с увеличением заряда аниона соли. Значительное влияние на эффект высаливания оказывает природа экстрагируемого соединения. Так показано, что в гексан могут быть количественно извлечены следующие соединения: кодеин, модафинил, афрафинил. Фенобарбитал и псевдоэфедрин ввиду их высокой гидрофильности количественно не извлекаются гексаном даже при концентрации соли близкой к насыщению.  Для экстракции фенобарбитала и псевдоэфедрина использован более активный, но менее селективный хлороформ. На основании полученных величин констант распределения веществ и их кислотно-основных свойств предложены экстракционные методики пробоподготовки различных объектов при определении в них изученных веществ с использованием высаливания. Апробирована методика определения псевдоэфедрина и кодеина в лекарственных препаратах, основанная на предварительном удалении матричных компонентов хлороформом из водного кислого раствора и последующим подщелачиванием, высаливанием и экстракцией хлороформом. Характеристики методик: нижний предел обнаружения составляет: для псевдоэфедрина – 0.09 г/ дм3, для кодеина – 0.07 г/дм3, стандартное отклонение не превышает 4 % для обоих веществ, диапазон определяемых концентраций: для вседоэфедрина – 0.09 – 3.00 г/дм3, для кодеина – 0.07 – 4.00 г/дм3 . Ключевые слова: высаливание, хроматография, инкремент метиленовой группы, структура раствора, константа СеченоваDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.00

The use of salting out for the extraction of hydrophilic biologically active substances from the aqueous solutions for their further chromatographic determination

Submitted 15 September 2019, received in revised form 15 October 2019Поступила в редакцию 15 сентября 2019 г., после исправлений 15 октября 2019 г.Using gas chromatography methods with the quadrupole mass spectrometric detector and flame ionization detector, as well as high-performance liquid chromatography with the diode-matrix detector, the distribution constants of codeine, phenobarbital, modafinil, adrafinil, pseudoephedrine for hexane-water, hexane-water systems of inorganic salt solutions (sodium chloride, dipotassium phosphate, potassium carbonate and ammonium sulfate), chloroform-water, chloroform-aqueous solutions of inorganic salts (sodium chloride, dipotassium phosphate, potassium carbonate and ammonium sulfate) were determined. The principal possibility of quantitative extraction of all the investigated substances from the aqueous matrices by salting out was shown. The patterns of salting out of the studied substances from the aqueous solutions were established. In particular, the salting out ability of salts increased sharply with the increasing charge of the salt anion. A significant effect on the salting out effect was exerted by the nature of the extracted compound. It has been shown that the following compounds could be quantitatively recovered in the hexane: codeine, modafinil, and afrafinil. Due to their high hydrophilicity, phenobarbital and pseudoephedrine were not quantitatively extracted with the hexane even at the salt concentration close to the saturation. For the extraction of phenobarbital and pseudoephedrine, the more active but less selective chloroform was used. Based on the obtained values of the distribution constants of the substances and their acid-base properties, the extraction methods for the sample preparation of the various objects were proposed with determining the studied substances in them using salting out. The methodology for the determination of pseudoephedrine and codeine in drugs was tested. It was based on the preliminary removal of the matrix components by chloroform from the aqueous acidic solution and subsequent alkalization, salting out, and extraction with chloroform. The characteristics of the methods were as follows: detection limit for pseudoephedrine -0.09 g/dm3 and for codeine -0.07 g/ dm3; standard deviation did not exceed 4% for both substances, range of determined concentrations for all-ephedrine was 0.09 – 3.00 g/dm3, and for codeine - 0.07 - 4.00 g/dm3 respectively.С использованием методов газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором квадрупольного типа и с пламенно-ионизационным детектором, а также высокоэффективной жидкостной хроматографии с диодно-матричным детектором определены константы распределения кодеина, фенобарбитала, модафинила, адрафинила, псевдоэфедрина для систем гексан-вода, гексан-водные растворы неорганических солей (хлорид натрия, гидрофосфат калия, карбонат калия и сульфат аммония), хлороформ-вода, хлороформ-водные растворы неорганических солей (хлорид натрия, гидрофосфат калия, карбонат калия и сульфат аммония). Показана принципиальная возможность количественного извлечения всех исследованных веществ из водных матриц с применением высаливания. Установлены закономерности высаливания изученных веществ из водных растворов. В частности, высаливающая способность солей резко увеличивается с увеличением заряда аниона соли. Значительное влияние на эффект высаливания оказывает природа экстраги­руемого соединения. Так показано, что в гексан могут быть количественно извлечены следующие соединения: кодеин, модафинил, афрафинил. Фенобарбитал и псевдоэфедрин ввиду их высокой гидрофильности количественно не извлекаются гексаном даже при концентрации соли близкой к насыщению. Для экстракции фенобарбитала и псевдоэфедрина использован более активный, но менее селективный хлороформ. На основании полученных величин констант распределения веществ и их кислотно-основных свойств предложены экстракционные методики пробоподготовки различных объектов при определении в них изученных веществ с использованием высаливания. Апробирована методика определения псевдоэфедрина и кодеина в лекарственных препаратах, основанная на предварительном удалении матричных компонентов хлороформом из водного кислого раствора и последующим подщелачиванием, высаливанием и экстракцией хлороформом. Характеристики методик: нижний предел обнаружения составляет: для псевдоэфедрина – 0.09 г/ дм3, для кодеина – 0.07 г/дм3, стандартное отклонение не превышает 4 % для обоих веществ, диапазон определяемых концентраций: для вседоэфедрина – 0.09 – 3.00 г/дм3, для кодеина – 0.07 – 4.00 г/дм3