РАСТВОРЫ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
(В.М.С.)
План:
1. Характеристика В.М.С. и их классификация;
2. Частная технология растворов неограниченно набухающих В.М.С.;
3. Частная технология растворов ограниченно набухающих В.М.С.;
4. Хранение растворов В.М.С.
Высокомолекулярными соединениями (В.М.С.) называются вещества с молекулярной массой от нескольких тысяч до 1 миллиона и более. Молекулы представляют собой гигантские образования, состоящие из сотен отдельных атомов, связанных друг с другом силами главных валентностей.
По форме молекул ВМС делят на 2 группы:
1. с изодиаметричными (сферическими) молекулами (белки: пепсин, трипсин, панкреатин), которые при растворении практически не набухают;
2. с анизодиаметричными (линейными) молекулами (крахмал, производные целлюлозы). Пример: длина молекулы целлюлозы 400 -500 нм, в то время как поперечник 0,3 — 0,5 нм. Растворение данных веществ протекает в 2 стадии: набухание и растворение.
Полярные группы гидратируются: карбоксильные группы удерживают 4 молекулы воды, гидроксильные — 3, кето- и альдегидная по 2. Молекулы воды более подвижны, поэтому просходит диффузия воды внутрь В.М.С., гидратируется В.М.С. и образуется мономолекулярный слой. В.М.С. набухает, увеличиваясь в объеме в 10 — 15 раз. Когда связь между молекулами В.М.С. ослабляется, они диффундируют в воду, образуя истинный раствор. Набухание может быть ограниченным и неограниченным. Для неограниченно набухающих веществ стадия набухания заканчивается растворением. Процесс растворения ограниченно набухающих В.М.С. заканчивается образованием студня. При нагревании, например, студень желатина переходит в раствор.
Все ВМС по природе делят на:
1. природные (белки);
2. синтетические (поливиниловый спирт);
3. полусинтетические (производные целлюлозы: метилцеллюлоза, натрий карбоксиметилцеллюлоза Na-К.М.Ц.).
По процессу растворения ВМС делят на:
1. ограниченно набухающие;
2. неограниченно набухающие.
По применению в фармации ВМС делят на:
1. Лекарственные вещества (пепсин, трипсин и т. д.);
2. Вспомогательные вещества: основы для суппозиториев и мазей, пролонгаторы, солюбилизаторы, эмульгаторы и стабилизаторы, корригирующие вещества, добавки к кровезаменителям, упаковочный материал.
Макромолекулы ВМС не обнаруживаются в ультрамикроскопе. Растворы обладают способностью к опалесценции и некоторой мутностью, не подчиняются закону Вант — Гоффа. Характеризуются небольшим (по абсолютной величине), но аномально высоким осмотическим давлением. Растворы ВМС отличаются высокой вязкостью.
Частная технология неограниченно набухающих В.М.С. Растворы пепсина.
Пепсин — протеолитический фермент, получаемый из слизистой оболочки желудка свиней. Фермент пепсин — это специфический белок с молекулярной массой 35000. Это высоко гидрофильное вещество, хорошо растворимое в воде с образованием слабо опалесцирующих растворов слабо кислой реакции. Активность пепсина проявляется при значении рН раствора 1,8 — 2,0. Поэтому растворы пепсина обычно готовят в концентрации 2% — 4% на растворе кислоты хлористоводородной разведенной.
Acidi hydrochlorici diluti 4 ml
Aquae purificatae 200 ml
M. D. S. По 1 ст. л. во время еды
Пепсин легко инактивируется в сильно кислой среде, поэтому готовят раствор кислоты хлористоводородной.
В подставку помещают 200 мл воды очищенной и 4 мл кислоты разведенной хлористоводородной 8,3 %. В растворе растворяют 4,0 пепсина, процеживают в случае необходимости через ватный тампон, так как бумага, заряжаясь отрицательно, может адсорбировать на себе положительно заряженный белок. В растворе допускается наличие тяжей.
Кроме кислоты хлористоводородной разведенной можно использовать рабочий раствор этой кислоты 1:10.
В данном случае берут 164 мл воды очищенной и 40 мл раствора кислоты хлористоводородной разведенной 1:10.
Растворы с экстрактами.
В составе экстрактов, в особенности густых и сухих, в большем или меньшем количестве находятся слизистые и камедистые вещества, растительные белки. Большинство экстрактов растворимо в воде, но сухие экстракты при растворении в подставке комкуются и медленно растворяются в воде. Густые экстракты образуют концентрированные, вязкие растворы, поэтому густые и сухие экстракты растворяют в ступке под пестиком, постоянно разбавляя водой. В теме: «Настои, отвары, слизистые извлечения» мы сталкиваемся с экстрактами сухими стандартизированными (горицвета, термопсиса, алтея).
Частная технология ограниченно набухающих В.М.С. Раствор желатина.
Это продукт частичного гидролиза коллагена, содержащегося в соединительной ткани кожи, хрящах животных. Не измельченный желатин представляет собой желтоватые просвечивающиеся листочки. Порошок имеет белый или желтоватый цвет. Благодаря наличию химических связей — «мостиков» цепи молекул желатина сшиваются между собой, лишаясь возможности перейти в раствор. Образуется упругий студень. При нагревании водородные мостики разрываются и желатиновый студень плавится и превращается в раствор, который смешивается с водой и глицерином. Не застудневают только растворы желатина с концентрацией менее 0,9 %. Растворы желатина применяют в основном для остановки кровотечений (желудочно-кишечных, легочных, а также при гемофилии). Желатин содержит соли кальция, что способствует повышению свертываемости крови. Перед вливанием раствора желатина медицинского его необходимо подогреть до температуры тела. На место подкожного введения накладывают компресс, при кишечных кровотечениях применяют в клизмах по 50 — 100 мл слабо подогретого 5 — 10 % раствора.
Rp.: Gelatinae medicinalis 10,0
Aquae purificatae 100 ml
M. D. S. Ha 2 клизмы в теплом виде.
10,0 тонко измельченного желатина заливают в фарфоровой чашке 50 мл воды очищенной, дают набухнуть 2 часа, добаляют остальной объем воды и нагревают на водяной бане до температуры 40 — 50° С. При необходимости раствор процеживают, перед применением разогревают. Расплавление и застудневание может происходить множество раз.
Крахмал получают из:
1. зерновок пшеницы — пшеничный крахмал (Amylum Tritici),
2. кукурузы (Amylum Maydis),
3. риса (Amylum Ozyzae),
4. из клубней картофеля (Amylum Solani).
Крахмал состоит из 2-х основных фракций 10-20 % растворимой в воде амилозы, имеющей нитевидное строение, и 90 — 80 % не растворимого в воде, но набухающего в ней амилопектина.
В холодной воде крахмал не растворим, при обработке горячей водой склеивается в комки, поэтому имеется специальная технология приготовления крахмального клейстера.
Для клизм и для внутреннего употребления готовят 2 % раствор крахмала по массе, в соответствии с Государственной Фармакопеей VIII издания.
2 части крахмала взмучивают с 8 частями холодной воды и взвесь выливают в кипящую воду (90 мл), тщательно помешивая, до просветления раствора. При необходимости массу раствора доводят до 100,0.
Метилцеллюлоза растворимая (Methylcellulosum solubile).
Растворы готовят следующим образом. Навеску препарата заливают водой, нагретой до температуры 80-90°С в объеме 1/2 от требуемого объема получаемого раствора. После понижения температуры до комнатной, добавляют остальную холодную воду и раствор ставят в холодильник. При повышении температуры выше 50°С водные растворы М.Ц. коагулируют, но при охлаждении гель снова переходит в раствор. М.Ц. и натрий-К.М.Ц. применяют в качестве вспомогательных веществ в мазях, линиментах, пролонгаторов глазных капель и инъекционных растворов.
Поливинилпирролидон (Polyvinyl pyrrolidonum)
Молекулярная масса 10 тысяч – 100 тысяч — это полимер N-винилпирролидона. Широко применяется П.В.П., имеющий молекулярную массу 12600 — 35000. Он растворим в воде, спиртах, глицерине, легко образует комплексы с лекарственными соединениями (витаминами, антибиотиками). Используется в медицине и фармации как стабилизатор эмульсий и суспензий, как пролонгатор, наполнитель таблеток и драже. Он входит в состав плазмозаменителей, аэрозолей, глазных лекарственных пленок. Гели на П.В.П. используются для приготовления мазей.
Поливиниловый спирт (Polyvinolum)
Это синтетический полимер алифатического ряда, содержащий гидроксильные группы.
По величине молекулярной массы П.В.С. делят на 4 группы:
1. олигомеры (4000 — 10000);
2. низкомолекулярные (10000 -45000);
3. среднемолекулярные (45000 — 150000);
4. высокомолекулярные (50000 — 500000).
Обладает высокой реакционной способностью благодаря наличию гидроксильных групп. В технологии лекарственных форм применяют растворы 1,4 — 2,5 % в качестве эмульгатора, загустителя и стабилизатора.
Растворы В.М.С. в рецептах прописываются с разными лекарственными веществами, чаще всего электролитами. При введении электролитов уменьшается растворимость В.М.С. (явление высаливания).
По убывающей активности высаливающего действия анионы можно расположить следующим образом:
сульфат → цитрат → ацетат → хлорид → нитрат,
а катионы:
литий → натрий → калий → рубидий → цезий.
Однако для полного высаливающего В.М.С. требуются высокие концентрации электролитов. Высаливающее действие обусловлено тем, что ионы электролита, гидратируясь, отнимают воду у молекул В.М.С. Этиловый спирт, глицерин, концентрированные растворы сахара (сиропы) действуют также высаливающе.
Под действием вышеперечисленных факторов, а также низкой температуры может наблюдаться коацервация.
Коацервация — разделение системы на 2 слоя: концентрированный слой полимеров в растворителе и разбавленный раствор того же полимера. В основном при действии низких температур возможно желатинирование (застудневание) растворов ВМС (полная утрата текучести).
Может происходить синерезис, в результате чего из студня выделяется вода. Все эти явления необходимо учитывать при хранении растворов ВМС и их применении. Например, при нагревании раствора желатина восстанавливается его текучесть.
Источник
Приготовление растворов некоторых природных ВМС
Лекция 14
Растворы ВМС
План:
Свойства и изготовление растворов ВМС.
Коллоидные растворы. Свойства.
Изготовление растворов протаргола, колларгола, ихтиола.
Высокомолекулярные соединения (ВМС) широко распространены в природе — в животном и растительном мире. Много ВМС содержится и в организме человека, обеспечивая его нормальное функционирование.
К высокомолекулярным веществам (ВМВ) относят вещества с молекулярной массой более 10000. Растворы ВМВ – истинные растворы, структурной единицей которых являются макромолекулы или макроионы размером 1–100 нм.
Процесс растворения ВМВ идет в две стадии:
ü Собственно растворение.
Характер протекания этих процессов зависит от структуры ВМВ, расположения молекул в пространстве и их взаимодействия.
ВМВ могут применяться как лекарственные вещества (крахмал, желатин, микрокристаллическая целлюлоза и др.), а также в качестве вспомогательных веществ (крахмал, желатин, производные целлюлозы, полиэтилен и др.).
Разнообразные ВМС природного, полусинтетического и синтетического происхождения входят в состав различных лекарственных препаратов, регулируют их технологические и биофармацевтические характеристики.
Знание свойств и области использования ВМС и их растворов необходимо студентам для достижения уровня специалиста — технолога.
Растворы ВМС являются особым классом соединений, обладающих большой молекулярной массой. ВМС построены из большого числа соединенных друг с другом (химическими или физическими связями) одинаковых или различных молекул или группировок. Исходное низкомолекулярное вещество называют м о н о м е р о м. Наличие двух типов связей — химических (прочные связи вдоль основной цепи) и физических (слабые связи между цепями) обеспечивают специфические свойства ВМС: высокую упругость, эластичность, способность к образованию пленок, волокон и т.п.
По происхождению ВМС делятся на природные: белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты; полусинтетические, получаемые в результате химической обработки природных ВМС, например, целлюлозы – получают МЦ, Na-КМЦ; синтетические – ПВС, ПВП и др.
В зависимости от строения макромолекулы ВМС могут быть линейными, разветвленными и пространственными. Линейную структуру имеют молекулы полиэтилена, целлюлозы, амилазы и др. Разветвленную структуру (от основной цепи отходят ответвления) имеют амилопектин и другие полисахариды; из синтетических — дивиниловый каучук, полиэтилен высокого давления. Пространственную (сетчатую) структуру имеют , например, клей БФ, фенолформальдегидные смолы.
Линейные гибкие молекулы могут свертываться в клубки, глобулы или выпрямляться в пучки, например, пепсин — глобулярный белок состоит из макромолекул шаровидной или элипсоидной формы, он гидрофилен, хорошо растворяется в воде.
Некоторые белки и нуклеиновые кислоты отличаются спиральной структурой, например, коллаген.
Растворы ВМС — гомогенные термодинамически устойчивые системы. Растворение ВМС происходит самопроизвольно, но имеет характерную особенность – растворению предшествует набухание. При набухании происходит распределение молекул растворителя между молекулами ВМС; одновременно происходит гидратация макромолекул; объем ВМС значительно увеличивается. На величину набухания оказывают влияние следующие факторы:
— температура (как правило, увеличивает скорость набухания);
— измельчение (увеличивает скорость набухания);
— молекулярная масса (с увеличением молекулярной массы набухание замедляется);
— возраст полимера (свежие продукты обладают большей степенью и скоростью набухания);
— присутствие электролитов (большие количества электролитов замедляют набухание).
Набухание может быть ограниченным и неограниченным. При повышении температуры ограниченное набухание может перейти в неограниченное, например, желатин и крахмал при комнатной температуре набухают ограниченно, а при нагревании растворяются.
Растворы ВМС имеют свойства, сближающие их и с истинными и с коллоидными растворами. Как и истинные растворы низкомолекулярных веществ, растворы ВМС образуются самопроизвольно. Имеют молекулярную степень дисперсности , обладают агрегативной и термодинамической устойчивостью.
Но вследствие величины макромолекул растворы ВМС имеют свойства, общие с коллоидными растворами: слабая степень диффузии, наличие явления Тиндаля (непрозрачность в отраженном свете) и др.
Растворы ВМС по ряду свойств существенно отличаются от растворов низкомолекулярных веществ: они обладают малой скоростью диффузии, малым осмотическим давлением, более высокой вязкостью, чем соответствующие им по концентрации растворы низкомолекулярных соединений. Эти особенности обусловлены, чаще всего, большим размером и формой молекул.
Растворы ВМС термодинамически равновесные и агрегативно устойчивые системы, но в определенных условиях их устойчивость нарушается и наблюдаются явления высаливания, коацервации, застудневания.
В Ы С А Л И В А Н И Е чаще всего наблюдается при добавлении растворов электролитов или водоотнимающих средств (этилового спирта, сахарного сиропа). При высаливании, внешне похожем на коагуляцию, происходит гидратация ионов соли электролита, что вызывает осаждение ВМС. Высаливание белков концентрированными растворами солей применяют часто в производстве ферментов и других препаратов из животного сырья с целью осаждения примесей сопутствующих белков или для выделения основного действующего белка (гормона, фермента).
В аптечном производстве лекарственных препаратов следует учитывать высаливающее действие этилового спирта, сахарного сиропа и растворов солей электролитов при изготовлении растворов ВМС:этиловый спирт и большие количества электролитов несовместимы с растворами ВМС.
К О А Ц Е Р В А Ц И Я — это разделение раствора ВМС на две фазы: раствор растворителя в ВМС и раствор ВМС в растворителе. Раствор более богатый ВМС выделяется в виде мельчайших капелек — коацерватов, которые сближаются , но не соединяются. Коацервация происходит при добавлении электролитов. Явление коацервации используется в производстве микрокапсулированных лекарственных препаратов.
З А С Т У Д Н Е В А Н И Е (желатирование) — процесс превращения водного текучего раствора в плотный упругий гель вследствие образования пространственной структуры. Гель можно разрушить, прилагая механическое воздействие (встряхивание, перемешивание), и тем самым возвратить систему в первоначальное состояние раствора.
Приготовление растворов некоторых природных ВМС
Раствор П Е П С И Н А готовят, растворяя пепсин в растворе разбавленной хлороводородной кислоты.
Возьми: Раствора хлороводородной кислоты 2% 200 мл
Обозначь. Принимать по 1 столовой ложке перед едой.
Приготовление. Во флакон для отпуска отмеривают 160 мл воды очищенной, добавляют 40 мл раствора (1:10) кислоты хлороводородной, перемешивают. В полученном растворе растворяют 5,0 пепсина. При необходимости фильтруют через рыхлый ватный тампон и оформляют к отпуску этикеткой “Внутреннее” с предупредительной надписью “Хранить в прохладном месте” и “Взбалтывать перед употреблением”.
Раствор Ж Е Л А Т И Н А готовят с учетом его свойств (ограниченно набухающее ВМС).
Возьми: Раствора желатина 2% — 200 мл
Выдай. Обозначь Принимать по 1 столовой ложке через 1 час
Приготовление. В тарированную выпарительную чашку помещают 4,0 желатина, заливают 20-40 мл холодной воды очищенной и оставляют для набухания на 40-60 минут. Затем добавляют оставшийся объем воды и нагревают на водяной бане до растворения желатина. Убыль воды за счет испарения компенсируют, доводят до заданного объема. Полученный теплый раствор фильтруют через двойной слой марли, переносят во флакон для отпуска и оформляют.
Раствор К Р А Х М А Л А тоже готовят с учетом его физико-химических свойств (ограниченно набухающее ВМС) по массе.
Возьми: Раствора крахмала 10% — 50,0
10% раствор (гель) крахмала может применяться как эмульгатор при приготовлении масляных эмульсий.
Приготовление. Нагревают в тарированной выпарительной чашке 35 мл воды очищенной до кипения. 5,0 крахмала в другой чашке смешивают с 10 мл холодной воды очищенной и быстро, при помешивании, выливают в кипящую воду. Кипятят не более 1-2 минут. В случае необходимости массу раствора доводят до 50,0 водой очищенной. Используют в теплом виде для эмульгирования 10,0 масла.
Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 2427 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
