Influence of oxidizing agents on the stability of selected cephalosporins

The aim of this study was to evaluate the influence of oxidants on the stability of selected cephalosporin antibiotics (cefazolin, cefaclor, cefuroxime axetil and cefepime). To determine these cephalosporins we used validated, thin layer chromatography (TLC) with densitometry detection. Chromatographic analysis was performed using as a stationary phase TLC plates 60F254 and a mobile phase composed of a mixture of ethanol : isopropanol : acetic acid : water ( 4:4:1:3, v/v/v/v) to study cefepime, and chloroform : ethyl acetate: glacial acetic acid : water (4:4:4:1, v/v/v/v) for the analysis of cefazolin, cefaclor and cefuroxime axetil. The stability of cephalosporins was evaluated at room temperature (22°C) in aqueous solutions and in the presence of oxidizing agents 0,1% and 0,3% solution of H2O2, KMnO4, I2/KI. Samples were applied at regular intervals, each made two signs. At received densitograms recorded that next to the peaks derived from the active substance were peaks probably derived from the degradation products or additives. Their retardation factors (Rf ) were calculated and the absorption spectrum was recorded. The percentage concentrations of the respective components were calculated based on the recorded peaks area. Only in the case of cefazolin, the loss of the active substance were calculated, because on registered densitograms were no peaks originating from decomposition products. Values of percentage of respondents cephalosporins logarithmized and prepared plots of ln c = f (t). Based on the obtained results we concluded that the decomposition reactions of cephalosporins proceeds according with the first-order kinetics. This allowed to the assignation the kinetic parameters such as: the rate constant k and time t0,5, and t0,1. It was found that, on the stability of cephalosporins has the influence the type and concentration of the oxidizing agent and also time of incubation. The most stable under the conditions tested was cefaclor. The lowest stability had cefepime. It had a rapid degradation under the influence of the analyzed factors. Each of the antibiotics studied was characterized by a high sensibility to the KMnO4.

Przedmiotem niniejszej pracy była ocena wpływu czynników utleniającychna stabilność wybranych antybiotyków z grupy cefalosporyn (cefazoliny, cefakloru, estru acetoksyetylowego cefuroksymu oraz cefepimu). Do oznaczenia badanych cefalosporyn wykorzystano metodę chromatografii cienkowarstwowej (TLC) z detekcją densytometryczną. Analizę chromatografczną wykonano stosując jako fazę stacjonarną płytki TLC 60F254, a jako fazę ruchomą mieszaninę o składzie etanol : izopropanol : kwas octowy : woda (4:4:1:3, v/v/v/v) do badania cefepimu oraz chloroform : octan etylu : lodowaty kwas octowy : woda (4:4:4:1, v/v/v/v) do analizy cefazoliny, cefakloru oraz estru acetoksyetylowego cefuroksymu. Stabilność cefalosporyn badano w temperaturze pokojowej (22°C) w roztworach wodnych oraz w obecności czynników utleniających tj.: 0,1% roztworu H2O2, 0,3% roztworu H2O2, KMnO4, I2/KI. Próbki nanoszono w określonych odstępach czasu, dla każdej analizy wykonano dwa oznaczenia. Na otrzymanych densytogramach zarejestrowano, obok pików pochodzących od substancji czynnej, piki pochodzące prawdopodobnie od produktów rozkładu lub substancji dodatkowych. Obliczono ich współczynniki opóźnienia (Rf) oraz zarejestrowano widma absorpcji. Procentowe stężenia poszczególnych składników obliczono w oparciu o pola powierzchni zarejestrowanych pików. Jedynie w przypadku cefazoliny do obliczeń wykorzystano ubytek substancji czynnej, gdyż na densytogramach nie rejestrowano pików pochodzących od produktów rozkładu. Wartości stężeń procentowych badanych cefalosporyn zlogarytmowano i sporządzono wykresy zależności ln c = f (t). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że reakcje rozkładu badanych cefalosporyn zachodzą zgodnie z kinetyką pierwszego rzędu. Pozwoliło to na wyznaczenie parametrów kinetycznych tj.: stałej szybkości reakcji k oraz czasów t0,5 i t0,1. Stwierdzono, że na stabilność cefalosporyn ma wpływ stężenie oraz rodzaj czynnika utleniającego, a także czas inkubacji próbki. Najbardziej trwałym w badanych warunkach analizy okazał się cefaklor. Najniższą stabilność wykazywał cefepim. Uległ on szybkiej degradacji pod wpływem analizowanych czynników. Każdy z analizowanych antybiotyków charakteryzował się dużą wrażliwością na działanie KMnO4.