4. Хроматография

Хроматография – это процесс разделения смесей между двумя фазами, одной из которых является неподвижный слой, а другая имеет постоянное направление движения.

В основе хроматографического разделения лежит различное поведение разделяемых компонентов при их непрерывном перераспределении между двумя контактирующими фазами.

Хроматографические способы очистки позволяют:

1. Очистить извлечения от сопутствующих веществ.

2. Разделить смесь веществ на отдельные фракции.

3. Выделить вещества в чистом виде (индивидуальные препараты).

В производстве новогаленовых препаратов на стадии очистки наибольшее применение нашли следующие виды хроматографического разделения смесей:

1. Адсорбционная хроматография (на колонках);

2. Ионообменная хроматография.

Адсорбционная хроматография

При адсорбционной хроматографии поглощение веществ из газов или растворов идет на поверхности сорбентов. По­верхность сорбента обычно очень велика, так как на ней имеется ог­ромное количество пор. Так, поверхность 1 г активированного угля имеет площадь, равную 600-1000 м². Процесс адсорбции имеет селек­тивность и позволяет адсорбировать определенные вещества из раст­вора.

Абсорбция – поглощение вещества всем объемом твердой или жидкой фазы. Абсорбцию используют, например, при получении эфир­ных масел. При получении эфирных масел анфлеражем цветы поме­щают в закрытый сосуд над жиром, который всей своей массой абсор­бирует эфирное масло.

Хемосорбция – поглощение веществ с образованием химических соединений. К хемосорбции относится ионный обмен.

К адсорбентам относятся высокодисперсные тела с большой пористой (непористые) или внутренней (пористые) поверхностью (удельная поверхность активированного угля – 600-1000 м²).

Адсорбенты
Пористые:	Непористые:
- силикагель;	- сажа;
- активированный уголь; (бентониты);	- глинистые минералы.
- оксид алюминия.
Адсорбенты
Гидрофильные:	Гидрофобные:
- силикагель;	- активированный уголь.
- алюминия оксид; - бентониты;
- глины;
- магния оксид.

Гидрофобные адсорбенты применяются для очистки гидрофильных извлечений от малогидрофильных веществ (пигментов), т. к. они не адсорбируют гидрофильные компоненты.

Гидрофильные адсорбенты используются для адсорбции гидрофильных веществ из гидрофобных растворителей – хлороформа, эфира, которые они не адсорбируют.

Процесс адсорбции протекает следующим образом (рис. 18): предварительно очищенное от ВМС извлечение (3) пропускают через колонку с адсорбентом (1). При этом на сорбенте адсорбируются или БАВ или примеси. Процесс адсорбции проводят до полного насыщения адсорбента. Если на колонке адсорбировались БАВ, то после ее полного насыщения вещества элюируют (смывают) другим подходящим растворителем и получают насыщенный раствор веществ (6). Если сорбировались примеси, то собирают очищенное извлечение, а адсорбент направляется на регенерацию (5).

Рис. 18. Адсорбер периодического действия (И.А. Муравьев, 1980)

Процессы адсорбции сопровождаются выделением тепла (чаще всего), поэтому снижение температуры благоприятно для сорбции, по­вышение – для обратного процесса, т. е. десорбции. Резкую границу между отдельными видами сорбции провести нельзя, поэтому при ад­сорбции наблюдаются элементы всех видов сорбции.

Адсорбция происходит вследствие взаимодействия сил межмолеку­лярного притяжения в неполярных адсорбентах и силами электриче­ского взаимодействия в полярных адсорбентах. Например, адсорбция на активированном угле объясняется межмолекулярными силами, на силикагеле больше сказывается электрическое притяжение. Обычно вещество на адсорбенте адсорбируется в виде тонкого мономолекуляр­ного слоя, и естественно, его количество зависит от поверхности ад­сорбента.

Движущей силой процесса адсорбции является разность между равновесной концентрацией адсорбируемого вещества и его рабочей концентрацией.

Сг = К * F *  C

где:

Сг – количество адсорбированного вещества;

К – коэффициент массопередачи;

F – поверхность адсорбции;

C – разность концентраций;

 – время.

Ионообменная хроматография

Ионообменная хроматография основана на реакции обмена ионами между неподвижным твердым ионообменным сорбентом и растворенным в растворителе веществом.

В зависимости от характера ионообменных групп иониты подразделяются на:

1. Катиониты (К) (содержат кислотные группы различной силы – сульфогруппы, карбоксильные и оксифенильные) (рис. 19).

2. Аниониты (А) (содержат основные группы – аминогруппы различной замещенности) (рис. 20).

Обычно при пропускании через ионообменную колонку извлечений на ней адсорбируются или осаждаются БАВ, которые за тем смывают с колонки путем пропускания растворов кислот или щелочей. С помощью ионообменных колонок можно очищать и выделять БАВ, имеющие основный или кислотный характер (например: серотонина гидрохлорид из коры облепихи выделяют путем ионообменной хроматографии на катионите КБ – 4П – 2).

[AlkН]Cl+NaКаt  [AlkH]Kat+NaCl

[AlkH]Kat+NH₄OH  Alk+[NH₄]Kat+H₂O

где:

NaKat – катионит в Na форме (солевой)

NH₄Kat – катионит в NH₄ форме

Alk – алкалоид в виде свободного основания

Рис. 19. Катионообменная колонка (Л.А. Иванова, 1991)

Рис. 20. Анионообменная колонка (Л.А. Иванова, 1991)

ТП – 6. Концентрирование и (или) сушка. Полученные очищенные извлечения могут быть слишком разбавленные или содержать неиндифферентные для организма человека органические растворители, которые должны быть удалены. Поэтому достаточно часто полученные извлечения подвергаются концентрированию путем выпаривания в вакуум-выпарных аппаратах при температуре 40-50 ⁰С (иногда до 70 ⁰С). Если необходимо получить сухой экстракционный препарат, то сгущенное извлечение или выделенную сумму веществ подвергают дальнейшей вакуумной сушке. При получении сухих суммарных очищенных препаратов также часто используется распылительная сушка.

ТП – 7. Стандартизация. Все новогаленовые препараты стандартизуют по таким показателям, как и субстанции, полученные химическим синтезом. Некоторые показатели качества в свою очередь зависят от консистенции препарата (жидкий или твердый). Основными показателями являются:

- содержание действующего вещества;

- растворимость (если сухой порошок);

- подлинность;

- посторонние примеси;

- остаточное количество органического растворителя;

- пирогенность (если препарат предназначен для инъекционного пути введения);

- микробиологическая чистота или стерильность (зависит от назначения препарата).

УМО – 8. Фасовка, упаковка, маркировка. Зависит от вида препарата (жидкий или сухой) и является предварительным, т. к. в дальнейшем изготавливают ЛФ.

ПО – 9. Переработка отходов. Как правило, заключается в рекуперации спирта этилового и других органических растворителей.

Получение лекарственных форм

Новогаленовые препараты могут быть использованы для изготовления различных лекарственных форм, вводимых следующими путями:

- пероральный путь введения (таблетки, гранулы, капли);

- ректальный путь введения (суппозитории, ректальные мази);

- инъекционный путь введения (растворы в ампулах).

Но это отдельные технологические процессы, которые будут рассмотрены в следующих темах.

Примеры новогаленовых препаратов

1. Адонизид – жидкий новогаленовый препарат из горицвета весеннего, содержащий сумму сердечных гликозидов горицвета весеннего.

2. Бироксан – жидкий новогаленовый препарат из пастернака посевного, содержащий сумму фурокумаринов.

3. Мукалтин – сухой новогаленовый препарат травы алтея лекарственного, содержащий сумму полисахаридов.

4. Плантаглюцид – сухой новогаленовый препарат из листьев подорожника большого, содержащий сумму полисахаридов подорожника большого и т. д.

5. Раунатин – сухой новогаленовый препарат из корней раувольфии змеинной, содержащий сумму алкалоидов раувольфии змеиной.

6. Фламин – сухой новогаленовый препарат цветков бессмертника песчанного, содержащий сумму флавоноидных соединений бессмертника песчаного.

7. Хлорофиллипт – жидкий новогаленовый препарат из листьев эвкалипта, содержащий сумму хлорофиллов.

Технологическая схема получения новогаленового

препарата «Фламин»

Фламин – препарат, содержащий сумму флавоноидов бессмертника песчаного.

ВР – 1. Санитарная подготовка производства

ВР – 2. Подготовка сырья и экстрагентов

ВР – 2.1. Подготовка сырья

Цветки бессмертника песчаного измельчают при помощи мельницы «Эксцельсиор» до частиц проходящих через сито с диаметром 3 мм.

ВР – 2.2. Подготовка экстрагента

Производят расчет количества 50 % этанола, необходимого для экстрагирования и получают его путем разведения 96 % этанола.

ТП – 3. Экстрагирование

Измельченный материал загружают в батарею из 4-х экстракторов и производят извлечение методом противотока, т. е. методом реперколяции.

ТП – 4. Концентрирование (упаривание)

Полученное извлечение упаривают в вакуум-выпарном аппарате при t⁰ 65-70 ⁰С и вакууме 79992,2-86659,3 н/м² до ¼ первоначального объема (т. е. образуется концентрированное водное извлечение).

ТП – 5. Очистка концентрированного извлечения и получение технического продукта

ТП – 5.1. Очистка от сопутствующих гидрофильных веществ

Полученный концентрированный раствор охлаждают, при этом растворимость труднорастворимых веществ в холодной воде понижается, и они выпадают в осадок. Осадок, содержащий липофильные вещества и труднорастворимые в холодной воде вещества, в том числе и флавоноиды, отделяют.

ТП – 5.2. Очистка от липофильных веществ

Флавоноиды из осадка извлекают водой, водный раствор фильтруют.

ТП – 5.3. Получение технического продукта (извлечение суммы флавоноидов).

Флавоноиды из водного раствора экстрагируют смесью этилацетата и этанола (9:1). Полученное извлечение обезвоживают добавлением высушенного натрия сульфата и фильтруют.

ТП – 6. Концентрирование (выпаривание) и сушка

ТП – 6.1. Концентрирование (выпаривание)

Обезвоженный фильтрат упаривают сначала без вакуума при температуре 73-74 ⁰С, затем, когда на стенках начинает выделяться осадок, подключают вакуум.

ТП – 6.2. Сушка.

Осадок выгружают из вакуум-выпарного аппарата, измельчают в порошок на шаровой мельнице и досушивают в вакуум-сушильном шкафу.

ТП – 7. Стандартизация

Полученный препарат должен представлять собой желтый аморфный порошок, трудно растворимый в холодной воде, легко в теплой воде и этаноле. Должен содержать 15 % гликозидов флавона, 5 % агликонов флавона.

УМО – 8. Фасовка, упаковка, маркировка.

Фламин фасуют в широкогорлые банки темного стекла и передают в таблеточный цех на изготовление таблеток «Фламина» по 0,05. Препарат желчегонного действия.