РАСТВОРИТЕЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ

Изготовление лекарственных препаратов связано с применением в значительных количествах жидкостей, необходимых для растворения или извлечения фармакологически активных веществ. В зависимости от назначения эти жидкости могут быть растворителями или экстрагентами. Под растворителями подразумеваются индивидуальные химические соединения или смеси, способные образовывать с ними однородные смеси – растворы. Под экстрагентами подразумеваются растворители для экстракции растительного или биологического материала.

По происхождению (природе) дисперсионные среды можно классифицировать на:

ü природные: неорганические (вода очищенная); органические (этанол, глицерин, масла жирные и минеральные);

ü синтетические и полусинтетические: органические (димексид, ПЭО-400); элементорганические (полиорганосилоксановые жидкости).

По размеру (величине) молекул дисперсионные среды могут быть: низкомолекулярными (вода, глицерин, этанол) и высокомолекулярными веществами и олигомерами (полиэтиленоксид-400).

По степени гидрофильности различают дисперсионные среды:

ü гидрофильные (вода, глицерин);

ü липофильные (жирные и минеральные масла, хлороформ, полиорганосилоксановые жидкости, эфир);

ü дифильные (этанол, димексид и др.).

По назначению различают: собственно дисперсионные среды (в растворах защищенных коллоидов, суспензиях, эмульсиях, сложных микстурах); растворители (в истинных растворах низко- и высокомолекулярных веществ); экстрагенты (для получения водных извлечений, экстракционных препаратов разной природы).

К дисперсионным средам предъявляют высокие требования. Они должны:

ü обладать растворяющей способностью или обеспечивать достижение оптимальной дисперсности;

ü обеспечивать биологическую доступность лекарственных веществ;

ü не подвергаться микробной контаминации;

ü быть химически индифферентными, биологически безвредными;

ü обладать оптимальными органолептическими свойствами;

ü быть экономически выгодными.

Некоторые среды могут быть экстрагентами при получении извлечений из лекарственного растительного сырья и затем служить дисперсионной средой для извлеченных веществ.

К экстрагентам предъявляют дополнительные требования:

ü высокая диффузионная способность;

ü проницаемость через поры биологического материала, клеточные мембраны;

ü десорбирующая способность;

ü избирательная (селективная) растворяющая способность.

Из класса неорганических жидкостей для фармацевтического производства наибольшее значение имеет вода очищенная. Вода очищенная используется при получении различных лекарственных форм: настоев, отваров, растворов, эмульсий, суспензий, капель.

Вода очищенная (Aqua purificata)

В ГФ в разделе «Правила пользования фармакопейными статьями» отмечено, что если не указан в рецепте растворитель, то готовят водные растворы. Вода очищенная фармакологически индифферентна, доступна и хорошо растворяет многие лекарственные вещества, но в то же время в ней довольно быстро гидролизуются некоторые лекарственные ве­щества и размножаются микроорганизмы. Качество жидких лекарственных форм в значительной степени зависит от воды очищенной.

Вода очищенная (лат. cilla – капля – вода, собранная каплями) должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и вкуса, значение рН может колебаться в пределах 5,0 – 6,8, сухой остаток не должен превышать 0,001% (т. е. 1 мг в 100 мл воды). Вода не должна содержать восстанавливающих веществ (при кипячении в течение 10 мин 100 мл воды с 2 мл кислоты серной разведенной и 1 мл 0,01 н. раствора калия перманганата вода должна оставаться окрашенной в розовый цвет), нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, кальция, тяжелых металлов, углерода диоксида, допускается лишь наличие следов аммиака (не более 0,00002%). Микробиологическая чистота воды очищенной должна соответствовать требованиям на воду питьевую, допускается содержание в ней не более 100 микроорганизмов в 1 мл при отсутствии бактерий сем. Enterobacteriaceae, P.aeruginosa, S.aureus. Для приготовления стерильных неинъекционных лекарственных средств, изготовляемых асептически, воду необходимо стерилизовать.

Для получения воды очищенной следует выполнить как минимум три требования. Во-первых, исходная вода должна соответствовать: качеству, предъявляемому к питьевой воде. Если она не удовлетворяет этим требованиям, то ее предварительно очищают. Во-вторых, вода очищенная может быть получена следующими методами: методом ионного обмена, методом электродиализа, методом обратного осмоса, методом дистилляции (или перегонки). В-третьих, надо правильно организовать сбор и хранение воды очищенной.

Получение воды должно производиться в асептических условиях с использованием специальных аппаратов в специально оборудованном для этих целей помещении в соответствии с инструкцией по санитарному режиму аптек. В этом помещении запрещается проводить другие виды работ. В аптеке выделяется ответственное лицо, которое следит за правильностью дистилляции, обработкой аквадистиллятора и его деталей, а также сбором и хранением воды.

Метод дистилляции

На качество воды очищенной влияют исходный состав питьевой воды, конструктивные особенности дистиллятора (аквадистиллятора), а также условия сбора и хранения воды. Для получения воды очищенной в городах обычно используют водопроводную воду, отвечающую санитарным требованиям, установленным для питьевой воды.

Часто питьевая вода нуждается в предварительной очистке, поскольку может содержать органические вещества, аммиак и соли, сообщающие ей жесткость, и др. Способы очистки зависят от характера содержащихся в воде примесей.

Механические примеси обычно отделяют путем отстаивания с последующим сливанием воды с осадка (декантацией) или фильтрования. С этой целью используют фильтры, выполненные в виде емкости цилиндрической формы. Фильтры заполняют антрацитом или кварцевым песком. Емкости имеют крышку и дно, снабженные устройствами для ввода, вывода и распределения воды внутри фильтра. Фильтры могут быть однослойными (например, только слой антрацита) или двухслойными (антрацит и кварцевый песок). Высота загрузки колеблется в зависимости от количества взвешенных частиц и желаемого промывочного эффекта.

При использовании питьевой воды, содержащей большое количество органических веществ (главным образом в районах, где водохранилища находятся в глинистой почве) перед дистилляцией добавляют 1% раствор калия перманганата из расчета 25 мл на 10 л воды, перемешивают и оставляют стоять 6 – 8 ч. Выделяющийся активный кислород окисляет органические вещества:

2KMnО₄+ H₂O ® 2KOH + 2МnО₂¯ + 3О₂

Затем воду сливают и фильтруют.

При наличии в воде аммиака, который легко переходит в дистиллят, добавляют квасцы алюмокалиевые из расчета 5,0 г на 10 л воды:

2KA1(SО₄)₂+6NH₄OH → 3 (NH₄)₂SО₄+K₂S0₄+2Al(OH)₃

При этом проходит и побочная реакция: избыток квасцов реагирует с хлоридами, которые часто присутствуют в воде, с выделением газообразного водорода хлорида, легко переходящего в дистиллят:

2KAl(SО₄)₂+6NaCl=K₂SO₄+3Na₂SO₄ + 2 А1С1₃

А1С1₃+ЗН₂О →↓А1(ОН)₃+3НС1

Для связывания водорода хлорида к 10 л воды после обработки ее квасцами добавляют 3,5 г натрия фосфата двузамещенного:

NaHPO₄ + НС1 = NaCl + NaH₂ P0₄

Нежелательным является присутствие в воде солей кальция и магния, сообщающих ей временную и постоянную жесткость, в результате чего при дистилляции воды на стенках испарителя образуется накипь. При этом может повыситься температура кипения воды, что приведет к разложению органических веществ и получению летучих продуктов. Кроме того, при перегонке жесткой воды быстро выходят из строя нагревательные элементы дистиллятора. Временную жесткость воды обусловливает наличие кальция и магния гидрокарбонатов. От них можно освободиться при кипячении воды. При этом гидрокарбонаты переходят в карбонаты и выпадают в осадок, который отфильтровывают:

Са(НСО₃)₂ →↓СаСО₃ + Н₂О+СО₂

Однако, при этом вода насыщается углерода диоксидом, который медленно удаляется при кипячении, тем самым снижается рН воды очищенной. Поэтому для устранения временной жесткости целесообразно применять кальция гидроксид:

Са(НСО₃)₂+Са(ОН)₂→↓ 2СаСО₃+2Н₂О

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием кальция и магния хлоридов, сульфатов и других солей. Ее устраняют при обработке воды натрия карбонатом:

СаС1₂ +Na₂CO₃→СаСО₃ +2NaCl

MgSO₄+Na₂CO₃→↓MgCO₃+Na₂SO₄

Удобен известково-содовый способ умягчения воды, т. е. добавление к воде одновременно кальция гидроксида и натрия карбоната. Под действием первого удаляется временная жесткость, а под действием второго – постоянная. Кальция гидроксид связывает также находящийся в воде углерода диоксид:

СО₂ + Са(ОН)₂→СаСО₃ +Н₂О

Обработку воды перед дистилляцией следует производить в отдельных емкостях во избежание загрязнения аквадистиллятора. Водопроводная вода, подготовленная вышеуказанным способом, все же содержит достаточное количество солей, которые при дистилляции оседают на стенках испарителя и электронагревательных элементах, в результате чего значительно снижается производительность аквадистиллятора и нередко выходят из строя электронагреватели. Поэтому наиболее перспективно создание аппаратов в комплексе с водоподготовителями. В настоящее время предложена электромагнитная обработка воды. Метод магнитной обработки заключается в пропускании воды через зазоры, образованные в корпусе специального устройства между подвижными и неподвижными магнитами. В результате воздействия на воду магнитного поля изменяются условия кристаллизации солей при дистилляции. Вместо плотных осадков на стенках дистилляторов образуются рыхлые, а в толще воды – взвешенный шлам. При использовании устройства обязателен ежедневный сброс воды из аппарата для удаления шлама.

Общий принцип получения воды очищенной дистилляцией заключается в следующем. Питьевую воду или воду, прошедшую водоподготовку, подают в дистиллятор, состоящий из трех основных узлов: испарителя, конденсатора и сборника. Испаритель с водой нагревают до кипения. Пары воды поступают в конденсатор, где они сжижаются и в виде дистиллята поступают в сборник. Все нелетучие примеси, находившиеся в исходной воде, остаются в аквадистилляторе.

Для получения воды очищенной (используют дистилляторы, которые отличаются друг от друга по способу нагрева, производительности (л/ч) и конструктивным особенностям. Дистилляторы разделяются на аппараты с огневым, электрическим и паровым нагревом. В соответствии с современной номенклатурой аквадистилляторы классифицируются следующим образом: ДО – аквадистиллятор огневой, ДЭВ –дистиллятор электрический с водоподготовителем, ДЭВС – аквадистиллятор электрический с водоподготовителем и сборником и др. По конструкции аппараты бывают периодического действия и циркуляционные. В аквадистилляторах периодического действия воду очищенную получают отдельными порциями. Для наполнения испарителя исходной водой процесс дистилляции прерывают. Циркуляционные аквадистилляторы автоматически наполняются во время перегонки нагретой водой из конденсатора. Дистиллятор ДЭ-1 представлен на рис. 19.

Рисунок 19. Дистиллятор ДЭ-1

Аппарат ДЭ-1 производительностью 4 – 5 л/ч состоит из испарителя (8) с вмонтированными в его дно трубчатыми электронагревательными элементами (15), защищенного снаружи стальным кожухом (9), конденсатора (1) и уравнителя (7) для автоматического наполнения испарителя водой. Вода из водопровода поступает в аппарат через ниппель (16), где она, омыв снаружи куполовидный корпус конденсатора (нагреваясь при этом), по сливной трубке (5) через воронку (6) поступает в уравнитель.

Излишек воды попадает в отверстие и по внутренней трубке уравнителя выводится из аппарата через отверстие в ниппеле (12). Пар из испарителя через патрубок (4) поступает в конденсатор; конденсируясь, вода стекает вниз и выводится через ниппель (3). Отверстие (2) в корпусе конденсатора предназначено для выхода пара, не успевающего конденсироваться, чем предупреждается повышение давления в аппарате. Включение в сеть производится с помощью провода (14), выходящего через втулку в отверстие кожуха. На кожухе имеется болт заземления (13). Необходимо, чтобы слив воды из ниппеля (12) был непрерывным на протяжении всего времени работы аппарата. По окончании ее вначале выключают электронагрев и только потом прекращают поступление в аппарат воды. Воду из испарителя выпускают через кран (10) в крестовине (11).

Аквадистиллятор ДЭ-25 широко используется для получения воды очищенной в аптеках (рис. 20). Его производительность 25 л/ч. Основными частями аппарата являются камера испарения с отражательными экранами для сепарации пара, конденсатор, электронагреватели, уравнитель, датчик времени, вентиль, кран спускной, электрощит с проводом, основание, крыша люка, ниппель для слива воды. Сепаратор пара имеет большое значение для получения высокого качества воды очищенной, поскольку вследствие брызгоуноса в дистиллят попадают вещества, содержащиеся в исходной воде.

Рисунок 20. Аквадистиллятор ДЭ-25. 1- ниппель; 2,3 – гайки; 4 – спускной кран; 5 – сливная трубка; 6 – накидная гайка; 7 – крышка люка; 8 – крышка; 9 – отражательные экраны (сепараторы); 10 – конденсатор; 11 – камера испарения; 12 – датчик уровня; 13 – электронагреватель; 14 – вентель; 15 – привод датчика; 16 – болт заземления; 17 – штуцер; 18 – основание; 19 – уровнитель.

В камере испарения смонтированы электронагреватели. В начале работы водопроводная вода, непрерывно поступающая через вентиль, заполняет камеру испарения до установленного уровня. В дальнейшем по мере выкипания вода будет поступать в камеру испарения только частично, основная же часть будет сливаться по трубке в уравнитель и далее через штуцер в канализацию или может использоваться для хозяйственных нужд. Уравнитель сообщается с камерой испарения и служит для постоянного поддержания в ней необходимого уровня воды. Аппарат снабжен автоматическим устройством – датчиком уровня, предохраняющим электронагреватели от перегорания в случае понижения уровня воды ниже допустимого.

После монтажа аквадистиллятора следует иметь в виду, что использование воды очищенной по прямому назначению разрешается только после 48 ч работы аппарата и проверки качества воды в соответствии с требованиями ГФ. Необходимо каждую партию воды подвергать контролю в соответствии с требованиями ГФ.

Метод ионного обмена

Для обессоливания (деминерализации) воды применяют различные установки. Принцип их действия основан на том, что вода освобождается от солей при пропускании ее через ионообменные смолы. Основной частью таких установок являются колонки, заполненные ионообменными смолами – катионитами и анионитами. Активность катионитов определяется наличием карбоксильной или сульфоновой группы, обладающей способностью обменивать ионы водорода на ионы щелочных и щелочноземельных металлов:

R(SO₃H)₂ + Са(НСО₃)₂ → R(SO₃)₂Ca + 2Н₂О + СО₂

Аниониты – чаще всего продукты полимеризации аминов с формальдегидом, обменивающие свои гидроксильные группы на анионы:

RNH₃OH + NaCI → RNH₃CI + NaOH

Установки также имеют емкости для растворов кислоты, щелочи и воды очищенной, необходимых для регенерации смол. Регенерация катионитов осуществляется хлороводородной или серной кислотой:

R(SO₃)₂ Са + 2НС1 → R(SO₃H)₂ + CaCl₂

Аниониты восстанавливаются раствором щелочи (2-5%):

RNH₃C1 + NaOH → RNNaOH + NaCI

Деминерализация воды проводится в специальных аппаратах – колонках. Воду сначала пропускают через колонку с катионитом, а затем с анионитом или в обратном порядке (конвенкционная система), или воду пропускают через одну колонку, содержащую одновременно катионит и анионит (смешанная колонка).

В аптечной практике может быть использован деминерализатор, который содержит катионитовую и анионитовую ионообменные колонки, датчик контроля электропроводности обессоленной воды и систему отключения подачи водопроводной воды при снижении электросопротивления обессоленной воды ниже допустимого значения. В комплект также входит регенератор, предназначенный для восстановления ионообменной емкости смол путем пропускания растворов натрия гидроксида через катиониты и кислоты хлороводородной через аниониты. После регенерации проводится тщательная промывка смол проточной и обессоленной водой до полной ликвидации следов промывочного раствора (рис.21)

Рисунок 21. Деминерализатор

Метод обратного осмоса

Обратный осмос (гиперфильтрация). Этот метод разделения впервые был предложен в 1953 г. Ч. Е. Рейдом для обессоливания воды. Прямой осмос – самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемые мембраны в солевой раствор до равновесного состояния, характеризующегося выравниванием осмотического давления по обе стороны от мембраны.

Рисунок 22. Схема обратного осмоса. 1 – обессоленная вода; 2 – солевой раствор; 3 – мембрана.

Обратный осмос – переход растворителя (воды) из раствора через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления в направлении, противоположном прямому осмосу, т.е. со стороны исходной высокоминерализованной воды в отсек с очищенной водой. Избыточное рабочее давление солевого раствора в этом случае намного больше осмотического. Движущей силой обратного осмоса является разность давлений. Так, например, морская вода, содержащая 3,5% солей, имеет осмотическое давление 2,5 мПа. Для проведения обратного осмоса необходимо солевому раствору сообщить избыточное рабочее давление Р = 7 – 8 мПа.

Для разделения применяют мембраны двух типов:

ü пористые – с размером пор 10^-4 - 10^-3 мкм (1 – 10 А). Селективная проницаемость основана на адсорбции молекул воды поверхностью мембраны и ее порами. При этом образуется сорбционный слой толщиной несколько десятков А. Адсорбированные молекулы перемещаются от одного центра адсорбции к другому, не пропуская соли. В нашей стране выпускаются ультрафильтрационные ацетатцеллюлозные мембраны – УАМ 50м, диаметр пор менее 50 А. УАМ 100м – 75 А, УАМ 150м – 125 А. УАМ 200м – 175 А, УАМ 300м – 250 А и УАМ 500м – более 300 А;

ü непористые диффузионные мембраны образуют водородные связи с молекулами воды на поверхности контакта. Под действием избыточного давления Р эти связи разрываются, молекулы воды диффундируют в противоположную сторону мембраны, а на образовавшиеся вакансии проникают следующие. Таким образом, вода как бы растворяется на поверхности и диффундирует внутрь слоя мембраны. Соли и почти все химические соединения, кроме газов, не могут проникнуть через такую мембрану. В нашей стране выпускаются гиперфильтрационные ацетатцеллюлозные мембраны МГА-80, МГА-90, МГА-95, МГА-100. Цифры в марке означают % селиктивности – S.

На этом принципе работают промышленные установки «Роса», УГ-1 и УГ-10 производительностью соответственно от 0,1 до 10 и от 1 до 10 м/сут.

Метод электродиализа

Электродиализный метод получения очищенной воды основан на удалении ионов солей из исходной воды под действием поля постоянного электрического тока с помощью селективно проницаемых ионитовых мембран. Принципиальная схема получения очищенной воды методом электродиализа представлена на рис. 23 .

Сущность процесса можно объяснить следующим образом. Ванна наполнена исходной водой и разделена на несколько частей ионообменными мембранами. Мембраны, имеющие отрицательный заряд и проницаемые для катионов, называются катионитовыми, а мембраны с положительным зарядом и проницаемые для анионов – анионитовыми. Если через ванну пропустить постоянный ток, то все ионы солей, находящиеся в исходной воде, начнут передвигаться соответственно знаку своего заряда к аноду или катоду. Ионообменные мембраны при этом не сорбируют ионы, а селективно пропускают их в соответствии со знаком заряда. Ионы солей, удаленные из камер обессоливания, концентрируются в соседних камерах, в результате чего в одних камерах (дилютных) вода обессоливается, а в других (рассольных) насыщается ионами солей.

Рисунок 23. Принципиальная схема получения очищенной воды методом электродиализа. МК – мембрана катионитовая, МА – мембрана анионитовая.

---

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 3790; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!