Analyse von Zahnpasten

Fresenius Z. Anal. Chem. 289, 177-197 (1978) Fresenius Zeitschrift fiir

�9 by Springer-Verlag 1978

Analyse von Zahnpasten

Hans K6nig* und Erika Walldorf

Analytische Laboratorien der Blendax-Werke, Postfach 1580, D-6500 Mainz

Analysis of Toothpastes

Summary.Toothpastes are multi-component-mixtures of different inorganic and organic compounds. Besides the mostly inorganic polishing agents they contain detergents as foaming agents, moisturing components and solvents, water, sweetening agents, flavors, preservatives, thickening agents, dyes and special ingredients, the latter often in very low concentrations. Therefore the analysis of toothpastes of unknown composition is a most difficult task. In this work for the first time a comprehensive scheme of analysis is given, where the attempt is made to get on with simpler chemical and physical methods. Pos- sibilities for the detection and determination of the most different polishing agents are described, where especially the difficulties in case of combination of several polishing agents are considered. Special regard is payed to the difficulties arising from the separation und identification of the detergents, because of the possible interference by the presence of moisturizing agents and preservatives. The identification and quantitative determination of the thickening agents are extensively treated. Further on methods for the detection und determination of moisturizing agents, solvents, preservatives, sweetening agents, flavors and dyes are given. Special ingredients used in toothpastes are also considered, for instance fluor- ine compounds, antimicrobial agents, plaque inhibiting agents as well as antiphlogistic and hyperaemic sub- stances.

Zusammenfassung. Zahnpasten sind VMkomponenten- gemische unterschiedlichster anorganischer Substanzen. Sie enthalten neben den meist anorganischen Putzk6r- pern Tenside als schaumgebende Komponenten, Feuchthaltemittel und L6sungsmittel, Wasser, Siil3stoffe, Aromen und Geschmacksstoffe, Konservierungsmittel, Binde- und Verdickungsmittel, Farbstoffe und spezielle

* Korrespondenz-Anschrift

Wirkstoffe, die letzteren oft in sehr geringen Konzentra- tionen. Daher geh6rt die Analyse von Zahnpasten, deren Inhaltsstoffe nicht bekannt sind, zu den schwierigsten Aufgaben. In der vorliegenden Arbeit wird zum ersten Mal ein umfassender Analysengang beschrieben, wobei versucht wird, mit einfacheren chemischen und physika- lischen Methoden auszukommen. Es werden Nachweis- und Bestimmungsm6glichkeiten f/ir die verschiedensten in der Praxis eingesetzten Putzk6rper angegeben, wobei besonders die Schwierigkeiten beriicksichtigt werden, die bei Kombination mehrerer Putzk6rper auftreten k6nnen. Besonders eingegangen wird auf die Schwierigkeiten, die die Abtrennung und Identifizierung der Tenside bereitet, da hierbei sowohl die Feuchthaltemittel als auch die Konservierungsmittel st6ren k6nnen. Auch die Identifi- zierung und quantitative Bestimmung der Bindemittel wird eingehend behandelt. Methoden ffir den Nachweis und die Bestimmung yon Feuchthaltemitteln, L6sungs- mitteln, Konservierungsmitteln, Siil3stoffen, Aromen und Farbstoffen werden angegeben. Ebenso werden die in Zahnpasten gebrfiuchlichen Wirkstoffe behandelt, und zwar die Fluorverbindungen, antimikrobielle Wirkstoffe, Wirkstoffe gegen Zahnbel~ige, sowie entziindungshemmende und durchblutungsf6rdernde Wirkstoffe.

Key words: Analyse von Zahnpasten; umfassender Ana- lysengang.

Inhaltsverzeichnis

I. Nachweis und Bestimmung der Putzk6rper A. Nachweis und Bestimmung von Anionen

1. Carbonate 2. Siliciumdioxid 3. Gesamtphosphat

B. Nachweis und Bestimmung von Kationen 1. Alkalimetalle 2. Calcium

0016-1152/78/0289/0177/$ 04.20

178 Fresenius Z. Anal. Chem., Band 289 (1978)

3. Magnesium 4. Aluminium 5. Titan

C. Nachweis und Bestimmung von Putzk6rpern auf Basis organischer Hochpolymerer

II. Nachweis und Bestimmung yon Feuchthaltemitteln 1. Wasser 2. Leicht fl(ichtige Alkohole und L6sungsmittel 3. Mehrwertige Alkohole

(mit benachbarten Hydroxylgruppen)

III. Nachweis und Bestimmung von Netzmitteln a) Nachweis b) Identifizierung der anionischen Tenside c) Quantitative Bestimmung der anionischen Tenside

ct) sulfierte Tenside 13) Seifen

d) Identifizierung und Bestimmung nicht-ioniseher Tenside und Polyglykole

IV. Nachweis und Bestimmung yon Bindemitteln

V. Nachweis und Bestimmung yon Aromen

VI. Nachweis und Bestimmung yon Siigstoffen

VII. Nachweis und Bestimmung yon Konservierungsmitteln A. Nachweis und Bestimmung yon organischen

Sfiuren und ihren Derivaten B. Nachweis und Bestimmung yon Formaldehyd

VIII. Nachweis und Bestimmung yon Farbstoffen

IX. Nachweis und Bestimmung yon Wirkstoffen A. Nachweis und Bestimmung yon kariesprophylaktischen

Wirkstoffen 1. Fluoride 2. Monofluorphosphat 3. Zinn 4. Organische Ammoniumverbindungen

B. Nachweis und Bestimmung yon antimikrobiellen Wirk- stoffen

C. Nachweis und Bestimmung yon Wirkstoffen gegen Zahnbel~ige

1. Hydroxys/iuren oder aliphatische Dicarbonsiiuren und ihre Salze

2. 1-Hydroxy- 1,1-diphosphonsiiure und ihre Salze

3. Sulforicinoleate- und Lauroylsarcosinate D. Nachweis und Bestimmung yon entzfindungshemmenden

Wirkstoffen 1. Harnstoff und Allantoin 2. Azulen und Wirkstoffe der Kamille

E. Nachweis und Bestimmung yon durchblutungsfiSrdernden Wirkstoffen (Pyridin-3-carbons~iure, -amid und Pyridin-3-carbinol)

F. Nachweis und Bestimmung yon Vitaminen "1. Vitamin A-acetat

2. Vitamin B6-Hydrochlorid 3. D-Panthenol 4. Calcium-D -Pantothenat 5. Vitamin E-acetat 6. Rutinschwefels~iureester-Natrium 7. Vitamin K 3 als Hydrogensulfit-Verbindung

G. Nachweis und Bestimmung yon sonstigen Wirkstoffen 1. Chloridionen 2. Anorganisches Sulfat 3. Strontium

Literatur

Einleitung

Es wird versucht, einen allgemeinen Analysengang fiir Zahnpasten aufzustellen, wobei wir uns der Schwierig- keiten bewuBt sind, die bei manchen Zusammenset- zungen von Zahnpasten auftreten k6nnen. Auch soll nicht der Anspruch erhoben werden, ein alleingiiltiges Schema zu geben. Es ist jeweils nur eine M6glichkeit auf- gezeigt, die nach unseren Erfahrungen durchfiihrbar ist, die aber keineswegs andere Methoden ausschliel3t. So k6nnen bei der Analyse der Putzk6rper Methoden der Atomabsorptions- oder R6ntgenfluorescenzspektrome- trie mit Vorteil eingesetzt werden, wenn das Laborato- riurn fiber entsprechende Apparaturen verffigt. Uber die Zusammensetzung von Zahnpasten braucht an dieser Stelle nichts weiter gesagt zu werden, da hieriiber aus- fiihrlich berichtet worden ist [7, 29-31] .

1. Nachweis und Bestimmung der Putzkiirper

A. Nachweis und Bestimmung von Anionen

1. Carbonate

a) Zum Nachweis von Carbonaten wird die Zahnpasta mit verd. Salzs~iure versetzt und das sich entwickelnde Gas in Baryt-Wasser geleitet. Es entsteht ein weil3er Nie- derschlag von Bariumcarbonat, der in verdiinnter Essig- s~iure 16slich ist.

b) Bestimmung. In einen Kohlens~iurebestimmungsap- parat nach Mohr werden ca. 5 g Zahnpasta genau eingewogen. Dann wird dutch den Apparat 30 rain lang ein trockenes Inertgas, z.B. Stickstoff, geleitet, damit die Luft ausgetrieben wird. Die Apparatur wird dann ver- schlossen und gewogen. Danach erfolgt die tropfenweise Zugabe der Salzs/iure durch den Trichter, und das sich entwickelnde CO2 entweicht. Sobald die CO2-Entwick- lung langsamer wird, setzt man die gesamte Apparatur auf das Wasserbad, um die Austreibung des CO2 zu ver- vollstandigen. Dann wird bei Normaltemperatur wieder 30 min Stickstoff durchgeleitet, die Apparatur ver- schlossen und gewogen. Die Differenz der beiden W&i- gungen entspricht dem Gewicht des ausgetriebenen CO2, das auf Prozent umgerechnet wird.

2. Siliciumdioxid bzw. Silicate

a) Der Nachweis von Silicaten wird in der Asche mittels Wassertropfenprobe durchgeffihrt.

In einem BleischSlchen oder einem Platintiegel wird eine Spatelspitze ('-~0,1 g) der zu priifenden Substanz mit Calciumfluorid, und zwar mit einem Viertel ihres Gewichtes, vermischt und mit ~ 0,4 ml konz. Schwefel- s~iure zu einem dtinnen Brei verrfihrt. Dann setzt man auf den Tiegel einen mit einem Loch versehenen Bleideckel

H. K6nig und E. Walldorf: Analyse von Zahnpasten 179

und erw~irmt den Tiegel auf dem siedenden Wasserbad. Das Loch wird mit einem Stiickchen schwarzem Vlies- papier, das mit Wasser gut durchfeuchtet wurde, be- deckt. Das bei Anwesenheit v o n S iO 2 gebildete, fliichtige H2SiF6 hydrolysiert, wobei sich die Kiesels~iure nach etwa 1-4 rain als weil3er Fleck auf dem schwarzem Papier ab- scheidet. Die Substanz soll stets sehr fein gepulvert sein, ein 15berschug an Calciumfluorid ist unbedingt zu ver- meiden.

b) Bestimmung von SiO2. Etwa 2 g der Zahnpasta werden im Platintiegel verascht und mit NaKCO3 aufge- schmolzen. Die Schmelze wird mit Wasser ausgelaugt, mit Salzs/iure 1 : 1 anges/iuert und zur Trockne eingedampft. Danach wird noch dreimal mit Salzs~iure (1 : 1) abger6stet, um die Kieselsiiure als unI6sliches SiO2 abzu- scheiden. Der Riickstand wird dann mit Salzsiiure (1 : 1) angefeuchtet und in warmem Wasser aufgenommen. Der Kiesels~iurerfickstand wird abfiltriert, nachgewaschen und das Filter mit Riickstand im Platintiegel verascht und gewogen. Das Filtrat wird auf 500 ml in einem Mel3- kolben aufgefiillt und fiir weitere Bestimmungen verwendet. Nach eingetretener Gewichtskonstanz wird zur Bestimmung der Reinkiesels~iure nach Zugabe einiger Tropfen konz. Schwefels~iure mit Fluf3s~iure fluoriert. AnschlieBend wird der Tiegel erneut gegliiht und gewogen. Die Gewichtsdifferenz ergibt den Gehalt an reiner Kiesels/iure.

3. Gesamtphosphat

a) Der Nachweis von Phosphat erfolgt im Sodaauszug. Nach Ans~iuern mit Salpeters~iure wird mit Ammonium- molybdatl6sung versetzt. Es entsteht ein gelber Nieder- schlag von Ammoniumphosphormolybdat.

b) Die Identifizierung der anorganischen Phosphorver- bindungen erfolgt im Wasserauszug der Originalsubstanz dutch diinnschicht-chromatographische Trennung von ortho-, pyro-, meta- und poly-Phosphaten nach R6ssel [321.

Auflragsmenge: 2-6 ~tl, einer L6sung, die 0,2-0,5 % Phosphat ent- halt. Schicht: Cellulose mit 2% Maisst/irkezusatz. Laufmittel: Methanol 50 Vol-Teile, Dioxan 10 Vol-Teile, L6sung 1 15 Vol-Teile, L6sung 2 5 Vol-Teile, L6sung 3 25 Vol- Teile; L6sung 1 bestehend aus: 70 ml Isopropanol und 10 ml dest. Wasser; L6sung 2 bestehend aus: 20 ml Eisessig (96%ig) z.A. und 80 ml dest. Wasser; L6sung 3 bestehend aus: 12,5 g Trichloressig- s~iure z.A., 3,2 ml Ammoniak (25%ig) z.A. und mit dest. Wasser bis auf 100 ml auffiillen. Steigh6he: 14 cm vom Startpunkt gerechnet. Laufzeit: 60-90 rain (ohne Kammers~ittigung). Spriihmittel: 1. Molybdatl6sung bestehend aus: 4,0 g Natriummo- lybdat 2 H20 z.A. und 5,0 g Ammoniumnitrat z.A.; gel6st in 100 ml dest. Wasser. 2. Reduktionsl6sung bestehend aus: 30,0 g Natriumpyrosulfit z.A., 1,0 g NatriumsuIfit z.A. und 0,2 g Metol (Photo Rex), gel6st in 100 ml dest. Wasser. Sichtbarmachung: Die luftgetrocknete Platte wird mit der Molyb- datl6sung bespriiht und anschliel3end 10-15 rain im Trocken-

schrank auf ll0~ erhitzt. Nach dem Abkfihlen wird mit der Reduktionsl/Ssung bespriiht. Die Orthophosphate erscheinen dabei mit violettblauen Flecken auf weiBem Grund, wfihrend die iibrigen Phosphate blaue bis blagblaue Flecken ergeben. Rf-Werte: 1. Orthophosphat: 0,93; 2. Pyrophosphat: 0,75; 3. Metaphosphat (Maddrellsches Salz): 0, 0,34, 0,75, 0,93; 4. Tri- metaphosphat: 0,54 und 0,68; 5. Tripolyphosphat: 0,57 und 0,72.

c) Die Bestimmung von Phosphat wird im salzsauren Filtrat der Kiesels/iurebestimmung durchgeffihrt. Dazu wird das Filtrat in einen 500 ml-Mel3kolben iibergespiilt und zur Marke aufgefiillt. 50 ml dieser L6sung werden mit einer Vollpipette abgenommen und in einen 750 ml-Weithals-Erlenmeyerkolben gegeben. Dann versetzt man mit Ammoniak, bis eine Triibung auftritt, die sofort durch vorsichtiges Zutropfen von konz. HNO3 gerade wieder gel6st wird. Das Volumen mug nun durch Eindampfen auf 50 ml gebracht werden. Danach gibt man 10 ml konz. HNO3, 50 ml 40%ige Ammoniumni- tratl6sung und unter Umschwenken in einem Schul3 80 ml Ammoniummolybdatl6sung hinzu und schfittelt noch 15 rain. Nach 12 h Stehen filtriert man durch einen tarierten A2-Porzellanfiltertiegel (zuvor bis zur Ge- wichtskonstanz gegliiht) und w/ischt mit 500 ml Phos- phatwaschwasser (40 g NH4NO3 + 7 ml konz. HNO3 pro 1) bis zur Molybd/infreiheit (Priifung des Waschwas- sers mit K4[Fe(CN)6]: es daft keine braune F~rbung oder Fiillung mehr auftreten). Dann trocknet man den Nie- derschlag bei 100-110~ im Trockenschrank (ca. 1 h) und gliiht anschliel3end vorsichtig im Schutztiegel. Gltih- dauer etwa 15 rain, bis der Riickstand im Tiegel gleich- m~il3ig griinschwarz aussieht.

B. Nachweis und Bestimmung von Kationen

1. Alkalimetalle

Nachweis und Bestimmung von Natrium, Kalium und Li- thium werden flammenphotometrisch in der Zahnpasta direkt durchgeffihrt. Dazu werden fiir die Bestimmung von Natrium und Lithium ca. 100 mg Zahnpasta eingewogen, in 10 ml 1 N Salpeters~iure gel6st und mit bidest. Wasser im 100 ml Mel3kolben zur Marke aufgeffillt. Fiir die Kaliumbestimmung werden wegen der geringeren Empfindlichkeit ca. 1 g der Zahnpasta eingewogen. Die Emissionen werden mit einem Flammenemissions-Spek- tralphotometer gemessen: bei 589 nm fiir Natrium, bei 768 nm fiir Kalium, bei 671 nm flit Lithium. Die Eich- kurven werden mit Chloriden der Alkalien in der glei- chert Weise aufgenommen. Dabei sollen bei der Natrium- und der Lithium-Bestimmung 0,01-0,1 mg Na + bzw. Li + pro ml enthalten sein. Die Kaliumchlorid-Eichl6sung soil 0,02-0,2 mg K + pro m! enthalten.

2. Calcium

a) Zum Nachweis wird die Asche der Zahnpasta in verdiinnter Salzsiiure aufgenommen, mit Natriumacetatl6-


sung abgestumpft und mit 4%iger Ammoniumoxalatl6- sung versetzt. Es entsteht ein weiger kristalliner Niederschlag yon Calciumoxalat, der in Essigs~iure un- 16slich und in Minerals~iure 16slich ist.

b) Zur quantitativen Bestimmung werden yon der in Salzsfiure gel6sten Asche bzw. vom Filtrat der Kieselsfiu- rebestimmung 50 ml mit einer Vollpipette abgenommen und in einen 300 ml-Erlenmeyerkolben gegeben. Man neutralisiert die L6sung mit Ammoniak gegen pH-Papier und gibt dann nacheinander 1 ml 20%ige Salzs~iure, 25 ml 0,1 M )~DTA-L6sung (mit einer Vollpipette oder Biirette), 2 ml konz. Ammoniak und eine Indicatorpuf- fertablette dazu, wobei die L6sung grfin geffirbt wird. Der (3berschug an )~DTA-L6sung wird mit 0,1 M Zinksul- fatl6sung bis zum Farbumschlag yon griin nach rot zu- riicktitriert. Auf diese Weise kann Calcium auch neben Phosphaten bestimmt werden. Magnesium wird unter diesen Bedingungen mit erfagt !

3. Magnesium

a) Nachweis. Die Asche der Zahnpasta wird in ver- d/innter Salzs~ure aufgenommen, mit einem Tropfen Titangelb und konz. Natronlauge versetzt. Es entsteht ein volumin6ser roter Niederschlag.

b) Quantitative Bestimmung. Von der in Salzs~ure gel6- sten Asche bzw. vom Filtrat der Kiesels/ittrebestimmung werden 50 ml mit einer Vollpipette abgenommen und in der gleichen Weise wie Calcium komplexometrisch titriert. Beim Vorliegen von Calcium und Magnesium nebeneinander wird die UntersuchungslSsung neutralisiert und mit 2 ml 15%iger Natronlauge und 0,2 ml einer 0,4%igen rnethanolischen Calconcarbonsfiurel6sung versetzt. Dann wird mit 0,1 M ADTA-L6sung von Vio- lettrosa nach Reinblau titriert. Nach Zugabe von 1 ml Perhydrol wird die LSsung auf dem Dampfbad bis zur Farblosigkeit erhitzt. Danach wird der Magnesiumhy- droxid-Niederschlag mit Salzsfiure gerade gel6st und nach Zugabe einer Indicator-Puffertablette und 1-2 ml Ammoniakl6sung das Magnesium mit 0,1 M )~DTA- L6sung bis zum Farbumschlag von Rot nach Grfin titriert.

1 ml 0,1 M ADTA ~ 4,008 mg Ca 1 ml 0,1 M )kDTA ~ 2,431 Mg

Falls noch Aluminium vorliegt, kann dies bei der kom- plexometrisehen Titration mit Trifithanolamin maskiert werden. Die komplexometrische Titration yon Calcium und Magnesium nebeneinander l~igt sich nur in Carbo- natpasten gut durchftihren, bei Phosphatpasten ist es zweckm~igig, das Magnesium als Magnesiumammoni- umphosphat zu fiillen. Dazu miissen zunachst Phosphat und Calcium abgetrennt werden. Die saure L6sung wird mit Ammoniak abgestumpft (auf ca. pH 5), so dab ge-

rade noch kein Niederschlag ausf~illt. Dann werden 5 ml einer 10 %igen Eisen(III)-chloridl6sung und 2 g gel6stes Ammoniumacetat zugegeben. Es wird aufgekocht und der Niederschlag wird abfiltriert und mit heiBem Ammo- niumacetat enthaltendem Wasser ausgewaschen. Bei gr6geren Mengen Niederschlag ist es zweckm~igig, eine Umfiillung durchzufiihren. Dazu wird der Niederschlag in 3 N Salzsfiure gel6st, die L6sung wird mit Ammoniak abgestumpft und durch Zugabe von Ammoniumacetat der Niederschlag ausgef~illt. Die vereinigten Filtrate werden salzsauer eingeengt und nach Zugabe von 5 g Ammoniumchlorid und 120 ml 4 %iger Ammoniumoxa- latl6sung auf 80~ erwSxmt. Die Einhaltung dieser Temperatur ist unbedingt notwendig, da sonst zuviel Ma- gnesium mitgef~illt wiirde. In der heigen, noch sauren L6- sung wird das Calcium nun tropfenweise mit verd/inntem Ammoniak unter stfindigem Riihren gef~illt. Nach Stehen fiber Nacht wird das Calciumoxalat durch Rot- oder Blaubandfilter filtriert und mit kaltem ammoniak- und ammoniumoxalat-haltigem Wasser gewaschen (ca. 10 ml verd. NH4OH und 10 ml (NH4)2C204-L6sung pro 1). Um einen Verlust an mitgerissenem Magnesium zu ver- meiden, 16st man den Calciumoxalat-Niederschlag mit heiger Salzs~iure (1 : 1) vom Filter und ffillt ihn anschlie- Bend nach Zugabe von 1 g Ammoniumchlorid, 50 ml Ammoniumoxalat und etwas Ammoniak (bis zur leichten Triibung) mit Ammoniumacetat-L6sung wieder aus. Die vereinigten Filtrate werden in einer Porzellanschale eingedampft und anschlieBend werden auf oftener Flamme die Ammonsalze abgeraucht und das Oxalat zerst6rt. Der Rfickstand wird mit verdiinnter, heiBer Salzs~ure und Wasser aufgenommen und durch Weil3bandfilter filtriert und gut nachgewaschen. Zum Filtrat werden 5 g Ammo- niumchlorid, einige Tropfen Phenolphthalein und 20 ml ca. 10%ige Ammoniumhydrogenphosphat-L6sung gegeben und zum Sieden erhitzt. Dann wird so lange Am- moniak zugegeben, bis der Indicator umschl~igt. Wenn sich unter kr~iftigem Rfihren Kristalle ausscheiden, wird mehr Ammoniak zugegeben, bis die L6sung kraftig rot ist. Nach dem Abk/ihlen der L6sung wird noch 1/5 des Volumens an konz. Ammoniumhydroxid-L6sung zugesetzt und fiber Nacht stehen gelassen. Der Niederschlag wird dann durch einen A2-Porzellanfiltertiegel abgesaugt und mit 2,5 %igem NH4OH chloridfrei gewaschen. An- schliegend wird in der Muffel zu Magnesiumpyrophos- phat geglfiht.

Eine weitere M6glichkeit zur Bestimmung des Ma- gnesiums ohne Abtrennung des Phosphates und des Cal- ciums ist die F~illung als Oxinat. Dazu wird die L6sung mit Ammoniumchlorid und einigen ml konz. Ammoniak versetzt bis zur alkalischen Reaktion. Nach dem Er- w~rmen auf 60-70 ~ wird mit ca. 3 %iger alkoholischer Oxird6sung gefiillt. Man erhitzt zum Sieden, wobei die L6sung durch den Reagenziiberschug eine gelbe Farbe haben mug. Nach dem Absitzen wird durch einen Glasfil-


tertiegel filtriert und mit heiSem, schwach ammoniakali- schem Wasser gewaschen. Der Niederschlag besteht aus Mg(C9H6ON)2 �9 2 H20.

4. Aluminium

a) Der Nachweis erfolgt im anges~iuerten Sodaauszug. Dazu wird die L6sung mit Ammoniumnitrat versetzt, es wird ein Tropfen Alizarin S zugesetzt, ammoniakalisch gemacht, erhitzt, abgektihlt und mit Essigs/iure versetzt. Die roten Flocken miissen im essigsauren Medium bestehen bleiben.

b) Bestimmung. 50 ml des Filtrats der Kieselsfiurebe- stimmung oder der salzsauren L6sung der mit Kaliumhy- drogensulfat aufgeschlossenen Asche werden gegen Me- thylorange neutralisiert und mit 4 m125 %iger Salzsiiure, 12 ml Eisessig und 50ml 30%iger Ammoniumthio- sulfat-L6sung versetzt und zum Sieden erhitzt. Danach werden 20 ml 10%ige Ammoniumhydrogenphosphat- L6sung zugegeben und 15 rain lang gekocht. Der Nie- derschlag wird durch ein Weil3bandfilter filtriert, nachgewaschen und im Porzellantiegel nach dem Ver- aschen bei 1000~ bis zur Gewichtskonstanz gegliiht. Falls Titan in der Probe vorhanden ist, wird es quantitativ mitgeffillt. Man erhfilt dann die Summe aus A1PO4 und Ti2P209. Das Titan wird dann gesondert als Ti(OH)4 ge- ffillt und als TiO2 bestimmt.

5. Titan

a) Nachweis. Der in S~iuren unl6sliche Riickstand der Asche wird mit Kaliumhydrogensulfat aufgeschlossen und in stark schwefelsaurer L6sung mit Wasserstoffper- oxid versetzt. Es entsteht eine Orangefiirbung durch Bil- dung von Disulfatoperoxotitansfiure.

b) Bestimmung. Die Bestimmung wird aus dem in ver- dtinnter S~ittre unl6slichen Riickstand der Asche nach Aufschlul3 mit Kaliumhydrogensulfat durch F/illung als Phosphat durchgef/ihrt. Neben Aluminium kann das Titan als Titansfiure in Gegenwart von 2-3 g Natrium- acetat mit 2 N Essigs/iure hydrolysiert werden. Es wird bis zum Sieden erhitzt, durch ein Weil3bandfilter abfiltriert und mit heil3er 0,1 N Essigs~iure nachgewaschen. Der Niederschlag wird verascht und bei 800~ zu TiO2 ver- gltiht.

C. Nachweis und Bestimmung von Putzk6rpern auf Basis organischer Hochpolymerer

a) Zum Nachweis ftir das Vorliegen solcher Verbin- dungen wird der Riickstand des Wasserauszuges der Zahnpasta bei 10 5 ~ C 2 h getrocknet und mit organischen L6sungsmitteln (z. B. Benzol, Dimethylformamid, Ameisensfiure, Tetrahydrofuran) extrahiert. Das L6- sungsmittel wird abdestilliert und ein aliquoter Teil des

Riickstandes verascht. Zur Identifizierung wird ein Teil des Riickstandes der L6sungsmittelextraktion IR-spektroskopisch untersucht.

b) Die quantitative Bestimmung erfolgt durch Extrak- tion des Rtickstandes vom Wasserauszug der Trocken- substanz der Zahnpasta mit dem am besten geeigneten organischen L6sungsmittel, Abdestillieren des L6sungs- mittels und Auswaage des verbleibenden Riick- standes.

II. Nachweis und Bestimmung yon Feuchthaitemitteln

1. Wasser

a) Der Nachweis des Wassers erfolgt durch Versetzen der Originalsubstanz mit wasserfreiem Kupfer(II)-sulfat. Bei Anwesenheit von Wasser f~irbt sich das Kupfer(II)- sulfat blau.

b) Bestimmung. Der Wassergehalt wird durch azeotrope Destillation mit Toluol bestimmt. Bei Anwesenheit yon Alkoholen miissen diese aus dem Destillat mit Kalium- carbonat ausgesalzen werden.

2. Leicht fliichtige Alkohole und LOsungsmittel

Nachweis und Bestimmung erfolgen durch Destillation aus der Zahnpasta und gas-chromatographische Auf- trennung des Destillats.

Trennsiiule: 2,00rn Edelstahls~iule rnit 4,65 turn Innendurch- messer. Fiillmaterial: Porapak S, 100... 120 mesh. Temperatur : 175~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 35-40 rnl/min. Anzeige: WLD.

Die Bestimmung von )~thanol effolgt durch Destilla- tion aus der Zahnpasta, Abtrennung der Aromaanteile mit Petrolfither, nochmalige Destillation und gas-chromatographische Bestimmung im 2. Destillat in Anleh- nung an die ,,Technischen Bestimmungen" des Bundes- monopolamtes f/it Branntwein, Offenbach, Ausgabe Mai 1958 w 9 und w 11.

Ca. 50 g Zahnpasta werden auf 0,1 g genau in einen 500 ml Destillationskolben mit Schfiff eingewogen, mit 150 ml dest. Wasser versetzt und kurz durchgeschwenkt, damit sich die Zahnpasta etwas im Wasser verteilt. Aus dieser Suspension werden nach Zusatz von etwas Silicon- entschfiumer ca. 80 ml in einen Megkolben abdestilliert. Das tr/ibe Destillat wird nun in einen 500ml-Scheide- trichter/iberf/ihrt und der Mef3kolben dreimal mit je ca. 20 ml dest. Wasser ausgesp/ilt. Die Sp/ilwiisser werden mit dem Destillat vereinigt. Der so verdiinnten Probe werden 2 -3 g Natriumchlorid reinst und einige Tropfen w~igriger Methylorangel6sung zugesetzt. Die Probe wird nun mit 50 ml Petrol~ther durchgeschfittelt. Das Ab- lassen der wfigrigen unteren Phase kann erst geschehen, wenn beide Schichten vollkommen klar sind, was 6-8 h


dauern kann. Die w~il3rige Schicht wird langsam in einen Destillierkolben abgelassen und der Petrol~itherauszug noch zweirnal mit je 5 ml ges~ittigter Kochsalzl6sung gewaschen. Das Waschwasser wird mit der w~il3rigen Phase vereinigt. Vorn Inhalt des Destillierkolbens werden 80 ml in einen geeichten 100 ml-MeBkolben abdestilliert, der Kfihler wird mit einigen rnl dest. Wasser in den Mel3- kolben naehgespfilt und bei 20 ~ im Thermostaten tem- periert und zur Marke aufgeffillt. Von dieser L6sung werden 5 ~tl gas-chromatographisch untersucht.

Wasser und 50 ml Perjodsfiurel6sung angesetzt und ebenso behandelt. Nach Ablauf der 30 rain ffigt man sowohl zum Blindversuch als auch zum Hauptversuch je 20 rnl 15 %ige w~iBrige Kaliumjodidl6sung hinzu, sehfittelt urn, fiigt noch 100 rnl dest. Wasser zu und titriert mit 0,1 N Natriumthiosulfatl6sung gegen St~irke als Indi- cator.

Berechnung:

(A-B) . f . A . 100. 100 E" 1000

= % mehrwertiger Alkohol

3. Mehrwertige Alkohole (mit benachbarten Hydroxylgruppen)

a) Der Nachweis yon mehrwertigen Alkoholen erfolgt dfinnschieht-chromatographisch. Dazu werden 100-150 mg Zahnpasta 3 -4 real mit je 10 ml Methanol extrahiert und die vereinigten Extrakte im 50 ml-Mef3- k61bchen zur Marke aufgeffillt.

Auflragsmenge: Ca. 10 ~tl Untersuchungsl6sung und 2-5 ~tl von 0,1%igen Vergleichsl6sungen. Schicht: Kieselgel G, mit einer 1%igen Natfiumhydrogensulfatl6- sung bespriiht und anschlieBend 1 h bei 105~ getrocknet. Laufmittel: Athylacetat 60Vol-Teile, Eisessig 15Vol-Teile, Methanol 15 Vol-Teile, Wasser 10 Vol-Teile. Steigh6he: 15 cm vom Startpunkt gerechnet.. Spriihmittel: 1. Natriumperjodatl6sung, 0,1%ig in Wasser. 2. Ben- zidinl6sung, bestehend aus: 1,4 g Benzidin, 40 ml )~thanol, 35 ml Wasser, 17 ml Aeeton, 0,75 ml 1 N Salzsiiure. Sichtbarmachung: Trocknen der Platte ca. 30 rain bei 100~ im Trockenschrank. 1. Spfiihen mit Natriumperjodatl6sung, luft- trocknen. 2. Spriihen mit Benzidiul6sung. Alkohole mit benach- batten Hydroxylgruppen sind als helle Flecken auf blauem Grund zu erkennen. Ri-Werte: 1,2-Propylenglykol ca. 0,8, Glycerin ca. 0,7, Sorbit ca. 0,5, Mannit ca. 0,5, Xylit ca. 0,45.

b) Die Bestimmung der mehrwertigen Alkohole mit benachbarten Hydroxylgruppen effolgt nach der Perjod- s/iuremethode von Malaprade.

Ca. 5 g Zahnpasta werden in einem Becherglas mit etwas dest. Wasser versetzt, schwach erw~irmt, bis die Zahnpasta vollst~indig zerfallen ist, und nach dem Ab- kiihlen auf Zimmertemperatur quantitativ in einen 250 ml-Mef3kolben fiberfiihrt. Die Suspension wird dann mit 1 N Essigs~iure oder 1 N Natronlauge gegen Phe- nolphthalein neutralisiert. Danaeh fiigt man 5 rnl 10 %ige Bleiacetatl6sung hinzu, fiillt zur Marke auf, schiittelt kr~iftig urn, t/il3t absitzen (am besten fiber Nacht) und ill- triert dutch ein trockenes geh~irtetes Faltenfilter. Die ersten, meist trfiben, Anteile des Filtrates sind zu ver- werfen. 25 ml des klaren Filtrates werden in einen 250 rnl-Mel3kolben pipettiert und rnit dest. Wasser zur Marke aufgeffillt. Von dieser L6sung werden dann 25 rnl zur Analyse entnommen und in einem 300 ml- Jodzahlkolben mit 25 ml dest. Wasser und 50 ml Perjod- s/iurel6sung versetzt und 30 rnin irn Dunkeln stehen gelassen. GIeichzeitig wird ein Blindversuch mit 50 ml dest.

A = ml 0,1 N Natriumthiosulfatl6sung beim Blindwert B = ml 0,1 N Natrittmthiosulfatl6sung beim Hauptwert f = Faktor der 0,1 N Natriumthiosulfatl6sung A' = )~quivalentgewicht des mehrwertigen Alkohols mit benach-

barten OH-Gruppen 1

fiir Glycerin = - - Mol = 2,3 40 1

ffir Sorbit bzw. Mannit = ~ Mol = 1,8

1 fiir 1,2-Propylenglykol - 20 Mol = 3,8

E = Einwaage in Gramm

Perjodsiiurel6sung: 5,4 g Perjods~iure werden in 100 ml dest. Wasser gel6st und mit Eisessig z.A. auf 2 1 verdfinnt. Die L6sung wird in dunkler Flasche aufbewahrt.

Wenn Gernische mehrerer rnehrwertiger Alkohole oder Alkohole mit nicht benachbarten Hydroxylgruppen vorliegen, ffihrt man die quantitative Bestimmung am besten gas-chromatographisch dutch. Dazu wird der Me- thanolextrakt der Zahnpasta wie ffir den diinnschicht- chromatographisehen Nachweis hergestellt, das Me- thanol abdestilliert und der Rfickstand mit Pyridin aufgenommen. AnschlieBend werden die Alkohole silyliert.

50 -100 mg Substanz werden in eirlem 10 ml Schfit- telgl/ischen rnit 1 ml Pyridin (u. U. mehr) und 0,5 ml Sily- lierungsgemisch versetzt. Das Gl~ischen wird mit einer B6rdelkappe versehlossen und ca. 1 rain kr~iftig durchge- sehfittelt. Nach 30 min wird yon der iiberstehenden meist klaren L6sung ein aliquoter Teil mit einer 10 ~d-Hamil- tonspritze entnommen und gas-ehrornatographisch untersucht. Trfibungen der Analysenl6sung oder ein sich bildender weiBer Niederschlag brauchen nieht abfiltriert zu werden. (Hexametbyldisilazan und Trimethylchlor- silan werden im Verh~iltnis 2 : 1 gemiseht. Eine Trfibung oder ein sieh bildender weiBer Niederschlag bleiben un- beriicksichtigt. Die Mischung sol1 stets frisch angesetzt werden, da sie nur begrenzt haltbar ist.)

Trennsiiule: 2,3 m Glassiiule mit 2 mrn Innendurchmesser; Statio- niire Phase: a) 2,5% Silicongummi SE-52 oder b) 10% Silicongummi UCC W-982; Triigermaterial: a) Chromosorb G-DMCS 60-80 mesh oder b) Chromosorb W-DMCS 60-80 mesh.


Temperaturen: Einspritzsystem 270-280 ~ Sgulenofen 100-300~ temperaturprogrammiert mit 8-10~ Triigergas: Helium. Str6mungsgeschwindigkeit 35-45 ml/min. Anzeige: FID. Registrierung: Integrator 3380 A der Firma Hewlett-Packard.

Die quantitative Auswertung der Peaks erfolgt mit dem Inte- grator fiber den inneren Standard. Die Mengen der zu bestim- menden Komponenten werden in Gewichtsprozenten angegeben. Als innerer Standard mug ein dem jeweiligen Trennproblem ge- m~il3es n-Alkan eingesetzt werden. Bemerkungen: Nach dieser Methode k6nnen auch niedrige Poly- ~ithylenglykole bis MG 600 nachgewiesen werden.

Nachweis und Bestimmung von Poly/ithylenglykolen bzw. ~ithoxylierten Polypropylenglykolen siehe unter nichtionische Tenside (Kap. III).

rungsmitteln ausge~ithert. Die Feuchthaltemittel und die hydrophilen Verbindungen bleiben dabei in der w~iBrigen Phase. Der )lAherextrakt wird zur Trockne abdestilliert, der RiiCkstand mit Wasser aufgenommen und mit Na- tronlauge neutralisiert. Danach wird wiederum zur Trockne eingedampft und vom Rfickstand ein IR-Spek- trum aufgenommen. Anhand ihrer IR-Spektren sind die Tenside eindeutig nach K6nig [18,20] zu identifi- zieren.

c) Quantitative Bestimmung der anionischen Tenside

~) Sulfierte Tenside. Die sulfierten Tenside werden durch Zweiphasen-Titration mit Mischindicator mit kationaktiver Tensidl6sung in saurem Medium bestimmt [27].

IlL Nachweis und Bestimmung von Netzmitteln

a) Nachweis 1. Allgemein. Durch Schtitteln der Originalsubstanz mit Wasser; durch Versetzen mit einer sehr verdfinnten L6- sung von Methylenblau und Brenzcatechinsulfophthalein und Uberschichten mit Petrol~ither nach Bfirger [5].

2. Sulfierte Tenside. Durch Zweiphasen-Titration mit Mischindicator in saurem Medium.

3. Seifen. Durch Zweiphasen-Titration mit Mischindi- cator in alkalischem Medium.

b) Identifizierung der anionischen Tenside

Zur Identifizierung der Tenside wird der Trocknungs- riickstand der Zahnpasta mit 95 %igem Athanol extrahiert.

1. Diinnschicht-chromatographische Identifizierung nach Bey [3]. Der )~thanolextrakt wird auf eine Kieselgel G- Platte aufgetragen und mit einem Gemisch aus Pro- panol /Chloroform/Methanol und 10 N Ammoniak im Verhfiltnis 10: 1 0 : 5 : 2 entwickelt. Nachdem die Platte luftgetrocknet ist, wird sie mit 0,05 %iger iithanolischer Pinakryptolgelbl6sung bespriiht und bei 254 nm unter dem UV-Licht betrachtet. Die Tenside sind dabei von den Feuchthaltemitteln abgetrennt und gut sichtbar. Die Seifen erscheinen mit niedrigeren Rf-Werten als die sulfierten Tenside. Die Unterscheidung zwischen carboxyl- sauren Seifen und aminocarboxylsauren Seifen mul3 fiber den Stickstoff-Nachweis erfolgen. Das Vorliegen von Sulforicinoleat kann an 4 Flecken erkannt werden. Soll eine genauere Identifizierung, z.B. der sulfierten Ten- side, durchgefiihrt werden, so miissen die aufgetrennten Flecke ausgeschabt, die Substanzen mit Alkohol eluiert und die 1R-Spektren davon aufgenommen werden.

2. IR-spektroskopische Identifizierung. Der )t, thanolextrakt wird zur Trockne abgedampft und mit Wasser aufgenommen. Nach dem Ans/iuern mit 1 N Salzs~ure werden die Tensids~iuren zusammen mit den Konservie-

Reagentien Indicatorsmmmli~sung. 0,5 __+ 0,005 g Dimidium Bromide (Bur- roughs Wellcome Co. Ltd., 183 Easton Road, London NW1) werden in ein 50 ml Becherglas eingewogen.

0,25 _+ 0,005 g Disulphine Blue VN 150 (Imperial Industries, Blackley, Manchester 9) werden in ein zweites Becherglas eingewogen. Man gibt in jedes Becherglas ca. 20-30 ml heil3e 10%ige (Vol-%))~thanol-Wasser-L6sung hinzu und rfihrt, bis sich die Indicatoren gel6st haben. Dann gieBt man die beiden L6sungen quantitativ zusammen und fiillt mit der wfigrigen ~thanoll6sung bei 20~ auf 11 auf. Die Stamml6sung wird in einer dunklen Flasche aufbewahrt und ist etwa 8 Wochen haltbar. Saure Indicatorl6sung: In einen 500 ml-MeBkolben werden 200 ml dest. Wasser und 20 ml Mischindicatorl6sung gegeben. Dann fiigt man 20 ml 2,5 M H2SO 4 hinzu und fiillt mit dest. Wasser bis zur Marke auf. Nicht direkt im Sonnenlicht lagern! 2,5 M H2S04: 0,004 M Zephiroll6sung oder Cetavlonl6sung, deren Faktor mit einer 0,004 M standardisierten Natriumlaurylsul- fatl6sung bestimmt wird (die Titration wird wie unten angegeben durchgeffihrt).

Etwa 5 g Zahnpasta werden in einem 250 ml-Be- cherglas genau eingewogen. Die Probe wird in etwa 200 ml dest. Wasser aufgeschl/immt und mit 0,1 N NaOH oder 0,1 N HzSO4 neutralisiert. Dann iiberffihrt man die L6sung in einen 250 ml-Megkolben und ffillt bis zur Marke auf. Davon werden 25 ml mit der Vollpipette in einen 300 ml-Erlenmeyerkolben mit Schliffstopfen ab- pipettiert und mit 10 ml dest. Wasser, 15 ml Chloroform und 10 ml saurer Indicatorl6sung versetzt. Man titriert mit 0,004 M L6sung von Zephirol unter kr/iftigem Schiitteln. Die Chloroformschicht ist zunfichst rosa ge- f~irbt. Gegen Ende der Titration trennt sich die gebildete Emulsion leichter, und man gibt die Zephiroll6sung nur noch tropfenweise zu, bis die untere rosa gef~irbte Chlo- roformphase nach grau-blau umschlfigt. Ein lJberschul3 an Titrierfliissigkeit f~irbt die Chloroformschicht blau.

Berechnung: a ' f 4 . M. 100 . 10

= % sulfiertes Tensid 1000. 1000 E

a = Verbrauch an ml 0,004 m Zephiroll6sung. f = Faktor der Zephiroll6sung. E = Einwaage in Gramm. M = Molekulargewicht.


Molekulargewichteffir Natriumlaurylsulfat = 290; ftir Natriumlau- rylsulfoacetat = 330; fiir NatriumkokosfettsSuremonoglyceridsul- fonat = 379; ftir Natriumsalz des sulfatierten Rieinus61s = 1238.

fi) Carboxylgruppen enthaltende Tenside (Seifen). Die Seifen werden dutch Zweiphasen-Titration mit Mischin- dicator mit kationaktiver Tensidl6sung in alkalisehem Medium bestimmt [28].

Reagentien

Chloroform-Isopropanol-Mischung (2:1): 2 Vol-Teile Chloroform p.a. werden mit 1 Vol-Teil Isopropanol gemischt. Alkalische Salzl6sung. 50 g Natriumchlorid z.A., 20 g Dinatrium- phosphatz.A. (Na2HPO4 �9 12 HzO)und20 g Trinatriumphosphat z.A. (Na3PO4 �9 12 H20) werden in dest. Wasser gel6st und im 1000 ml-Mefkolben zur Marke aufgefiillt. Neutrale verdi~nnte Mischindicatorl6sung: 4 ml Misehindicatorl6- sung (siehe sulfierte Tenside!) werden ira 100 ral-MeBkolben mit dest. Wasser zur Marke aufgefiillt. (In dunkler Flasehe aufbe- wahren !)

Ein aliquoter Teil der Zahnpasta-Aufschl~immung (s. Abschn. 1 , sulfierte Tenside!) wird mit 30 ml Chloro- form-Isopropanol-Misehung, 20 ml alkalischer Salzl6- sung und 1,5 ml neutraler verdfinnter Mischindicatorl6- sung versetzt und bis zum Farbumschlag nach graublau mit 0,004 M Zephiroll6sung titriert. Bei Anwesenheit von Natriumsulforicinoleat wird in alkalischem Medium die ll/2fache Menge an kationaktiver Titransl6sung wie in saurem Medium verbraucht und dadurch eVtl. ein zu- s~itzlicher Gehalt an Seife vorget~iuscht. Fiir die quantitative Aussage genfigt es, den im Sauren ermittelten Ver- brauch mit dem Molekulargewicht 1238 zu multipli- zieren, um den korrekten Gehalt zu errechnen. Liegen neben den Seifen naeh der qualitativen Analyse noeh sulfierte Tenside in der Zahnpasta vor, dann entspricht die Differenz des Titransverbrauches zwischen der Titration in alkalischem und saurem Medium der Seife, da sich die sulfierten Tenside ebenfalls quantitativ im alkalischen Medium titrieren lassen. Dabei sind jedoch die Faktoren der Zephiroll/Ssung ftir die sulfierten Tenside im sauren und im alkalischen Medium zu berficksichtigen.

d) Identifizierung und Bestimmung nichtionischer Tenside und Polyglykole

Dazu wird der Methanolextrakt des Trocknungsriick- stands der Zahnpasta mit Hilfe von Ionenaustauschern aufgetrennt.

Reagentien

Methanol; 2 N Salzs~iure; 2 N Natronlauge; Kationenaustauscher- harz DOWEX 50 W X 4, 50-100 mesh, z.A.; Anionenaustau- scherharz DOWEX 1 X 2, 50-100 mesh, z.A. Vorbereitung der Austauschersiiulen: Die Harze werden 48 h lang in Wasser eingeweieht. Danaeh werden sie jeweils luftblasenfrei in Glass~iulen, die mit je 2 Norrasehliffen und einem Sehliffhahn ver- sehen sind, eingefiillt. In jeder S~ule sollte ein Fliissigkeitsspiegel von ca. 1 cm fiber der Harzmasse stehen. Das Kationenaustauscher- harz wird je zweimal mit 100 ml 2 N Salzs~ure behandelt, danach

jeweils mit dest. Wasser neutral gewaschen und zum SchluB mit 100 ml Methanol beschickt. Das Anionenaustauscherharz wird zunfichst mit 100 ml 2 N Natronlauge, dann mit 2 N Salzs~iure und zum SchluI3 nochmals mit 2 N Natronlauge behandelt. Dazwisehen wird j eweils mit dest. Wasser neutral gewasehen und dann ebenfalls auf Methanol umgestellt. Die Kationenaustauschers~iule wird auf die AnionenaustauschersSule gesteckt und mit einem Tropftrichter verbunden.

5-10 g Zahnpasta werden in ein 100 ml-Becherglas eingewogen und in 50 ml Methanol aufgeschl~immt. Die Aufschl~immung wird fiber ein Faltenfilter auf die S~iu- lenkombination gegeben. Das Effluat wird in einem ge- wogenen 500 ml-Rundkolben aufgefangen, auf den ein Trichterchen mit einem Faltenfilter aufgesetzt wird. Es wird eine Durchlaufgeschwindigkeit von ca. 5 ml/min eingestellt. Danach wird mit 300 ml Methanol nachgewaschen, und anschliel3end wird das Methanol bei 30 -40 ~ am Rotat ionsvakuumverdampfer abdestilliert. Wenn das L6sungsmittel abdestilliert ist, wird der Kolben weitere 15 rain am Verdampfer gelassen. Anschliel3end wird der Kolbeninhalt, nachdem er nicht mehr nach Me- thanol riecht, 15 rain lang fiber Blaugel im Vakuum-Ex- siccator getrocknet. Danach wird er gewogen. Das Trocknen und W~igen wird so lange fortgesetzt, bis Ge- wichtskonstanz auf + 3 mg erreicht ist.

Die Identifizierung der nichtionischen Tenside erfolgt IR-spektroskopisch oder bei Gemischen dfinnschicht-chrornatographisch nach K6nig [16]. Zur d/innschicht-chromatographischen Auftrennung werden 1 0 0 m g des Riickstandes im 10ml-Mel3k61bchen in )kthanol gel6st.

Auftragsmenge: 3-5 ~tl der Analysenl6sung und 3-5 ~tl einer l%igen Vergleichsl6sung in Athanol. Schicht Kieselgel GF254, mit Oxals~iure impriigniert (zur Herstel- lung der Streichmasse wird 0,1 N Oxals~iure anstelle von Wasser verwendet. Laufmittel: Chloroform 90 Vol-Teile; Methanol 10 Vol-Teile. SteighOhe: 16 cm vom Startpunkt gerechnet. Spri~hmittel: 2 Vol-Teile raodifiziertes Dragendofff-Reagens (1,7 g basisches Wismutnitrat werden in 20 ml Eisessig gelSst; nach Zusatz yon 80 ml Wasser, einer L6sung yon 40,0 g Kaliumjodid in 100 ml Wasser und yon 200 ml Eisessig wird mit Wasser auf 1000 ml aufge- f/illt) und 1 Vol-Teil einer 20%igen Bariumchloridl6sung. Sichtbarmachung: Spr/ihen mit obigem Reagens. Die Flecke nehmen gelbe bis orange F~rbungen an.

Zur Abtrennung von Polyglykolen werden die nichtionischen Anteile in 20 ml Wasser gel6st und mit weiteren 10 ml Wasser in einen 100 ml-Scheidetrichter gegeben. 1 g Natriumhydrogencarbonat wird zugesetzt und unter Schfitteln in L6sung gebracht. Zweimal wird mit je 20 ml Butanol ausgeschfittelt.

Die Butanolphasen werden vereinigt und dreimal mit je 20 ml einer 5 %igen w~il3rigen L6sung von Natriumhy- drogencarbonat ausgesch/ittelt. Die w~il3rigen Phasen werden in ein 150 ml-Becherglas gegeben und nach Zu- gabe von einem Tropfen Methylorange auf Umschlag nach rot mit Salzs~iure neutralisiert. Die neutralisierte L6sung wird unter einem Luft- oder Stickstoffstrom zur


Trockne gedampft, der Salzrfickstand wird mit einem Spatel zerkleinert und dreimal mit je 30 ml Methylen- chlorid bei Siedehitze extrahiert und das Methylen- chlorid durch ein Schwarzbandfilter filtriert. Das Filtrat wird in einem tarierten 100 ml-Rundkolben bei 50~ am Rotationsverdampfer unter Vakuum eingedampft und bei 105 ~ bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und ausgewogen.

Die Identifizierung erfolgt diinnschicht-chromatographisch nach Thoma et al. [38].

Auftragsmenge: 1-2 91 einer 0,5%igen L6sung. Schicht: Kieselgel G. Laufmittel: Chloroform 3 Vol-Teile; Methanol 25 Vol-Teile; Wasser 12 Vol-Teile. SteighOhe: 15 cm vom Startpunkt gerechnet. Spri~hmittel: Modifiziertes Dragendorff-Reagens (siehe nichtionische Tenside) Sichtbarmachung: Spr/ihen mit obigem Reagens. Polyglykole erscheinen als orange-rote Flecken auf gelbem Grund.

IV. Nachweis und Bestimmung von Bindemitteln

a) Der qualitative Nachweis der Bindemittel wird im Wasserauszug der Zahnpasten durchgefiihrt. Allgemeine Nachweise ffir Kohlehydrate sind die Molisch-Reaktion, die mit a-Naphthol und Schwefelsfiure eine Rotf~irbung gibt, oder die Anthron-Reaktion, bei der das Vorliegen von Kohlenhydraten durch eine dunkel-blaugr/ine Ffir- bung mit Anthron und Schwefels~iure angezeigt wird. Die am hfiufigsten in Zahnpasten eingesetzten Schleimstoffe k6nnen durch folgende Nachweis-Reaktionen charakte- risiert werden:

1. Alginate: dutch Kochen mit Salzsfiure und einige Stunden Stehenlassen. Es bildet sich ein weiBer Nieder- schlag, dessen mikroskopisches Bild lange Zellen mit Querwfinden erkennen lfigt.

2. Carboxymethylcellulosen: ebenfalls dutch Kochen mit Salzs~iure und Betrachten der ausgeffillten Cellulose unter dem Mikroskop. Die Zellen haben keine Quer- w~inde. Bei Zahnpasten, die kein Phosphat oder wasser- unl6sliches Phosphat enthalten, kann der Nachweis dutch Ffillung mit Uranylnitrat erfolgen. Aul3erdem lassen sich L6sungen von Carboxymethylcellulosen mit kationischen Tensidl6sungen unter Bildung weil3er Flecken ausffillen.

3. Methylcellulose, Methylhydroxyfithylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose und Hydroxyfithylcelh~- lose geben mit hoher Empfindlichkeit mit Tanninl6stm~ weiBe, flockige Niederschlfige.

4. Carraghenate: beim Erhitzen mit Methylenblaul6- sung entsteht eine purpurrote Ffirbung.

5. Traganth: beim Erwiirmen mit Natronlauge tritt eine Gelbfiirbung auf.

Weitere Informationen fiber die Struktur der eingesetzten Cellulosen k6nnen nach weitgehender Isolierung der Schleimstoffe durch die IR-Spektren erhalten

werden: carboxylierte Cellulosen sind an der Carbo- xylat-Gruppe bei 6,3 ~tm (1587 cm -~) und ca. 7,0 ~tm (1428cm -1) zu erkennen. )~thoxylierte Cellulosen zeigen bei 9,0 ~m (1111 cm- 2) die ~therstruktur an, und die Acetal- und Hydroxyl-Gruppen sind an intensiven Absorptionsbanden bei 9,5 ~m (1053 cm -1) zu erkennen.

Liegen statt der Celluloseverbindungen Polyacryl- s~iure- oder Polyvinylpyrrolidon-Derivate vor, so k6nnen sie meist dutch das IR-Spektrum im Wasserauszug identifiziert werden. Diese Verbindungen zeigen im Gegen- satz zu den Cellulose-Derivaten intensive und scharf ausgeprfigte Banden, die auch neben den Feuchthaltemitteln im Wasserauszug noch gut zu erkennen sind. Das Polyvi- nylpyrrolidon hat eine typische sehr intensive C = O - Streckschwingung bei 6,0 ~tm (1666 cm-1). Carboxy- Vinyl-Polymerisate, wie z. B. die Acryls~iure-Acrylester- Copolymere, k6nnen an den intensiven unstrukturier- ten Esterbanden bei 5,8-5,9 ~tm (1724-1695cm -I) erkannt werden. Polymethylmethacrylat, das auch als Verdickungsmittel in Zahnpasten eingesetzt wird, l~il3t sich durch Extraktion der Trockensubstanz mit Essig- s~iure~ithylester abtrennen und IR-spektroskopisch nach- weisen. Es hat ausgeprfigte Esterbanden bei 5,8 ~m (1724 cm-1), 8,4 ~tm (1190 cm -~) und 8,7 ~m (1149 cm-1).

b) Die Bestimmung von Natriumcarboxymethylcellu- lose kann in Zahnpasten, die keine oder nur wasserunl6s- lithe Phosphate enthalten, mit Uranylnitrat erfolgen. Dazu werden 20 g Zahnpasta im Soxhletapparat mit

200 ml Wasser 7 h extrahiert. Sollte das Produkt stark schfiumen, so kann die Schaumbildung durch Zugabe von etwas )~thanol reduziert werden. Der Extrakt wird in einen 250 ml-Mel3kolben fibergesp/ilt, mit verd. Salpe- ters~iure auf pH 6 anges~iuert und mit Wasser aufgeffillt. 100 ml werden auf 70-80~ erw~irmt. Mit einer For- tuna-Pipette lfiBt man 25 ml Uranylnitratl6sung (40 g/l) unterhalb der Oberfl~iche in die turbinierte L6sung ein- flieBen. Nach 10 rain wird die Heizquelle abgestellt. Nach wenigen Minuten weiteren Rfihrens l~iBt man den Niederschlag der entstandenen Uranyl-Carboxymethyl- cellulose (UCMC) ca. 1 h absitzen, dekantiert und w~ischt dreimal mit je 200 ml dest. Wasser unter kurzem R~ihren aus. Nach jedem Waschen wird dekantiert. Ab- schlieBend wird mit 200 ml Alkohol gewaschen, durch einen Glasfiltertiegel (1 G 3) abgesaugt, der Nieder- schlag mit Alkohol grfindlich nachgewaschen und 2 h bei 130~ getrocknet.

Berechnung:

968-A. 2,5. 100 1146. E

= % Na-Carboxymethylcellulose

A = Auswaage an UCMC E = Einwaage an Zahnpasta


Die Bestimmung der alkylierten und hydroxyalky- lierten Cellulosen bereitet mit konventionellen Me- thoden erhebliche Schwierigkeiten.

Die Isolierung der Verdickungsmittel aus Zahnpa- sten wurde von Zeeman et al. [41] beschrieben. Die Me- thode nutzt die Unl6slichkeit der Polysaccharide in )~thanol, um sie in Zahnpasten vom Putzk6rper, von Tensiden, Aromen und Feuchthaltemitteln zu isolieren. Mindestens 50 g Zahnpasta werden auf einer Petrischale bei 80 ~ C im Trockenschrank fiber Nacht getrocknet. Die trockene Masse wird im M6rser verrieben, in ein Becher- glas fibergefiihrt, mit 10 ml Salzs~iure (20%ig) versetzt und kurze Zeit auf dem Dampfbad erhitzt. Der Putz- k6rper wird dabei zum Teil gel6st. AnschlieBend werden 500 ml )~thanol zugegeben, und unter mehrmaligem Umrfihren wird die Aufschl/immung mindestens 2 h stehen gelassen. Danach wird fiber eine Porzellannutsche abgesaugt und anschlieBend gut mit )kthanol nachgewaschen. Das Filtrat wird getrocknet. Der gut trocken ge- saugte Riickstand wird in Wasser aufgeschl~immt und 1-2 h bei 90~ erhitzt. Die Suspension wird anschlie- Bend zentrifugiert. Die klare iiberstehende L6sung wird abfiltriert und das Wasser abdestilliert. Der Rtickstand, der die Schleimstoffe enth~ilt, wird im Trockenschrank bei 110~ getrocknet.

Die Spaltung der Polysaccharide durch Methano- lyse und die gas-chromatographische Auftrennung der Spaltprodukte effolgt nach der Methode von Schmolck u. Mergenthaler [34]. Die Methanolyse wird im Bombenr6hrchen aus Glas durchgefiihrt. Ca. 50-100 mg des isolierten Verdickungsmittels werden eingewogen und mit 3-5 ml methanolischer Salzs~iure versetzt. Die R6hrchen werden auf - 20~ bis - 30~ gekiihlt und anschlieBend mit der Gebl~iselampe zuge- schmolzen. Zur Reaktion werden sie 24 h bei 80~ im Trockenschrank erhitzt. Danach werden die Bomben- r6hrchen wieder gekfihlt und mit dem Glasschneider an der Spitze aufgeschnitten. Die L6sung wird fiber eine S~iule mit vorbehandeltem Anionenaustauscher 1 X 2 in der Hydroxylform in wasserfreiem Methanol gegeben, um die Chlorionen abzutrennen, und mit Methanol in ein 20 ml-MeBk61bchen nachgespfilt. Diese 20 ml methanolischer L6sung sollen nicht mehr sauer reagieren. Sie werden in einer Porzellanschale zur Trockne eingedampft und im Vakuumexsiccator 1-2 h nachgetrocknet. Die auf diese Weise freigesetzten Methylglykoside werden silyliert. Als Silylierungsreagens verwendet man 0,5 ml Hexamethyldisilazan/Trimethylchlorsilan (2 : 1) in 0,5ml Pyridin z.A., getrocknet fiber Kaliumhy- droxid-P1/itzchen. Der gut trockene Rfickstand aus der Porzellanschale wird unter leichtem Erw/irmen mit dem Silylierungsreagens versetzt und in ein gu t zu verschlie- 13endes ReagensgefiiB iiberfiihrt. Ein sich evtl. bildender weiBer Niederschlag von Ammoniumchlorid braucht nicht abfiltriert zu werden. Von der klaren fiber-

stehenden L6sung wird die Probe zur gas-chromatographischen Bestimmung entnommen.

Trennsiiule: 2,3 m Glass~iule mit 2 mm Innendurchmesser; Statio- ndre Phase: 10% Silicongummi UCC-W-982; Trdgermaterial: Chromosorb W-DMCS. Temperatur: S/iulenofen 160~ (isotherm). Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 35 ml/min. Anzeige: FID.

Die Bestimmung yon Polyvinylpyrrolidon kann nur nach Abzug der fibrigen Stickstoff enthaltenden Verbin- dungen aus der Differenz zum Gesamtstickstoff aus- geffihrt werden. Carboxy-Vinyl-Polymerisate k6nnen im eingedampften Wasserextrakt dutch die Esterzahl bestimmt werden. Das Polymethacrylat kann entweder durch die Auswaage des Essigs~iure~ithylester- oder Benzol-Extraktes oder aus der Esterzahl des eingedampften Extraktes bestimmt werden.

V. Nachweis und Bestimmung der Aromen

Die Aromen werden durch Wasserdampfdestillation von den iibrigen Stoffen abgetrennt und gas-chromatographisch aufgetrennt. Aus 100 g Zahnpasta wird das Aroma mittels Wasserdampfdestillation abgetrennt (evtl. ist die Zugabe von Salzs~iure oder eines Anti- schaummittels erforderlich). Das im Destillat abgeschie- dene ~itherische O1 wird in _Ather aufgenommen und im Scheidetrichter vonder w~iBrigen Phase abgetrennt. Die )~therphase wird fiber wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, anschlief3end in ein 50 ml-MeBk61bchen filtriert und mit )~ther zur Marke aufgeffillt. Im AnschluB daran erfolgt eine gas-chromatographische Auftrennung in die Einzelbestandteile.

Trennsiiule: 2,0 m Glassiiule mit 3 mm Innendurchmesser; Statio- niire Phase: 10% FFAP, Triigermaterial: Chromosorb W-AW- DMCS, 60-80 mesh. Temperaturen: Einspritzsystem (on-column) 240~ S~iulenofen 90-210~ temperaturprogrammiert mit 6~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 32 ml/min. Anzeige: FID. Substanzaufgabe: 2 ~tl.

Die quantitative Bestimmung erfolgt mit Vergleichs- 16sungen des eingesetzten Aromas in entsprechender Konzentration. Die Auswertung der Chromatogramme erfolgt fiber die Hauptpeaks der Aromakomponenten.

VI. Nachweis und Bestimmung der SiiBstoffe

Der Nachweis und die Bestimmung von ktinstlichen SfiB- stoffen wird im Wasserauszug der Zahnpasta nach Me- thylierung des zur Troekne eingedampften Extrakts mit Diazomethan gas-cbromatographisch nach K6nig [17] durchgeffihrt.

20 g Zahnpasta werden in dest. Wasser suspendiert und ansehlieBend 30-60 min mit dem Elektrorfihrer ge-


rfihrt, bis die Paste vollstfindig zerfallen ist. Die Suspen- sion wird dann quantitativ in einen Zentrifugenbecher iiberffihrt und zentrifugiert. Die klare L6sung wird abgegossen, der verbliebene Riickstand noch zweimal mit dest. Wasser aufgeschlfimmt und wiederum zentrifugiert. Die vereinigten Wasserauszfige werden bis zur Trockne eingedampft. Der Riickstand wird mit etwa 10 ml Me- thanol aufgenommen und quantitativ in ein 50 ml-Mef3- k61bchen fibergefiihrt. Man gibt 4 Tropfen konz. Salz- s~iure hinzu, schfittelt durch, und l~il3t die Substanz 5 rain stehen. AnschlieBend setzt man ~itherische Diazome- thanl6sung zu, bis keine Stickstoffentwicklung mehr erfolgt bzw. bis eine schwache Gelbfiirbung bestehen bleibt.

Zur Herstellung der ~itherischen Diazomethanl6sung werden 2,15 g (0,01 Mol) p-Tolylsulfonylmethylnitros- amid in 30 ml Ather gel6st. Man ktihlt den Kolben in Eis (die Temperatur daft + 5~ nicht fiberschreiten!) und gibt eine L6sung von 0,4 g Kaliumhydroxid in 10 ml 20%igem Alkohol hinzu. Wenn sich ein Niederschlag bildet, 16st man diesen mit etwas Alkohol auf. Nach 5 rain wird die fitherische Diazomethanl6sung durch Erhitzen auf einem Wasserbad abdestilliert.

Man fiillt nun mit Methanol bis zur Marke auf. Der sich bildende weil3e kristalline Niederschlag, der aus Na- triumchlorid besteht, bleibt unber[icksichtigt. Man wartet, bis sich der Niederschlag abgesetzt hat, und spritzt nun 1,5 ~1 yon der iiberstehenden L6sung in den Gas-Chromatographen. Die Identifizierung erfolgt anhand der Retentionszeiten dutch Einspritzen von Ver- gleichsmustern. Die quantitative Bestimmung erfolgt mit Eichl6sungen, die der erwarteten Konzentration ent- sprechen sollten. Damit lassen sich am besten die Kor- rekturfaktoren ermitteln, die yon dem Detektorsystem und den sonstigen Versuchsbedingungen abhfingen, und die zur genauen quantitativen Bestimmung berficksich- tigt werden miissen.

Trennsa'ule: 2 m Edelstahls~iule mit 3 mm Innendurchmesser; Sta- tioniire Phase: 2,5% Silicongummi SE-52; Triigermaterial: Mit Dimethylchlorsilan vorbehandeltes Chromosorb G (DMCS, 60-80 mesh). Temperatur am Einspritzblock: 250-270 ~ Siiulentemperatur: 150~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 30 ml/min. Detektor: FID.

VII. Nachweis und Bestimmung von Konservierungsmitteln

A. Nachweis und Bestimmung von organischen S~iuren und ihren Derivaten

a) Der Nachwe& erfolgt d(innschicht-chromatographisch nach Gossel6 [9] und kann gleichzeitig zur halbquantitativen dfinnschicht-chromatographischen Bestimmung

dienen. 100 g Zahnpasta werden in dest. Wasser suspendiert und ca. 30-60 min mit dem Elektror/ihrer geriihrt, bis die Masse vollst~indig zerfallen ist. Die Suspension wird quantitativ in Zentrifugenbecher iiberffihrt und zentrifugiert. Die klare L6sung wird abgegossen, der verbliebene Rfickstand noch zweimal mit dest. Wasser aufgeschlfimmt und wiederum zentrifugiert. Die 3 vereinigten Wasserausziige werden auf ein Volumen yon ca. 250-300 ml gebracht. Nach dem Abkiihlen wird die L6sung mit Salzsfiure anges/iuert (Kongosauer) und im Scheidetrichter mit Difithylfither ersch6pfend ausgeschiittelt. Die fitherische Phase wird mit dest. Wasser neutral gewaschen und anschliel3end fiber wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Danach wird in einen mit Sie- desteinen tarierten Kolben filtriert, der )~ther auf dem Wasserbad abdestilliert und der Riickstand bei 70-80 ~ im Trockenschrank getrocknet. Nun 16st man den Riick- stand in Methanol, tiberffihrt quantitativ in ein 50 ml- Mel3k61bchen und ffillt bei 20 ~ mit Methanol zur Marke auf. Diese L6sung dient als Untersuchungsl6sung fiir den dfinnschicht-chromatographischen Nachweis und die halbquantitative dfinnschicht-chromatographische Be- stimmung.

Es werden 5 ~tl der Untersuchungsl6sung und 2, 4 und 6 ~tl von 0,25 %igen Vergleichsl6sungen yon Konservierungsmitteln auf eine Dfinnschicht-Fertigplatte mit Mischschicht aus Kieselgel und Cel- lulose aufgetragen. Schicht: DC-Fertigplatte (von Macherey & Nagel) mit Misch- schicht SIL/CEL 25 UV 254, Schicht nicht aktiviert. Laufmittel: Petrolfither Kp. 40-60~ 50 Vol-Teile, Tetrachlor- kohlenstoff 40 Vol-Teile, Chloroform 20 Vol-Teile, Ameisens~iure 8 Vol-Teile, Eisessig 2 Vol-Teile. Die 5 Komponenten werden in einem Scheidetrichter durchgeschfittelt, und nur die obere Phase wird als Laufmittel verwendet. Steighfhe: 16 cm. 30-45 min (bei Kammers~ittigung). Nach dem Entwickeln 30 min an der Luft trocknen lassen und nochmals entwickeln. Sichtbarmachung: Betrachten im kurzwelligen UV-Licht (bei 254 nm). Rf-Werte: Benzoesfiure 0,70; Sorbinsiiure 0,60; Salicyls~iure 0,55; Dehydracets~iure 0,50; Propylester der p-Hydroxybenzoesfiure 0,23; ~thylester der p-Hydroxybenzoes~iure 0,20; Methylester der p-Hydroxybenzoesfiure 0,15.

Die halbquantitative Bestimmung erfolgt durch Ver- gleich der Fleckengr613en der Untersuchungsl6sung und der Vergleichsl6sungen.

b) Die Bestimmung dieser Konservierungsmittel kann gas-chromatographisch bei Vorliegen von Estern direkt durchgeffihrt werden. Wenn Sfiuren als Konservierungs- mittel eingesetzt werden, miissen diese zuvor mit ~itheri- scher Diazomethanl6sung (siehe Kap. VI. Sfil3stoffe) in ihre Methylester umgesetzt werden.

Trennsiiule: 2 m Edelstahls~iule mit 3 mm Innendurchmesser; Sta- tion~re Phase: 10% Silicongummi UCC-W-982; Triigermaterial: Chromosorb W-DMCS, 60-80 mesh.


Temperaturen: Einspritzsystem 270-280 o C, S/~ulenofen 185 ~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 40 ml/min. Anzeige : FID.

B. Nachweis und Bestimmung von Formaldehyd

a) Zur Priifung auf Formaldehyd setzt man nach Nash [23] Acetylaceton in Gegenwart von Ammoniumacetat in Eisessig zu, wobei das gelbe 3,5-Diacetyl-l,4-dihy- drolutidin gebildet wird [2].

b) Zur quantitativen Bestimmung des Formaldehyds l~il3t sich diese Reaktion auch einsetzen, wenn man das Lutidin-Derivat mit n-Butanol extrahiert und die Ex- tinktion des Butanolextraktes bei 410 nm mil3t. Aller- dings st6ren dabei Farbstoffe, die zum Teil auch in Buta- nol 16slich sind. Man setzt deshalb besser Formaldehyd mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin um und bestimmt das gebildete Hydrazon gas-ehromatographisch [10,21]. Dazu werden ca. 10 g Substanz in einen Kolben eingewogen. Nach Zugabe von 90 ml dest. Wasser und einigen Tropfen Siliconentsch/iumer wird mit 1 ml 85%iger Phosphor- sfiure (D 1,71) angesfiuert. Es wird nun in mfiBigem Dampfstrom destilliert, bis 100 ml Destillat iiberge- gangen sind. Das Destillat wird mit ]0 m185 %iger Phos- phors~iure (D 1,71) und 50 ml einer filtrierten 2,4-Dini- trophenylhydrazinl6sung (bestehend aus 20 ml 85 %iger Phosphors~iure, 80 ml Wasser und 2,4-Dinitrophenylhy- drazin bis zur SMtigung) versetzt und 1 h bei 60~ im Trockenschrank unter 6fterem Umsehiitteln erw~irmt. Nach dem Abkfihlen auf Zimmertemperatur wird die L6sung zweimal mit je 25 ml Chloroform ausgeschiittelt. Die vereinigten Chloroformausziige werden zur Trockne eingedampft. Der Riiekstand wird bei 80 ~ im Trocken- schrank ca. 1 h getrocknet und dann in 2 ml Chloroform gel6st. Von dieser L6sung werden 2 ~tl gas-chromatographisch untersucht. Zum Vergleich werden Eichl6sungen mit entsprechendem Formaldehydgehalt untersucht.

Trennsiiule: 2 m Edelstahls~iule mit 3 mm Innendurch- messer; Stationiire Phase: 2,5 % Silicongummi SE-52 oder 10 % Sili- cougummi UCC-W-982; Tr~igermaterial: Chromosorb G-DMCS, 60-80 mesh oder Chromosorb W-AW-DMCS, 60-80 mesh. Temperaturen:Einspritzsystem ca. 280-290 ~ S~iulenofen 200~ Anzeige: FID.

VIII. Nachweis und Bestimmung der Farbstoffe

Der Nachweis der Farbstoffe kann visuell erfolgen. Die Identifizierung kann im Wasserauszug der Zahnpasta dfinnschicht-chromatographisch naeh Cotsis und Garey [6] auf Kieselgel G-Platten durchgeffihrt werden. Als Laufmittel dient Benzol/n-Propanol/Ammoniak (konz.) im Verhfiltnis 60 : 30 : 10. Man kann auch auf Kieselgel H-Platten mit Methanol als Laufmittel chromatogra-

phieren oder auf Cellulose 300 G mit einem Gemisch von n-Propanol/Athylacetat/Wasser im Verh~iltnis 60: 10:30. Die halbquantitative Bestirnmung erfolgt durch Vergleich der Fleckengr613en der Untersuchungs- substanz mit Vergleichsl6sungen der Farbstoffe.

IX. Nachweis und Bestimmung von Wirkstoffen

A. Nachweis und Bestimmung von kariesprophylaktischen Wirkstoffen

Zu den wichtigsten Wirkstoffen in Zahnpasten geh6ren die Fluorverbindungen, die eine kariesprophylaktische bzw. kariostatische Wirkung besitzen. Vor allem Na- triumfluorid, Natriummonofluorphosphat, Zinn(II)- fluorid, Aluminiumfluorid und bestimmte Aminfluoride (Cetylaminhydrofluorid, N,N',N'-Tri(g-hydroxy~ithyl)- N-octadecyl- 1,3-diamino-propandihydrofluorid und )kthanolaminhydrofluorid) werden eingesetzt. Im allgemeinen wird die Konzentration der Fluorverbin- dungen so gew~ihlt, dag der Fluorgehalt der Zahnpasten bei 0,1% liegt und die Konzentration von 0,15% nicht iiberschreitet.

1. Fluoride

a) Der Nachweis der Fluoride erfolgt im Wasserauszug oder im Sodaauszug der Zahnpasta durch Entf~irbung von Eisenrhodanidl6sung infolge Bildung von [FeF6] 3-- Ionen.

b) Die Bestimmung 16slicher Fluoride erfolgt c~) mit der fluorionenspezifischen EIektrode. Dazu werden 10 g Zahnpasta in 50-100 ml TISAB IV-L6sung, die Natri- umchlorid, Eisessig, Cyclohexylen - ( 1,2)-dinitrilotetraes- sigs~iure enth~lt und auf pH 5 eingestellt ist, suspendiert und so lange bei Zimmertemperatur geriihrt, his die Paste vollst~indig zerfallen ist. Die erhaltene Suspension wird quantitativ in einen 200 rnl Megkolben tiberffihrt und mit TISAB-L6sung zur Marke aufgeffillt. Die Messung der Fluorionenkonzentration mit einer fluorionenspezifi- sehen EIektrode kann gegen eine Eichkurve oder nach der Aufstockrnethode durchgefiihrt werden. ~) gas-chromatographisch mit Hilfe siliciurn-organiseher Verbin- dungen nach Bock u. Semmler [4]. 1 g Zahnpasta wird mit 20 ml bidest. Wasser 30 min geriihrt und die Aufschl~immung zentrifugiert. Dieser Extraktionsvorgang wird noch zweimal wiederholt. Nach Ans~uern mit 12 mt 20%iger Salzsfiure werden die vereinigten w/i/3rigen Ausziige mit 5 ml Silylierungsreagens (2,5 ml Tri~i- thylchlorsilan in Tetrachlor~ithylen) versetzt und 20 min geschiittelt. Aus der unteren Tetrachlor~ithylenphase wird die Untersuchungsprobe fiir die gas-chromatographische Bestimmung entnommen.

H. Kfnig und E. Walldorf: Analyse von Zahnpasten 189

Trennsiiule: 2,3 m Glass~iule mit 2 mm Innendurchmesser; Statio- niire Phase: 15% Silicon61 550 (Merck); Triigermaterial: Chromo- sorb G-NAW, 60-80 mesh. Temperatur: 110 ~ isotherm. Triigergas: Helium 45 ml/min. Anzeige: FID.

2. Monofluorphosphate

a) Der Nachweis von Monofluorphosphaten erfolgt im Wasserauszug der Zahnpasta mit fluorionen-spezifischer Elektrode nach vorheriger Hydrolyse mit 20 %iger Salz- s~ure und diinnschieht-chromatographisch nach R6ssel [32].

Schicht: Cellulose 142 dg S + S mit 2% Maisst~rkezusatz. Auftragsmenge: 2-6 ~tg einer 0,2%igen w~Brigen L6sung an Mono- fluorphosphat. Laufmitte# Methanol 50 Vol-Teile, Dioxan 10 Vol-Teile, L6sung 1 15 Vol-Teile, L6sung 2 5 Vol-Teile, L6sung 3 25 Vol-Teile. L6sung 1 bestehend aus: 700 ml Isopropanol und 100 ml dest. Wasser. L6sung 2 bestehend aus: 200 ml Eisessig (96 %ig) p.A. und 800 ml dest. Wasser. LOsung3 bestehend aus: 125,0g Trichloressigsaure z.A. und 32,0 m125 %ig. Ammoniak z.A. mit dest. Wasser auf 1000 ml aufgefiillt. SteighOhe: 14 cm vom Startpunkt gerechnet. Spriihmittel: 1. Molybdatl6sung bestehend aus: 4,0 g Natriummo- lybdat �9 2 H20 z.A., 5,0 g Ammoniumnitrat z.A., L6sen in 100 ml Wasser. Diese L6sung wird dann in 10 ml konz. Salpeters~ure (D 1,40) eingegossen. 2. Reduktionsl6sung bestehend aus: 30,0 g Natriumpyrosulfit z.A., 1,0 g Natriumsulfit z.A., 0,2 g Metol (= Photo-Rex) werden in 100 ml Wasser gel6st; evtl. filtrieren. Sichtbarmachung: 1. Sprfihen mit Molybdatl6sung, 10-15 min irn Trockenschrank auf 110~ erhitzen, abkiJhlen lassen. 2. Spriihen mit Reduktionsl6sung. Monofluorphosphat ist als violettblauer Fleck auf weiBem Grund zu erkennen. Rf- Wert: ca, 0,75-0,85.

b) Die Bestimmung der Monofluorphosphate mit der fluorionenspezifischen Elektrode wird durch die hohen Salzkonzentrationen der hydrolysierten Fluorverbin- dungen gest6rt. Daher rnul3 die Bestimmung der Alkali- monofluorphosphate in Zahnpasten entweder

1. gas-chromatographisch [vgl. IX. A. 1. b) fi)] im wal3rigen Auszug der Zahnpasta naeh 30 rain Hydrolyse mit 20%iger Salzs~iure oder

2. naeh Destillation nach Willard-Winter spektralphotometrisch nach der Alizarin-Komplexan-Methode durchgeffihrt werden [1,39, 40].

Nach der letztgenannten Methode wird der Ge- samt-Fluorgehalt erfal3t. Also auch das Fluor von nicht- wasserl~3slichen Verbindungen.

Zur Destillation werden 2 g Zahnpasta in ein 400 ml- Becherglas eingewogen, in ca. 200 ml dest. Wasser suspendiert und dann 30 rain bei Zimmertemperatur rnit dem Elektrorfihrer geriihrt, bis die Paste vollst~ndig zerfallen ist. Anschliel3end wird die Suspension quantitativ in einen 500 ml-Mel3kolben iiberfiihrt und bei + 20~ zttr Marke aufgefiillt. 50 ml der dutch kr/iftiges Schiitteln

gut suspendierten Probe werden rnittels Vollpipette in den Destillierkolben der Fluor-Destillationsapparatur der Firrna Biichi oder in eine entsprechende Wasser- dampfdestillationsapparatur gegeben und nach Zugabe von einer Spatelspitze Quarzsand z .A. und 50 ml konz. Schwefels~iure destilliert. Als Vorlage dient ein 500 ml- MeI3kolben aus Kunststoff, der ca. 50 ml dest. Wasser, 2 Tropfen Phenolphthalein und ca. 5 ml 0,1 N Natronlauge enthfilt. Die Destillation wird so lange fortgesetzt, bis ca. 300 -400 rnl Flfissigkeit im Mel3kolben enthalten sind. Der MeI3kolben wird dann zur Marke aufgeffillt. Mit einer Voltpipette werden 50 rnl entnommen und zum Anffirben in ein 100 ml-Megkf lbchen gegeben. Gleich- zeitig werden mit dest, Wasser mindestens 2 Blindwerte angesetzt, die im Extinktionsbereich von 0,078-0,088 liegen miissen und nicht mehr als 0,003 E voneinander abweichen dfirfen. Die Blindwerte zieht man yon den Extinktionswerten der Analyse ab. Man stellt nun mit N a O H und HC1 (0,1 N oder 0,2 N) gerade auf farblosen Umschlag des Indicators ein. Sodann werden ffir jeden Megkolben direkt nacheinander 2 rnl Pufferl6sung pH 4,3, 10 ml Alizarin-Komplexanl6sung, 10 ml der verdtinnten Cer(III)-Nitrat l fsung (0,0005 M) und 20 ml Aceton zugefiigt; bei jeder Reagenszugabe ist umzu- schfitteln. Mit Wasser wird aufgeffillt, bis zur vollen Farb- entwicklung l~gt man die Megkolben fiber Nacht (mindestens aber 2 h) im Dunkeln stehen. Die Messung erfolgt gegen Wasser als Bezugslfsung bei 620 nm, Photo- zelle, 10 mm-Kiivetten. Die Proben werden fiinfmal nacheinander in den MeBstrahl gebracht und die Extink- tion abgelesen. Zur Berechnung wird der Durchschnitts- wert herangezogen. Die zugeh6rige Fluormenge wird aus einer entsprechend hergestellten Eichkurve ermittelt.

Reagentien: 2 N NaOH, frisch angesetzt. Alizarinkomplexan (Alizarin-3 -aminomethyl-N,N-diessigs~ufe)- L6sung: In einem 600 ml-Becherglas suspendiert man 96,2 nag Alizarinkomplexan in 20 ml Wasser und tropft so lange frisch ange- setzte 2 N NaOH hinzu, bis sich das Komplexan gel6st hat (ca. 10 ml erforderlich). Man ftigt 400 ml Wasser zu und stellt durch vorsich- tige Zugabe von 2 N HC1 pH 5,0 ein (pH-Megger~it mit Glaselek- trode). Man spiilt in einen 500 ml-Megkolben urn, fiillt auf und be- wahrt die L6sung in einer braunen Flasche auf. Die Lfsung ist etwa 3-4 Wochen haltbar. 0,02 M Cernitrat-Liisung: 8,684 g Cer(III)-Nitrat. 6 HzO werden in einem 1000 ml-Megkolben eingewogen, durch Zugabe yon Wasser gel6st und zum Liter aufgefiillt. 0,0005 M Cernitrat-LOsung: 25 ml der 0,02 M Cernitrat-Stammlf- sung werden in einem 1000 ml-Mel3kolben verdiinnt und aufgeffillt. Zur Stabilisierung versetzt man zusfitzlich mit 2 mg Hydroxyl- aminchlorid, Acetatpuffer, pH 4,30: 105 g Natriumacetat (CH3COO- Na - 3 H20) und 100 ml Eisessig werden mit Wasser auf 1000 ml verdiinnt. NaOH und HCI, jeweils etwa 0,1 oder 0,2 N (frisch zubereitet), zum Einstellen des Ausgangs-pH-Wertes. Aceton, z.A.

Zum Aufstellen einer Eichkurve ben6tigt man noch folgende L6sungen:


NaF-GebrauchslOsung I (0,001 N) - 1 ml enth~ilt 19,0 [xg F; 42,0 nag NaF z.A. werden in dest. Wasser gel6st und auf 1000 ml im MeSkolben bei + 20~ aufgefiillt.

NaF-Gebrauchsl6sung 11 (0,00005)- 1 ml enth~ilt 0,95 Bxg F: Von der NaF-Gebrauchsl6sung I werden 50 ml in einen 1000 ml- MeSkolben pipettiert und bei + 20~ aufgefiillt.

Die NaF-L6sungen sind nur kurze Zeit haltbar, auBerdem miissen sie in Kunststoffflaschen aufbewahrt werden.

In einen 100 ml-MeSkolben werden vonder NaF-Gebrauchs- 16sung II 0, 5,10,15,20,25 und 30 ml pipettiert und mit Wasser gleichm~iSig auf ein Volurnen von 50 ml gebracht. Man Iiigt 1-2 Tropfen 0,1%ige Phenolphthaleinl6sung zu und stellt mit NaOH und HC1 (0,1 oder 0,2 N) gerade auf farblosen Umschlag des Indi- cators ein. Dann gibt man die Reagentien dazu und mist, wie bei der Analyse beschrieben. Die enthaltenen Extinktionswerte werden auf Millimeterpapier gegen ~tg Fluor aufgetragen.

Berechnung: A " 100 . Verdiinnung

= % F E" 10 ~

A = ~tg Fluor aus der Eichkurve ermittelt E = Einwaage in Gramm.

Nach Schmitz-Masse, Hanocq und Herpol-Borre- roans [33] wird diese Methode nur von sehr groBen Mengen an Aluminiumoxid ( 4 0 - 5 0 % ) gest6rt. Bei An- wesenheit yon Kiesels~iure, Phosphat-, Calcium- und Magnesium-Ionen treten keine St6rungen auf.

3. Zinn

a) Der Nachweis erfolgt durch die Leuchtprobe. Dazu wird die Zahnpasta in einer Porzellanschale mit Salzs~iure und metallischem Zink versetzt und ein mit Wasser ge- fiilltes Reagensglas hineingetaucht. Bringt man das Rea- gensglas in eine nichtleuchtende Brennefflamme, so wird eine hellblaue Fluorescenz beobachtet.

b) Die Bestimmung effolgt aus der salzsauren L6sung der Asche oder dem Filtrat der Kiesels~iureffillung, die ca. 1 N an Salzsgure sein sollten. Es wird schwach erwfirmt, und anschliel3end wird bis zur Siittigung Schwefelwasser- stoff eingeleitet. Den Niederschlag von Zinnsulfid lfiBt man in der Wfirme absitzen und filtriert ihn dann fiber ein WeiBbandfilter mit Filterflocken. Mit HzS-Wasser wird gut nachgewaschen und das Filter mit konz. Salpeter- s/iure befeuchtet und verascht. Danach wird bei ca. 1000~ geglfiht und das SnO2 ausgewogen.

4. Organische Ammoniumverbindungen

a) Der Nachweis der organischen Ammoniumfluoride wird gas-chromatographisch durchgefiihrt. Dazu werden ca. 10 g Zahnpasta mit ~ thanol extrahiert, anschliel3end wird der zur Trockne eingedampfte ~thanolextrakt mit Wasser aufgenommen und mit Natronlauge alkalisch gemacht. Die dabei entstandene Base wird ausgeathert und mit Trifluoracetanhydrid umgesetzt. Anhand der Deri- vatisierungsprodukte k6nnen die Aminfluoride gas- chromatographisch identifiziert werden.

Trennsdule: 2,3 m Glassfiule mit 2 mm lnnendurchmesser; Statio- niire Phase: 10% Sificongummi UCC-W-982; Triigermaterial: Chromosorb W-DMCS, 60-80 mesh. Temperaturen: Einspritzsystem: 270-280~ Siiulenofen: 130-320~ temperaturprogrammiert 10~ Triigergas: Helium, 40 ml/min. Anzeige: FID.

b) Die Bestimmung der Alkylaminfiuoride kann ebenfalls gas-chromatographisch anhand der trifluorace- tylierten Produkte wie oben beschrieben durchgeffihrt werden.

B. Nachweis und Bestimmung von antimikrobiellen Wirkstoffen

Weitere Wirkstoffe sind antimikrobielte Substanzen, die ein Wachstum von Bakterien und anderen Mikroorga- nismen auf Z~ihnen und Schleimh~uten verhfiten sollen. Ihre Konzentration daft allerdings nicht so hoch sein, dab eine nachteilige Beeinflussung der natfirlichen Mund- flora eintritt. Im allgemeinen werden halogenierte aro- matische Verbindungen eingesetzt in Mengen bis zu 0,05 %. Zur Gruppe der antimikrobiellen Wirkstoffe ge- h6rt auch das Chlorhexidin mit seinen Salzen, das gleichzeitig auch die Zahnsteinbildung verhindern oder zumindest verz6gern kann.

a) Nachweis yon antimikrobiellen Wirkstoffen

5-10 g fein zerriebene Trockensubstanz der Zahnpasta werden 3-4 real mit 10 ml )~ther-Methanol-Gemisch (1 : 1) extrahiert und im 50 ml-Mel3k61bchen zur Marke aufgefiillt und dfinnschicht-chromatographisch nach K6nig [15] untersucht.

Auftragsmenge: 10 ~1 Untersuchungsl6sung und 5-20 ttl 0,01%ige L6sungen von Bactericiden in ~ther-Methanol-Gemisch (1 : 1) als Vergleichsl6sung. Schicht: Kieselgel GF254 (Merck). LaufmitteI: Benzol 80 Vol-Teile, Aceton 20 Vol-Teile. Spriihmittel: 1. 0,4g 2,6-Dibromchinonchlorimid werden in 100ml Methanol geltist (SpriihreagensI); 2.10%ige w~iSrige Natriumcarbonatl6sung (Spriihreagens II). Sichtbarmachung: 1. durch Betrachtung im kurzwelligen UV-Licht; 2. Bespriihen zun~chst mit Sprtihreagens I und anschliegend mit Spriihreagens II. Hinweis: Bei Vorliegen nut geringer Konzentrationen phenolischer Verbindungen treten unter Umstanden die Anf~irbungen erst nach l~ingerem Liegen der Platten an der Luft auf!

b) Die Bestimmung antimikrobieller Wirkstoffe erfolgt am besten gas-chromatographisch nach KSnig [19].

10 g Zahnpasta werden getrocknet und mehrmats mit ~ the r extrahiert. Der )~therextrakt wird zur Trockne eingedampft, in 2 ml Pyridin aufgenommen und mit 1 ml Silylierungsgemisch (Hexamethyldisilazan und Trime- thylchlorsilan im Verhaltnis 2 : 1) versetzt. Anschliel3end wird die Mischung 1 rain gut geschfittelt, 30 rain stehen


gelassen, und 2 ~tl der fiberstehenden L6sung werden zur gas-chromatographischen Untersuchung entnommen.

Trennsiiule: 1,80 m Edelstahlsfiule mit 1/8" Aul3endurchmesser; Stationiire Phase: 10% Silicongummi UCC-W-982; Triigermaterial: Chromosorb W-AW-DMCS. Temperaturen: Einspritzsystem: 270-280~ S~iulenofen: 150-250 ~ temperaturprogrammiert mit 10 ~ oder isotherm bei 250~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit: 35 ml/min. Anzeige: FID.

Bei der gas-chromatographischen Bestimmung erscheinen die Chlorhexidinverbindungen sehr viel we- niger empfindlich als die anderen Bactericide. Bei An- wesenheit von geringen Chlorhexidinmengen ist es daher gfinstiger, die Bestimmung im ~therextrakt photometrisch nach Holbrook [11] durchzuffihren.

Zinkphenolsulfonat, das im Dfinnschicht-Chromato- gramm als blauer Fleck am Startpunkt zu erkennen ist, kann gas-chromatographisch nicht bestimmt werden und mug fiber das Zink berechnet werden.

c) Nachweis und Bestimmung von Zink

Zum Nachweis wird in der schwach salzsauren L6sung der Asche das Zink mit Ammoniumquecksilberrhodanid und Cobaltchlorid als feiner blauer Niederschlag ausge- f~llt.

Die Bestimmung des Zinks erfolgt neben zwei- und dreiwertigen Kationen am besten fiber die Fallung mit Chinaldins~iure. Dazu wird die salzsaure L6sung der Asche oder das Filtrat der Kieselsfiureausffillung neutralisiert und mit 5 ml verd. Essigs~iure versetzt und zum Sieden erhitzt. Es wird durch tropfenweise Zugabe von Chinaldinsfiure unter Rfihren gef~llt. Der Niederschlag von Zn(C10H602N)2 �9 2 H20 wird fiber einen Glasfilter- tiegel abgesaugt, mit heil3em Wasser gewaschen und bei 125 ~ getrocknet.

14 g Chinaldin, 50 g Natriumacetat und 100 g Eis- essig werden gemischt und insgesamt mit einer L6sung von 48 g Brom in 100 g Eisessig versetzt. Danach wird noch kurz erhitzt und das gebildete Tribrornid aus Eis- essig oder Alkohol umkristallisiert. Dutch Hydrolyse des Tribromids mit siedender Schwefelsiiure (1 : 10) wird die freie Sfiure hergestellt. Die S/iure wird fiber das Kup- fersalz gereinigt, indem die wfil3rige L6sung der S~iure zu einer siedenden anges/iuerten Kupfersulfat-L6sung zu- getropft wird. Das Kupfersalz wird dann dutch Schwefel- wasserstoff zersetzt und die Chinaldins/iure aus Eisessig umkristallisiert.

C. Nachweis und Bestimmung von Wirkstoffen gegen Zahnbel/ige

Als Wirkstoffe, welche die Bildung yon weichen Zahn- bel~gen reduzieren, zahnsteinl6send wirken bzw. die

Verkalkung der Zahnbelgge zu Zahnstein verz6gern k6nnen, kommen neben dem bereits bei den antimikrobiellen Wirkstoffen genannten Chlorhexidin vor allem schwiicher komplexierende organische S~uren oder deren Salze zum Einsatz, vor allem von ein- oder mehr- basischen Oxys~iuren. In neuester Zeit werden auch die 1-Hydroxyfithan- 1,1-diphosphonsgure und ihre Natri- umsalze zu diesem Zwecke verwendet. Auch dem Natri- umsulforicinoleat (Tfirkischrot61) wird eine zahnstein- 16sende Wirkung nachgesagt. Die eingesetzten Mengen liegen im allgemeinen in der Gr613enordnung von 1%. Analytisch geh6rt in diese Gruppe auch das Aluminium- lactat, das als Adstringens in z.T. erheblichen Mengen in Zahnpasten eingesetzt wird.

1. Hydroxysiiuren oder aliphatische Dicarbonsiiuren und ihre Salze

Der Nachweis und die Bestimmung von Salzen von Hy- droxys/iuren oder aliphatischen Dicarbons&iuren effolgt im Methanolextrakt der Zahnpasta nach K6nig [14]. Dazu werden 50 g Zahnpasta dreimal mit Methanol extrahiert. Der Extrakt wird auf ca. 5 ml eingeengt und beim Vorliegen von carbonsauren Salzen mit einigen Tropfen einer L6sung von Chlorwasserstoff in Methanol anges~uert und unter Rfickflu/3kfihlung mit einer frisch destillierten ~itherischen Diazomethanl6sung bis zur bleibenden Gelbffirbung versetzt. Die auf diese Weise erhaltenen Methylester k6nnen nach dem Abdestil- lieren des fiberschfissigen Diazomethans und der L6- sungsmittel direkt gas-chromatographisch getrennt und bestimmt werden.

Trennsiiule: 2 m Edelstahls~iule mit 4 mm Innendurchmesser; Sta- tioniire Phase: 2,5 % )~thylenglykolsuccinat (EGS); Triigermaterial: Chromosorb G (AW-DMCS), 80-100 mesh. Temperatur des Siiulenofens: 85-175~ temperaturprogrammiert mit 2,5 ~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 36 ml/min. Anzeige: FID.

Die quantitative Bestimmung yon Milchs~iure und Lactaten kann auch nach der Methode von Koch u. Brett- hauer [13] durchgefiihrt werden.

Reagentien

Kupfersulfatl6sung: 10 %ig in dest. Wasser. Calciumhydroxidanschliimmung, 20%ig in dest. Wasser (vor Gebrauch gut aufschfitteln). Phosphorsiiure-MangansulfatlOsung: 20g krist. Mangansulfat werden unter Erwfirmen in 100 ml. dest. Wasser gel6st, mit 5 ml si- rup6ser Phosphorsgure (85 %ig) versetzt und nach dem Erkalten zu 200 ml im Mel3kolben zur Marke aufgeffillt. Natriumhydrogensulfitl6sung: 1%ig in dest. Wasser. Phosphatpuffernach S6rensen, pH 7:61,2 ml 0,067 M Dinatrium- hydrogenphosphatdihydrat-L6sung von 20~ werden mit 38,8 ml 0,067 M Monokaliumdihydrogenphosphat-L6sung von 20~ gemischt.


0,067 M Dinatriumhydrogenphosphat-L6sung: 11,876 g NazHPO 4 �9 2 H20 werden in dest. Wasser gel6st und bei 20~ i000 ml-Megkolben zur Marke aufgefiillt. 0,067 M Monokaliumdihydrogenphosphat-L6sung: 9,078 g KH2PO4 werden in dest. Wasser gel6st und bei 20~ im 1000 ml- Megkolben zur Marke aufgefiillt. 0,005 N KaliumpermanganatlOsung: 25 ml 0,1 N Kaliumperman- ganatl6sung werden im 500 ml-Megkolben mit dest. Wasser verdiinnt nnd zur Marke aufgefiillt. 10 %ige Salzsh'ure; 0,1 N Jodl6sung; 1%ige Stiirkel6sung in Wasser; 0,01 N Natriumthiosulfatl6sung; 0,01 N Jodl6sung; Natriumhydro- gencarbonat, z.A.

25 g Zahnpasta werden mit Wasser aufgeschl/immt und zentrifugiert. Die zentrifugierte L6sung wird mit 75 ml einer 20%igen Kupfersulfatl6sung und einer 20 %igen Calciumhydroxidanschlammung versetzt. Nach 30 min Stehen wird die L6sung zentrifugiert. Die iiberstehende L6sung muB klar sein; sie wird bis auf 50 ml eingedampft.

Diese 50 ml werden in den Destillationskolben der Apparatur nach Lieb u. Zacherl [22] iiberfiihrt, neutralisiert, mit 10 ml einer Phosphors~ure-Mangansulfatl6- sung versetzt und rnit dem Kiihler verbunden. Die Vor- lage wird mit 5 m! Wasser beschickt, an die Wasser- strahlpumpe angeschlossen und ein schwacher Luftstrom dutch die Apparatur gesaugt. Die Destillation wird in Gang gebracht und nach 5 rain langemjStehen die Vor- lage gewechselt. Das Absorptionsgef/ig ist nun mit 5 ml einer l%igen Natriumhydrogensulfitl6sung und 10 ml Phosphatpuffer nach S6rensen versetzt. Unter st/indigem Sieden lfigt man aus dem Tropftrichter eine 0,005 N Ka- liumpermanganatl6sung in den Destillationskolben tropfen, und zwar so, dab erst nach Entf~rbung des Trop- fens der n~chste zuflieBt. Das Ende der Oxidation wird durch eine Braunf~irbung der Reaktionsfliissigkeit angezeigt. Die Destillation wird noch 5 min ohne Permanga- natzusatz weitergefiihrt. Das unter Eiskiihlung aufgefan- gene Destillat wird mit 10%iger Salzsfiure auf pH 2-3 eingestellt und mit 0,1 N Jodl6sung (Starke) bis zur Blauf~irbung titriert.

Das iiberschiissige Jod wird mit 0,01 N Natriumthio- sulfatl6sung zuriickgenommen und darauf bis zur wahr- nehmbaren Blauf/irbung mit 0,01 N Jodl6sung versetzt. Nach Zusatz von 0,5 g Natriumhydrogencarbonat tritt Entf~rbung ein, so dab das freigewordene Bisulfit mit 0,01 N Jodl6sung bis zur mindestens 30 s anhaltenden Blauf~irbung titriert werden kann. Fiir jede Bestim- mungsreihe ist ein Blindversuch anzusetzen. 1 Mol MilchsMtre entspricht 1 Mol Acetaldehyd bzw. 1 Mol Bisulfit der Anlagerungsverbindung, so dab 1 ml 0,01 N Jodl6sung 0,45 mg Milchsiiure entspricht.

2. 1-Hydroxyiithan-l,l-diphosphonsiiure und ihre Salze

a) Der Nachweis von 1-Hydroxyathan-l,l-diphosphon- s/iure bzw. ihrer Salze wird dadurch erbracht, dab im

Wasserauszug der Zahnpasta die 16slichen Phosphate zu- n~ichst mit Magnesiamischung gef~illt werden. Das Filtrat dieser Phosphatfiillung wird eingedampft und verascht, die Asche in verd/innter Salpeters/iure gel6st und erneut auf Phosphat geprtift. Ist die Priifung positiv, dann liegen nicht direkt f~illbare in Wasser 16sliche Phosphorverbin- dungen vor.

b) Die quantitative Bestimmung der 1-Hydroxy- athan-1,1-diphosphons~iure erfolgt aus der Differenz des Gesamtphosphatgehaltes aus der Asche des Wasserex- traktes und aus dem Phosphatgehalt, der direkt im Was- serextrakt bestimmt wurde. Dabei wird das Phosphat jeweils mit Ammoniurnmolybdat, wie unter der Phosphat- bestimmung (Kapitel I. A. 3.) beschrieben, gef~llt.

3. Sulforicinoleate und Lauroylsarcosinate

Diese Verbindungen sind gleichzeitig Netzmittel. Ihr Naehweis und ihre Bestimmung erfolgt nach den in Kapitel III. beschriebenen Methoden.

D. Nachweis und Bestimmung entziindungshemmender Wirkstoffe

Als entziindungshemmende und antiphlogistische Wirk- stoffe werden in Zahnpasten Harnstoff und Harnstoffde- rivate wie z.B. Allantoin sowie Azulen und die anderen Wirkstoffe der Kamille eingesetzt. Fiir die Wirkstoffe der Kamille liegen die Einsatzmengen in der Gr613enordnung von 0,01-0,1%, f/Jr Allantoin bis 0,5 % und f/ir Harnstoff bis 10%.

1. Harnstoff und Allantoin

20 g Trockensubstanz der Zahnpasta werden mit ca. 100 ml Wasser am RiickfluB ca. 5 h erhitzt und nach dem Filtrieren eingeengt und im 50 ml-MeBk61bchen zur Marke aufgefiillt. 5-10 ~1 der Untersuchungsl6sung werden nach Phillips [25] diinnschicht-chromatographisch analysiert.

Schicht: Cellulose MN 300. Flieflmittel: n-Butanol 4 Vol-Teile, Eisessig 1 Vol-Teil, Wasser 1 Vol-Teil. Steigh6he: 10 cm vom Startpunkt gerechnet. Sprfihmittel: 4 %ige Dimethylaminobenzaldehydl6sung in i N Salz- s~ure. Sichtbarmachung: Spriihen mit obigem Reagens und 5 minim Trockenschrank auf 80~ erhitzen. Die Substanzflecken nehmen eine gelbe Ffirbung an. Rf-Werte: ca. 0,45 far Harnstoff, ca. 0,15 fiir Allantoin.

Die halbquantitative Bestimmung erfolgt durch Fleckenvergleich der Untersuchungsl6sung mit Ver- gleichsl6sungen. Zur exakten quantitativen Bestimmung mug die Stickstoffbestimmung nach Kjeldahl durchgefiihrt werden. Voraussetzung ist aber, dab keine weiteren Stickstoff-enthaltenden Verbindungen vorliegen.


2. Azulen und andere Wirkstoffe der Kamille

a) AzuIen und Proazulene

20 g Zahnpasta werden dreimal mit je 100 ml n-Hexan ca. 15 rain im Becherglas geriihrt. Die Hexan-Extrakte werden jeweils dekantiert, vereinigt, weitgehend durch Destillation eingeengt, in ein 25 ml-MeBk61bchen fiber- ffihrt und aufgeffillt.

Eine weitere M6glichkeit zur Abtrennung des Azu- lens besteht in der Wasserdampfdestillation. Dazu werden 50 g Zahnpasta ca. 2 h mit Wasserdampf destilliert. In die Vorlage werden 9 ml n-Hexan gegeben. Nach Beendigung der Destillation wird die Wasserphase der Vorlage im Scheidetrichter abgelassen und die Hexan- schicht im 10 ml-Mef3k61bchen aufgeffillt. Zum dtinn- schicht-chromatographischen Nachweis werden 10-50 ~1 des Hexanextraktes und 5 - 1 0 ~1 einer 0,1%igen L6sung von Azulen in Hexan auf die Schicht aufgetragen,

Schicht: Kieselgel G. Laufmittel: Benzol 95 Vol-Teile, )~thylacetat 5 Vol-Teile. SteighOhe: 12 cm vom Startpunkt gerechnet. Spriihmittel: 0,25 g p-Dimethylaminobenzaldehyd (farblose Kri- stalle) werden in einer Mischung von 50 g Eisessig z.A. und 5 g o- Phosphorsfiure, 85 %ig, reinst, sowie 20 ml dest. Wasser gel6st. (In brauner Flasche monatelang haltbar!) Sichtbarmachung: Die luftgetrocknete Platte wird mit Reagens bespriiht und 10-15 minim Trockenschrank auf 120~ erhitzt.

Auf hellem Grund sind sichtbar: 1. Azulen: hellgriiner Fleck (vor dem Bespriihen kriiftig blau) mit Rf-Wert ca. 0,77. 2. In den Kamillen-Wirkstoffen k6nnen zusfitzlich Flecke von Proazulenen mit grauer, violetter, brauner, oranger und gr/iner Farbe erscheinen.

Zur quantitativen Bestimmung des Azulens wird die Extinktion des Hexanextraktes bei 605 nm spektralphotometrisch gemessen. Der Azulengehalt wird einer unter gleichen Bedingungen aufgestellten Eichkurve entnommen.

b) a-Bisabolol

Von dem zur Bestimmung des Azulens (siehe IX. D. 2. a) hergestellten Hexanextrakt werden 10-50 ~1 und von einer 0,1%igen L6sung von a-Bisabolol in Hexan 1-5 ~tl diinnschicht-chromatographisch analysiert.

Schicht: Kieselgel G. Laufmittel: Benzol 95 Vol-Teile, Nthylacetat 5 Vol-Teile. SteighOhe: 12 era. Spriihmittel: Vanillin/Schwefels~iure, 1 g Vanillin werden in 100 ml konz. Schwefels/iure gel6st. Sichtbarmachung: Die luftgetrocknete Platte wird mit dem Sprtih- reagens bespriiht und anschlieBend 20 min bei 105 ~ im Trocken- schrank erhitzt. Auf hellgrauem Grund ist ein violetter Fleck sichtbar.

Die halbquantitative Bestimmung erfolgt durch Ver- gleich der Farbintensitfit und der Fleckengr613e der zu untersuchenden L6sung und der Vergleichsl6sung.

c) Eine weitere M6glichkeit, die unter a) und b) genannten und weitere Inhaltstoffe der Kamille zu identifi- zieren und zu bestimmen, bietet die Gas-Chromatogra- phie nach Reichling u. Becker [26]. Von dem nach IX. D. 2. a) hergestellten Hexanextrakt werden 1-3 ~1 gas- chromatographisch aufgetrennt.

Trennsiiule: 1,5 m Glass/iule mit 2 mm Durchmesser; Stationiire Phase: 1,5% Silicongummi OV-101; Triigermaterial: Chromosorb W-HP, 80-100 mesh. Temperaturen: Einspritzsystem: 230~ S/iulenofen: 100-150~ 1 ~ Triigergas: Stickstoff; 30 ml/min. Anzeige: FID.

E. Nachweis und Bestimmung von durchblutungsf6rdernden Wirkstoffen

Als Wirkstoffe mit durchblutungsf6rdernden Eigen- schaften zur Kr~iftigung des Zahnfleisches werden [3-Py- ridylcarbinol (Pyridin-3-carbinol) und [3-Pyridylcarbi- noltartrat, Nicotinsfiure (Pyridin-3-carbonsfiure) und Ni- cotins/iureamid in Mengen von 0,1 bis max. 0,5% in Zahnpasten eingesetzt.

Nachweis und Bestimmung yon Pyridin-3-carbonsiiure (Nicotinsiiure), Pyridin-3-carbonsiiureamid und Pyridin-3-carbinol [37]

10 g Zahnpasta werden mit Wasser aufgeschlfimmt, er- w/irmt und dreimal 0 ,5-1 h mit je 50 ml dest. Wasser zentrifugiert. Die vereinigten Wasserausziige werden auf ein Volumen von ca. 80 ml eingedampft, in ein 100 ml- MeBk61bchen fiberfiihrt und zur Marke aufgefiillt. 10 -50 ~1 der Untersuchungsl6sung und 1--5 ~tl einer 0,1%igen Vergleichsl6sung werden diinnschichtchroma- tographisch analysiert.

Schicht: Kieselgel H. Laufmittel." 1-Propanol 95 Vol-Teile, 10%ige Ammoniakl6sung 5 Vol-Teile. SteighOhe: 10 cm vom Startpunkt gerechnet. SpriihmitteI und Chlorcyan-Reagens: 1.5 %ige Aminobenzoes~iure in methanolischer L6sung; 2. Entwicklung von Chlorcyan: 6 g Chloramin werden in einer Trennkammer in 20 ml Wasser suspendiert. Nach Zusatz von 20 ml 1 N Salzs~iure und 10 ml 10%iger w~iBriger Kaliumcyanidl6sung werden die Fltissigkeiten gemischt. (Alle L6sungen werden unter dem Abzug angesetzt!). Sichtbarmachung: 1. Spriihen mit o-Aminobenzoes~iurel6sung, lufttroeknen; 2. Einstellen in die Trennkammer zum R~iuchern mit Chlorcyand/impfen. Nicotins~iure erscheint mit einem Rf-Wert von 0,25 als orangeroter Fleck, Nicotinsfiureamid bei einem R~-Wert von 0,4 als roter Fleck und Pyridin-3-carbinol bei einem R~-Wert yon 0,5 als hellroter Fleck auf weiBem Grund.

Die quantitative Bestimmung der Pyridin-3-carbon- s/iure und ihrer Derivate wird am einfachsten halbquan- titativ diinnschicht-chromatographisch durchgefiihrt. Sie kann auch gas-chromatographisch erfolgen, wenn man den w/iBrigen Extrakt vorsichtig zur Trockne eindampft


und silyliert. Die gas-chromatographischen Arbeitsbe- dingungen sind die gleichen wie im Kapitel II. 3. ffir mehrwertige Alkohole beschrieben.

Zur quantitativen Auswertung des Vitamin A-Acetats werden 50 mg des reinen Vitamin-Esters in der gleichen Weise behandelt und als Bezugssubstanz verwendet.

F. Nachweis und Bestimmung von Vitaminen

Umstritten ist die Wirkung von Vitaminen in Zahnpa- sten, wobei nur wasserl6sliche Verbindungen zum Ein- satz kommen. Hier mfissen in jedem Fall die gesetzlich zul~/ssigen H6chstmengen bei einigen Vitaminen streng beachtet werden.

1. Vitamin A-Acetat

Die Untersuchung erfolgt entweder spektralphotometrisch nach Strohecker u. Henning [36] oder gas-chromatographisch.

a) Spektralphotometrisch. Dazu werden ca. 2 g Zahn- pasta mit etwas Wasser aufgeschl/immt und mit einer Spatelspitze Hydrochinon und 10 ml konz. Ammo- niak angerieben. Diese Suspension wird mit 10ml Wasser und 10 ml )~thanol versetzt und 3-6 real (je nach Trennung der Phasen) mit Petrolfither (Siedebereich 40-60 ~ C) extrahiert. Die Petrol/itherphasen werden mit Nthanol/Wasser 1:1 dreimal nachgewaschen, und der Petrolfither wird am Rotationsvakuumverdampfer abdestilliert. Der Riickstand wird mit Chloroform aufgenommen und im MeBk61bchen auf 50 ml aufgeffillt. 0,4 ml dieser L6sung werden in einer Kiivette von 1 cm Schichtdicke mit Chloroform auf 1 ml aufgefiillt und mit 2 ml einer ca. 20%igen Antimon(III)-chloridl6sung in gereinigtem und frisch destilliertem Chloroform versetzt und nach 5-7 s bei 620 nm im Spektralphotometer gemessen. Der Blindwert aus Chloroform und An- timon(lII)-chlorid wird auf die gleiche Weise angesetzt.

Zur quantitativen Auswertung wird in der gleichen Weise mit Vitamin A-Acetat bekannten Gehaltes eine Eichgrade aufgestellt und daraus die Konzentration an Vitamin A-Acetat in der zu untersuchenden Zahnpasta berechnet.

b) Gas-chromatographisch. Dazu werden 20 g Zahn- pasta mit 100 ml Isopropanol, 100 mg Hydrochinon und 10 ml 35 %iger Kalilauge versetzt und 30 min lang unter Rtickfluf3kiihlung verseift. Nach dem Abkiihlen wird die L6sung dreimal ausge~ithert, die )~therphase wird fiber Natriumsulfat getrocknet und nach dem Filtrieren der )l.ther abdestilliert. Der Riickstand wird silyliert (vgl. Kap. II. 3.) und der Silyl~ither gas-chromatographisch untersucht.

Trennsiiule: 1,5 m Glassfiule; Fiillmaterial: Silicongummi SE-52 auf Chromosorb G-NAW. Temperatur: 150-300~ temperatmprogrammiert 10~ Triigergas: Helium, Str6mungsgeschwindigkeit 35-40 ml/min. Anzeige: FID.

2. Vitamin Bo-Hydrochlorid (Pyridoxoliumchlorid)

Der Naehweis erfolgt diinnschicht-ehromatographisch nach Nfirnberg [24] und dient gleichzeitig zur halbquantitativen Bestimmung. 20 g Zahnpasta werden unter AussehluB des Tageslichtes dreimal 1 h mit je 25 ml Wasser zentrifugiert und die vereinigten Wasserausziige im 100 ml Megk61bchen mit Wasser zur Marke aufgeffillt. 8 -10 ~1 dieser L6sung dienen zum dfinnschicht- chromatographischen Nachweis und zur halbquantitativen Bestimmung. Das Megk61behen mug mit schwarzem Papier beklebt werden, da Vitamin B 6 in verdiinnten w~iBrigen L6sungen sehr lichtempfindlich ist!

Schicht: Kieselgel H. Laufmittel: Lauf 1: Aceton; Lauf 2: Aceton 45 Vol-Teile, Dioxan 45 Vnl-Teile, NH4OH (25%ig) 10 Vol-Teile. Steigh6he: 14 cm vom Startpunkt gerechnet. Spriihmittel: L6sung aus 0,4 g 2,6-Dibromchinonchlorimid in 100 ml Methanol. Sichtbarmachung: Spriihen mit obigem Reagens und Nachbehand- lung mit Ammoniakdampf. Pyridoxoliumchlorid erscheint als blauer Fleck, dernur kurze Zeit best/indig ist (ca. 5-i0 rain). R I- Wert: ca. 0,2-0,3.

Da das Pyridoxoliumchlorid in w/igriger L6sung sehr lichtempfindlich ist, mug das Auftragen der L6sungen und das Entwickeln des Chromatogramms unter Aus- schluB des Tageslichtes durchgefiihrt werden. Die Trennkammern mfissen mit schwarzem Papier beklebt werden. Die halbquantitative Bestimmung erfolgt durch Vergleich der Fleckengr6gen der Untersuchungsl6sung und einer reinen Vergleichsl6sung.

3. D-Panthenol

Zur dfinnschicht-chromatographischen Analyse werden 20 g Zahnpasta dreimal mit 20 ml 96 %igem Athanol im Becherglas aufgeschl~immt und in einen Rundkolben abfiltriert. AnschlieBend wird der Alkohol abdestilliert und der Riickstand wieder mit 5 ml )~thanol aufgenommen. 10-15 ~1 dieser L6sung dienen zum dfinnschieht-chromatographischen Nachweis und zur halbquantitativen Bestimmung.

Schicht: Kieselgel GF254. Laufmittel: Athylacetat 50 Vol-Teile, Methyl~ithylketon 30 Vol- Teile, Ameisensfiure 10 Vol-Teile, Wasser 10 Vol-Teile. Steigh6he: 14 cm vom Startpunkt gerechnet. SpriihmitteI: Ninhydrin-Spriihreagens (Merck). Sichtbarmachung: Die luftgetrocknete Platte wird im Trocken- schrank 30 min auf 160~ erhitzt. Nach dem Abkiihlen wird die Platte mit Ninhydrin-Spriihreagens bespriiht und erneut kurze Zeit auf 160 ~ erw~irmt. D-Panthenol ist als weinroter Fleck auf hellem Grund zu erkennen.


Die halbquantitative Bestimmung erfolgt durch Ver- gleich der Fleckengr6gen der Untersuchungsl6sung mit einer reinen Vergleichsl6sung.

4. Calcium-D-Pantothenat

Zur d/innschicht-chromatographischen Analyse nach G~inshirt u. Malzacher [8] werden 50 g Zahnpasta dreimal unter Zentrifugieren mit Wasser extrahiert, der Wasserextrakt wird eingeengt und im 50 ml-MeBk61b- chen aufgefiillt. 5 0 - 1 0 0 ~tl dieses Extraktes werden mit 20 -60 ~tl einer 1%igen Vergleichsl6sung in Wasser auf die D/innschichtplatte aufgetragen.

Schicht: Kieselgel H. Laufmittel: Eisessig 5 Vol-Teile, Aceton 5 Vol-Teile, Methanol 20 Vol-Teile, Benzol 70 Vol-Teile. Steigh6he: 10 cm vom Startpunkt gereehnet. Spri~hmittel: Ninhydrinl6sung, bestehend aus: 0,5 g Ninhydrin z.A. gel6st in 100 ml )kthanol. Sichtbarmachung: Die luftgetrocknete Platte 30 minim Trocken- sehrank auf 160~ erhitzen, abkfihlen lassen, spri.ihen mit obigem Reagens und nochmals 5 minim Troekenschrank auf 160~ erhitzen. Pantothens~iure ist als violetter Fleck auf hellem Grund mit einem Rf-Wert von ca. 0,3 zu erkennen.

Die quantitative Bestimmung erfolgt durch Vergleich der Fleckengr6Be der zu untersuchenden L6sung mit der Vergleichsl6sung.

5. Vitamin E-Acetat

Zur dfinnschicht-chromatographischen Analyse nach Seher [35] werden 20 g Zahnpasta nach Zugabe von 100 ml Isopropanol, 100 mg Hydrochinon und 10 ml 35 %iger Kalilauge 3 0 min verseift. Nach dem Abkfihlen werden die L6sungen in einen Scheidetrichter/iberf/ihrt und dreimal mit je 100 ml einer Mischung Di~ithylfither und Petrolfither im Verhfiltnis 1 : 1 ausgeschiittelt, die )~therphase wird fiber Natriumsulfat getrocknet und an- schlieBend werden die L6sungsmittel im Vakuumrota- tionsverdampfer bei 4 0 - 6 0 ~ abdestilliert. Der R/ick- stand wird in 5 ml Petrol~ther aufgenommen und davon 3 -4 ~1 zum d/innschicht-chromatographischen Nachweis und zur halbquantitativen Bestimmung verwendet.

Schicht: Kieselgel GF254. Laufmittel: Chloroform. SteighOhe: 10 cm vom Startpunkt gerechnet. Spriihmittel: 1. 0,5 g 2,2'-Dipyridyl z.A. werden in 100 ml abs. ~thanol z.A. gel6st; 2. 0,2 g Eisen(III)-chlorid z.A. werden in 100 ml abs. Athanol z.A. gel6st. Beide L6sungen werden dunkel aufbewahrt und vor Gebrauch im VerhNtnis 1 : 1 gemischt. Sichtbarmachung: Spr/ihen mit obigem Reagens. Die c~-Tocophe- rolflecken nehmen eine rosarote Ffirbung an. R U Wert: ca. 0,5 (die Rf-Werte sind jedoch stark abh~ngig vonder Aktivitfit der Platten).

In der gleichen Weise wie die Analyse werden 100 mg des reinen Vitaminesters verseift, auf 100 ml im Megkolben mit Petrolfither aufgef/illt und davon 7 - 1 0 ~tl als Vergleich mit auf die D/innschichtplatte aufgetragen.

Die halbquantitative Bestimmung erfolgt dann durch Vergleich der Fleekengr6gen der Untersuchungsl6sung und der Vergleichsl6sung.

6. Rutinschwefelsiiureester-Natrium (zum Vitamin P-Komplex gehOrig)

Die Untersuchung erfolgt d/innschicht-chromatographisch nach Kawano et al. [12]. 30 g Zahnpasta werden dreimal unter Zentrifugieren mit Wasser extrahiert, der Wasserextrakt wird eingeengt und im Megk61bchen auf 50 ml aufgef/illt. 4 0 - 1 0 0 ~1 dieses Extraktes werden mit 5 -10 ~1 einer 0,5 %igen Vergleichsl6sung in Wasser auf die D/innschichtplatte aufgetragen.

Schicht: Kieselgel GF254. LaufmitteI: ~thylacetat 50 Vol-Teile, Methyl/ithylketon 30 Vol- Teile, Ameisensfiure 10 Vol-Teile, Wasser 10 Vol-Teile. Steigh6he: 14 cm vom Startpunkt gerechnet. Spriihmittel: 1. 0,1 M methanolische Aluminiumchloridl6sung: 2,41 g Aluminiumchlorid reinst krist, werden in Methanol zu 100 ml gel6st. 2.0,1 M methanolische Kaliumaeetatl6sung: 9,81 g Kaliumacetat reinst werden in Methanol zu 100 ml gel6st. Sichtbarmachung: Die luftgetrocknete Platte wird mit Spr/ihmittel 1 und anschlieBend mit Spriihmittel 2 bespr/iht. Rutin ist als hell- gelber Fleck zu erkennen und zeigt beim Betrachten im langwelligen UV-Licht (366 nm) eine gelbe Fluorescenz. Das neben dem Rutin vorliegende Quercetin zeigt die gleiche Reaktion, ist vom Rutin jedoch gut zu unterscheiden, da es in der N~ihe des Startpunktes ver- bleibt.

Die quantitative Bestimmung erfolgt dutch Vergleich der Fleckengr6Be der zu untersuchenden L6sung mit der Vergleichsl6sung.

7. Vitamin 1(3 (2-Methyl- l, 4-nap hthochinon ) als wasserl6sliche Natriumhydrogensulfit- Verbindung

Zur d/innschicht-chromatographischen Analyse werden 20 g Zahnpasta dreimal unter Zentrifugieren mit Wasser extrahiert, der Wasserextrakt wird eingeengt und im 50 ml-Mel3k61bchen zur Marke aufgef/illt. 5 0 - 1 0 0 ~tl dieses Extraktes werden zusammen mit 2 -5 ~tl einer 0,5%igen Vergleichsl6sung in Wasser auf die Dfinn- schichtplatte aufgetragen.

Schicht: Kieselgel GF254. Laufmittel: ~_thylacetat 50 Vol-Teile, Methylfithylketon 30 Vol- Teile, Ameisens~iure 10 Vol-Teile, Wasser 10 Vol-Teile. SteighOhe: 14 cm vom Startpunkt gerechnet. Spriihmittel: 2,4-Dinitrophenylhydrazinl6sung: 0,1 g 2,4-Dinitro- phenylhydrazin z.A. wird in 40 ml 2 N Salzs~iure gel6st und mit Athanol 96%ig zu 100 ml aufgeftillt. Sichtbarmachung: 1. Betrachten im kurzwelligen UV-Licht (254 nm), Vitamin K3 ist als dunkler Fleck auf hell fluorescieren-


dem Grund zu erkennen. 2. Die luftgetrocknete Platte wird mit 2,4-Dinitrophenylhydrazinl6sung bespriiht und anschliel3end im Trockenschrank auf 160~ erw~irmt. Vitamin K3 ist als br~iunlich- gelber Fleck auf hellgelbem Grund zu erkennen. Zur Beachtung: Vitamin K3 ist lichtempfindlich und muB unter AusschluB von Tageslicht aufbewahrt werden. (K61bchen mit schwarzem Papier bekleben!)

Die quantitative Bestimmung erfolgt durch Vergleich der Fleckengr613e der zu untersuchenden L6sung mit der Vergleichsl6sung.

G. Nachweis und Bestimmung yon sonstigen Wirk- stoffen

Weiterhin werden Wirkstoffe eingesetzt, deren analyti- scher Nachweis hier nicht behandelt werden soll, da er speziell nur nach Kenntnis der eingesetzten Verbin- dungen durchgefiihrt werden kann. Hierzu geh6ren besonders Meersalze, Pflanzenausziige und Drogenex- trakte sowie Enzyme, die nur in geringen Mengen eingesetzt werden. Daher soll in diesem Abschnitt nur noch die Analyse der Chloride und Sulfate sowie des Strontiums behandelt werden.

1. Chloridionen

a) Nachweis: Der mit Salpeters~iure angeshuerte So- daauszug wird mit Silbernitratl6sung versetzt. Es entsteht ein weil3er flockiger Niederschlag, der in Ammoniak 16s- lich ist und nach Zugabe von Salpeters~iure wieder aus- fiillt. b) Bestimmung. 40-50 g Zahnpasta werden in dest. Wasser aufgeschl~immt, zum Sieden erhitzt und zentrifugiert. Die klare fiberstehende L6sung wird abgegossen. Der verbliebene Rfickstand wird noch zweimal mit ca. 50 ml dest. Wasser aufgeschl~immt und wiederum zentrifugiert. Die 3 vereinigten WasserausziJge werden auf ein Volumen von ca. 100-150 ml eingedampft und dann gegen Kaliumchromat als Indicator mit 0,1 N Silberni- tratl6sung in neutralem Medium nach Mohr titriert.

In Gegenwart st6render Ionen (Phospat, Sulfit und Fluoridionen st6ren!) oder in saurem Medium kann die Titration nach Volhard durchgeffihrt werden. Dabei wird ein gemessener ~berschuB an 0,1 N Silbernitratl6sung zugesetzt, dermi t Ammoniumrhodanid gegen Eisenam- moniumsulfat zurficktitriert wird.

Reagentien: 0,1 N Silbernitratl6sung; 0,2 N Ammoniumrhodanid- lOsung. 8-9 g des m6glichst trockenen, chloridfreien Salzes werden in dest. Wasser get6st und zu 1 ! aufgefiillt. Faktorstellung: 25 ml 0,1 N Silbernitrat werden mit 20 ml ausgekochter 2 N Salpeter- s~iure und 2 ml Indicatorl6sung versetzt und auf ca. 100 ml mit dest. Wasser verdiinnt. Man titriert langsam unter st~ndigem Umschwenken mit der Rhodanidl6sung, bis in der Fliissigkeit ein schwach rotbrauner Farbton erkennbar ist, der einige Minuten bestehen bleibt. Indicatorl6sung: Kalt ges~ittigte L6sung von Eisenammoniumsulfat (FeNH4(SO4) 2 �9 12 H20) in dest. Wasser, die mit ausgekochter,

abgekiihlter Salpetersgure versetzt wird, bis die Braunf~irbung der L6sung bei weiterem Zusatz von Salpeters~iure nicht mehr aufge- hellt wird. 2 N Salpetersiiure, ausgekocht und abgekiihlt; Nitrobenzol

Eine ca. 50-100 mg Chlorid enthaltende Probenmenge wird in einen i00ml-Mel3kolben eingewogen. Aus einer Vollpipette gibt man 50 ml 0,1 N Silbernitratl6- sung und 1 ml Nitrobenzol dazu. Man versetzt dann mit 2 ml Indicatorl6sung, 20 ml 2 N Salpeters~iure, verdfinnt auf ca. 100ml mit dest. Wasser und titriert mit 0,1 N Ammoniumrhodanidl6sung, bis ein schwach rotbrauner Farbton bestehen bleibt.

Eine weitere M6glichkeit zur Bestimmung des Chlo- rids ist die potentiometrische Titration mit 0,1 N Silber- nitrat gegen eine Silber/Silberchlorid-Elektrode (vgl. auch DGF-Einheitsmethoden H-I l l 9 (76).

2. Anorganisches Sulfat

a) Zum Nachweis wird der Sodaauszug mit Salzs~iure anges~iuert und mit Bariumchloridl6sung versetzt. Es entsteht ein weiBer Niederschlag von Bariumsulfat.

b) Zur Bestimmung werden 50 ml von der in Salzs~ure gel6sten Asche oder des Filtrats der Kiesels~ure-Bestim- mung gegen Methylorange neutralisiert und auf ca. 350 ml Wasser verdfinnt. Anschliel3end wird 1 ml konz. Salzsfiure hinzugefiigt. Man erhitzt die L6sung zum Sieden und fiigt 10 ml 1 N Bariumchloridl6sung, die man auf 100 ml verdfinnt und zum Sieden erhitzt hat, in einem Gusse unter best~indigem Umriihren hinzu. Man l~gt fiber Nacht, am besten in der W~rme, stehen, filtriert, w~ischt mit heigem Wasser und glfiht den Nieder- schlag.

3. Strontiumsalze

a) Nachweis. Der Nachweis erfolgt flammenphotometrisch.

b) Bestimmung. Dazu werden 50 ml von der in Salzsaure gel6sten Asche bzw. vom Filtrat der Kieselsfiure-Bestim- mung neutralisiert und mit 1 ml HNO3 versetzt. Es werden 8 ml konz. NHaOH zugegeben, zum Sieden erhitzt und 30 rain CO2 eingeleitet. Nach 10 rain und nach 20 rain gibt man je 3 ml NH4OH zu. Nach 30 min gibt man nochmals 8 ml NH4OH und 20 ml Alkohol zu. Da- nach l~il3t man 4 h stehen und zentrifugiert. Der Nieder- schlag wird mit 2 N HC1 aufgel6st und dann als SrSO 4 ge- f~llt.

Die w/iBrige L6sung yon Sr(NO3)2 (ca. 70 ml) wird mit 5 ml 2 N HC1 versetzt und gekocht und dann werden aus einer Biirette 25 ml 2 N H2SO4 zugegeben. Die ersten 5 ml werden tropfenweise zugegeben, und zwar alle 3 s ein Tropfen, die letzten 20 ml l~il3t man schneller zu- laufen. Danach stellt man 1 h aufs Wasserbad. Nach Ab- sitzen des Niederschlags werden 50 ml Alkohol zugegeben. Man l~il3t fiber Nacht stehen und saugt dann fiber

H. K6nig und E. Walldorf: Analyse yon Zahnpasten 197

A2-Porzel lan-Fi l ter t iegel ab und w~ischt mit je 3 Ante i len von insgesamt 15 ml einer L6sung aus 6 0 m l 0,5 N H2SO 4 und 40 ml )kthylalkohol nach. Der Tiegel wird bei 120~ 30 rain im Trockenschrank getrocknet und bei 800~ 1 h gegliiht.

Literatur

1. Belcher, R.,Leonhard, M. A., West, T. S.: J. Chem. Soc. 1959, 3537-3539

2. Belman, S.: Anal. China. Acta 29, 120-126 (1963) 3. Bey, K.: Fette-Seifen-Anstrichmittel 67, 217-221 (1965) 4. Bock, R., Semmler, H. J.: Fresenius Z. Anal. Chem. 230,

161-184 (1967) 5. Biirger, K.: IlI. Int. Kongr. Grenzfl.-akt. Stoffe 3, 37-41

(1960) 6. Cotsis, T. P., Garey, J. C.: Proc. Sci. Sect. TGA 41, 3 (1964) 7. Fiedler, H. P.: Dtsch. Lebensmittel-Rdsch. 72, 116-117

(1976) 8. Giinshirt, H., Malzacher, A.: Naturwissenschaften 47, 279

(1960) 9. Gossel6, J. A. W.: J. Chromatogr. 63, 433437 (1971)

10. Heistand, R. N.: Anal. Chim. Acta 39, 258-260 (1967) 11. Holbrook, A.: J. Pharm. Pharmacol. 10, 370-374 (1958) 12. Kawano, N., Miura, H., Kikuchi, H.: J. Pharm. Soc. Japan 84,

469 (1964) 13. Koch, J., Bretthauer, G.: Fresenius Z. Anal. Chem. 132,

346-356 (1951) 14. K6nig, H.: Fresenius Z. Anal. Chem. 231, 121-136 (1967) 15. K6nig, H.: Fresenius Z. Anal. Chem. 246, 247-251 (1969) 16. K6nig, H.: Fresenius Z. Anal. Chem. 251, 167-171 (1970) 17. K6nig, H.: Fresenius Z. Anal. Chem. 255, 123-125 (1971) 18. K6nig, H.: Neuere Methoden zur Analyse von Tensiden.

Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1971 19. K6nig, H.: Fresenius Z. Anal. Chem. 266, 119-124 (1973) 20. K6nig, H.: Fresenius Z. Anal. Chem. 276, 365-370 (1975)

21. Leonhard, R. E., Kiefer, I. E.: J. Gas Chromatogr. (J. Chroma- togr. Sci.) 4, 142-143 (1966)

22. Lieb, H., Zacherl, M. K.: Hoppe-Seylers Z. Physiol. Chem. 211, 211 (1932)

23. Nash, T.: Biochem. J. 55, 416 (1953) 24. Niirnberg, E.: Dtsch. Apotheker-Ztg. 101, 268 (1961) 25. Phillips, D. M. P.: Biochim. Biophys. Acta 13, 560-563 (1954) 26. Reichling, J., Becker, H.: Dtsch. Apotheker-Ztg. 117,

275-277 (1977) 27. Reid, V. W., Longman, G. F., Heinerth, E.: Tenside-Deter-

gents 4, 292-304 (1967) 28. Reid, V. W., Longman, G. F., Heinerth, E.: Tenside-Deter-

gents 5, 90-96 (1968) 29. Reng, A. K.: Parf/imerie u. Kosmetik 57, 307-316 (1976) 30. Riethe, P.: Zahnfirztl. Mitt. 21, 1083-1086 (1976) 31. Riethe, P.: Zahnfirztl. Mitt. 22, 1139-1143 (1976) 32. R6ssel, T.: Fresenius Z. Anal. Chem. 197, 333-347 (1963) 33. Schmitz-Masse, M. O., Hanocq, M., Herpol-Borremans, M.: J.

Soc. Cosmet. Chem. 27, 593-605 (1976) 34. Schmolck, W., Mergenthaler, E.: Mitt. Dtsch. Forschungsan-

stalt. Lebensmittelchem. Miinchen 152, 263-273 (1973) 35. Seher, A.: Fette-Seifen-Anstrichmittel 61, 345-351 (1959) 36. Strohecker, R., Henning, H. M.: ,,Vitamin-Bestimmungen",

Herausgeb. E. Merck, S. 47-51. Weinheim: Verlag Chemie 1963

37. Strohecker, R., Henning, H. M.: ,,Vitamin-Bestimmungen", Herausgeb. E. Merck, S. 209-212. Weinheim: Verlag Chemie 1963

38. Thoma, K., Rombach, R., Ullmann, E.: Sci. Pharm. 32, 3, 216-224 (1964)

39. Willard, H. H., Winter, O. B.: Ind. Eng. Chem., Anal. Ed. 5, 7-10 (1933)

40. Yamamura, S. S., Wade, M. A., Sikes, J. H.: Anal. Chem. 34, 1308-1312 (1962)

41. Zeeman, A., Scharmann, H., Eckert, W. R.: Fette-Seifen- Anstrichmittel 75, 537-545 (1973)

Eingegangen am 14. Juli 1977

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