DC-Prüfungen nach Arzneibuch: Gallate und Corticosteroide
Warum das Arzneibuch Propylgallat dünnschichtchromatographisch auf Gallussäure prüft und mit welchen Fließmitteln sich Hydrocortison von Prednisolon und von Hydrocortisonacetat trennen lässt.
Das Wichtigste in Kürze
- Das Arzneibuch nutzt die DC zur Identitätsprüfung, zur Grenzprüfung auf verwandte Substanzen und zur Gehaltsbestimmung, stets im Vergleich mit Referenzlösungen.
- Propylgallat und Gallussäure tragen dieselbe Pyrogallol-Einheit und bilden beide mit Eisen(III)-chlorid blaue Chelatkomplexe.
- Eisen(III)-chlorid-Blaufärbung, Hydroxamsäure-Reaktion und Reduktion von Silbernitrat zu Silber sind nicht spezifisch für Gallussäure, weil Propylgallat ebenfalls reagiert.
- Propylgallat wird deshalb dünnschichtchromatographisch auf Gallussäure geprüft, mit Eisen(III)-chlorid als Sprühreagenz; Gallussäure läuft an Kieselgel tiefer.
- Hydrocortison und Prednisolon trennt man mit Dichlormethan/Methanol, Hydrocortison und Hydrocortisonacetat mit Dichlormethan/Ethanol; Prednisolon hat eine zusätzliche 1,2-Doppelbindung im Ring A.
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Worum es geht
Viele Arzneistoffe unterscheiden sich von ihren Verunreinigungen oder Abkömmlingen nur in einer einzigen Gruppe. Eine Farbreaktion im Reagenzglas erfasst dann beide Stoffe gleichermaßen. Die Dünnschichtchromatographie trennt sie zuerst und macht sie danach sichtbar. Zwei Beispiele aus dem Arzneibuch zeigen, wie das funktioniert.
DC im Arzneibuch
Das Arzneibuch nutzt die DC für drei Aufgaben. Grundlage ist immer der Vergleich mit Referenzlösungen, die auf derselben Platte mitlaufen.
- Identitätsprüfung: Der Hauptfleck der Probe stimmt in Lage, Farbe und Größe mit dem Fleck der Referenzsubstanz überein.
- Grenzprüfung auf verwandte Substanzen: Ein Nebenfleck darf nicht intensiver sein als der Fleck einer verdünnten Vergleichslösung.
- Gehaltsbestimmung: Ein DC-Scanner vermisst die Flecken quantitativ, wie unter Detektion und quantitative Auswertung beschrieben.
Propylgallat auf Gallussäure
Propylgallat ist der Propylester der Gallussäure (3,4,5-Trihydroxybenzoesäure) und dient als Antioxidans. Durch Esterhydrolyse kann freie Gallussäure entstehen. Sie ist deshalb die typische Verunreinigung.
Beide Moleküle tragen dieselbe Pyrogallol-Einheit, also drei benachbarte OH-Gruppen am Benzolring. Sie unterscheiden sich nur an der Carboxylfunktion. Gallussäure hat eine freie COOH-Gruppe, Propylgallat einen Propylester.
Diese gemeinsame Einheit bestimmt das chemische Verhalten. Mit Eisen(III)-chlorid bilden die benachbarten Phenol-OH-Gruppen beider Stoffe blaue Chelatkomplexe. Außerdem wirkt Pyrogallol reduzierend. Deshalb reduziert auch Propylgallat Silbernitrat zu elementarem Silber, genau wie Gallussäure.
Auch die Hydroxamsäure-Reaktion mit Hydroxylaminhydrochlorid und Eisen(III)-chlorid hilft nicht weiter. Sie spricht auf Ester an, also gerade auf das Propylgallat selbst. Jeder dieser Reagenzglasversuche fällt schon bei reinem Propylgallat positiv aus. Keiner ist spezifisch für Gallussäure.
Gallussäure selbst ist nicht blau, sondern ein farbloser bis schwach gelblicher Feststoff. Blau ist erst ihr Eisen(III)-Komplex, und den bildet Propylgallat genauso.
Das Arzneibuch prüft Propylgallat deshalb dünnschichtchromatographisch auf Gallussäure. Die Platte trennt zuerst beide Stoffe. Erst danach wird Eisen(III)-chlorid als Sprühreagenz aufgebracht. Beide Flecken färben sich blau, liegen aber auf unterschiedlicher Höhe. Die freie Carboxylgruppe macht Gallussäure polarer, an Kieselgel läuft sie daher tiefer als der Ester (Retention und Polarität).
Man kann sich die Platte wie ein Sortierband vorstellen: Die Farbreaktion sagt nur „Gallat“, die Lage sagt „welches“. Die Lage ordnet den Fleck zu. Seine Intensität im Vergleich zur Gallussäure-Vergleichslösung zeigt, ob der Grenzwert eingehalten ist.
Corticosteroide
Auch Corticosteroide unterscheiden sich oft nur in kleinen Details. Prednisolon trägt gegenüber Hydrocortison eine zusätzliche 1,2-Doppelbindung im Ring A, auch Δ1-Doppelbindung genannt. Hydrocortisonacetat ist dagegen an C-21 mit Essigsäure verestert.
Beide Paare lassen sich dünnschichtchromatographisch an Kieselgel trennen. Das Fließmittel ist jeweils ein Gemisch aus Dichlormethan und einem Alkohol. Welcher Alkohol eingesetzt wird, hängt vom Trennproblem ab.
| Trennproblem | Strukturunterschied | Fließmittel |
|---|---|---|
| Hydrocortison / Prednisolon | zusätzliche 1,2-Doppelbindung im Ring A | Dichlormethan/Methanol |
| Hydrocortison / Hydrocortisonacetat | Acetat an C-21 statt freier OH-Gruppe | Dichlormethan/Ethanol |
Das Acetat hat eine freie OH-Gruppe weniger. Es ist daher weniger polar und wandert an Kieselgel höher als Hydrocortison. Wie man die Elutionskraft solcher Gemische abstimmt, steht unter Fließmittel und Laufmittelzusätze.
Quiz
Aussage 1
Propylgallat reduziert Silbernitrat ebenso wie Gallussäure zu elementarem Silber.
Die reduzierende Pyrogallol-Einheit steckt in beiden Molekülen. Die Silbernitrat-Reduktion ist daher nicht spezifisch für Gallussäure.
Aussage 2
Zur dünnschichtchromatographischen Trennung von Hydrocortison und Hydrocortisonacetat dient ein Gemisch aus Dichlormethan und Methanol.
Für dieses Paar dient Dichlormethan/Ethanol. Dichlormethan/Methanol wird zur Trennung von Hydrocortison und Prednisolon verwendet.
Aussage 3
Eine Blaufärbung mit Eisen(III)-chlorid im Reagenzglas beweist, dass eine Propylgallat-Probe Gallussäure enthält.
Auch Propylgallat bildet über seine Pyrogallol-Einheit einen blauen Eisen(III)-Chelatkomplex. Erst nach Trennung per DC lässt sich Gallussäure über ihre Lage zuordnen.
Aussage 4
Prednisolon unterscheidet sich von Hydrocortison durch eine zusätzliche Doppelbindung zwischen C-1 und C-2 im Ring A.
Prednisolon ist das Δ1-Analogon des Hydrocortisons; sonst sind beide Strukturen gleich.
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