Фиты. 1. Исторические этапы развития фитохимии и организации производства фитопрепаратов
 Скачать 3.58 Mb.
|
|
46.Липиды. Их характеристика и методы удаления в технологии фитопрепаратов. Липиды — органические вещества, не растворимые в воде и хорошо растворимые в органических растворителях (экстрагентах). По своей структуре липиды представляют собой сложные эфиры жирных кислот. Липиды подразделяют на четыре группы: жиры и жирные масла, воски, фосфолипиды, гликолипиды. Свойства жиров •Высыхание — сложный физико-химический процесс, начинающийся с окисления метиленовых групп, соединённых между собой двойной связью, с последующей полимеризацией. Образование высокополимерных соединений сопровождается повышением их вязкости и ухудшением растворимости в масле. В медицине необходимы невысыхающие масла, их используют для парентерального введения лекарств (в ампульном производстве применяют персиковое и миндальное масла •Омыление. Триглицериды жирных кислот способны к превращениям, характерным для сложных эфиров. Так, под влиянием едких щёлочей происходит расщепление эфирной связи (омыление), сопровождающееся образованием свободного глицерина и щелочных солей жирных кислот (мыл). Расщепление может происходить под действием кислот или ферментов (липазы). •Прогоркание — сложный физико-химический процесс порчи жира с приобретением неприятных запаха и вкуса при хранении в неблагоприятных условиях. Методы удаления липидов 1.Предварительное обезжиривание растительного сырья путём обработки неполярными растворителями (бензином, этиловым или пстролейным эфиром). Метод используют редко в связи с необходимостью большого количества экстрагента, что определяет трудности в аппаратурном оформлении при его удалении, повышение требований к соблюдению правил техники безопасности, проведение сушки растительного материала для дальнейшего экстрагирования. Более целесообразно удаление жироподобных балластных веществ обработкой предварительно сконцентрированной вытяжки. В этом случае процесс менее трудоёмок и технологически проще. Этот метод используют при получении сухого экстракта чилибухи. 2.Замена одного экстрагента другим, например неполярного полярным. Неполярный экстрагент отгоняют, на конечном этапе отгонки добавляют воду, затем оставшийся экстрагент удаляют полностью. Можно кубовый остаток обрабатывать небольшими порциями воды. Метод применим, если лекарственные вещества растворимы в воде. Маслянистый осадок балластных веществ обычно отделяют на супер-центрифугах. Этот способ используют в технологии экстрактов красавки и черногорки. 47.Характеристика экстрагентов, применяемых в технологии галеновых препаратов. Обоснование выбора экстрагента. Экстрагент должен удовлетворять следующим требованиям. •Обладать избирательностью действия, т.е. максимально извлекать необходимое лекарственное вещество (или их комплекс) из растений и минимально — балластные вещества. •Хорошо смачивать растительный материал, обладать необходимым десорбирующим действием для проникновения через стенки клеток. •Не вступать в химические реакции с лекарственными веществами и не изменять их фармакотерапевтических свойств. •Быть фармакологически индифферентным (если он входит в состав препарата) и удобным в использовании с точки зрения техники безопасности (с учётом горючести, взрывоопасности и вредных воздействий на организм обслуживающего персонала). •Быть дешёвым, доступным и экономичным. К наиболее распространённым экстрагентам в производстве фитохимических препаратов относят воду очищенную и этиловый спирт. •Вода очищенная {Aqua purificata). Преимущества: хорошо проникает через клеточные стенки (если они не пропитаны гидрофобными веществами), растворяет многие лекарственные вещества (в т.ч. лучше других извлекателей — соли алкалоидов, гликозиды, дубильные вещества), доступность, дешевизна и соответствие всем требованиям техники безопасности, фармакологическая индифферентность. Недостатки: в ней не растворимы многие неполярные лекарственные вещества (например, масла, смолы, кумарины), она имеет большое поверхностное натяжение, отсутствуют антисептические свойства (поэтому водные извлечения не стойки при хранении), вызывает гидролитическое расщепление многих веществ (особенно при высокой температуре), имеет большие значения температуры кипения (100 °С) и теплоты парообразования (539 ккал/кг, или 2258 кДж/кг). •Этиловый спирт (Spiritus aethylicus) служит хорошим растворителем для ряда лекарственных веществ, плохо растворимых в воде (например, многих гликозидов, алкалоидов, эфирных масел, смол). Его широко применяют в производстве фитохимических препаратов, особенно галеновых (настоек, жидких экстрактов). Преимущества: обладает бактериостатическим действием (в извлечениях, содержащих не менее 20% этилового спирта, не развиваются микроорганизмы), инактивирует ферменты (поэтому препятствует течению гидролитических процессов в растительных тканях), вследствие летучести этилового спирта спиртовые растворы легко сгущаются до состояния густых и порошкообразных веществ, имеет более низкие, чем у воды, значения теплоты парообразования (216,4 ккал/кг, или 906,7 кДж/кг) и температуры кипения (у безводного этилового спирта 78,4 °С), доступность и относительная дешевизна. Недостатки: огне- и взрывоопасность, фармакологически не индифферентен (оказывает местное и общее действия на организм человека). Другие растворители: Спирт метиловый, ацетон, спирт пропиловый, дихлорэтан, метилен хлористый, этилацетат, хлороформ и др. 48.Общие методы выделения и очистки алкалоидов из растительного сырья. Методы выделения смеси алкалоидов из растительного сырья и их очистки от основной массы сопутствующих веществ подразделяют на три типа: экстракционные, ионообменные и электрохимические. Экстракционные методы Отделение балластных и сопутствующих веществ в экстракционных методах основано на процессе жидкостной (жидкость-жидкость) многократной избирательной экстракции алкалоидов в виде основа¬ний или солей различными растворителями, исходя из их специфических свойств по растворимости. Экстракция в системе жидкость-жидкость — диффузионный процесс, протекающий с участием двух взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых жидких фаз, между которыми распределяется экстрагируемое вещество. Процесс экстракции описывается уравнением массообмена. G = K(Cв-Cp)Ft, где G - количество проэкстрагированного вещества, кг; К - коэффициент массопередачи, м/с; F - поверхность соприкосновения фаз, м2; Св - концентрация вещества в вытяжке, кг/м1; Ср - соответствующая ей равновесная концентрация, кг/м1; т - время экстракции, с. Для повышения скорости экстрагирования исходный раствор (вытяжку) и экстрагент приводят в тесный контакт путём перемешивания. Экстракторы непрерывного действия В крупносерийном и массовом производствах применяют высокопроизводительные экстракторы непрерывного действия. Из оборудования, выпускаемого для химической промышленности, в фар-мацевтической промышленности используют аппараты колонного типа.  При жидкостной экстракции извлечений из растительного материала интенсивное смешение нежелательно, но необходима большая поверхность контакта фаз и её быстрое обновление. С этой точки зре¬ния заслуживает внимания экстрактор Г.К. Гончаренко  Экстракционные методы (вторая модификация) более подробно Вторая модификация экстракционного способа заключается в первичной экстракции смоченного раствором аммиака растительного сырья органическим растворителем (например, дихлорэтаном, хлороформом). Основания алкалоидов переходят в вытяжку вместе с рядом балластных соединений. Общее количество экстрактивных веществ составляет около 3-5% (если содержание алкалоидов в сырье менее 1%). Процесс очистки алкалоидов от смол, пигментов, жироподобных веществ и других сопутствующих компонентов проводят путём экстракции 10% раствором серной кислоты, куда алкалоиды переходят в виде солей, а основная масса балластных веществ остаётся в органическом растворителе. Водную вытяжку обрабатывают активным углем для удаления примесей пигментов, раствор фильтруют, алкалоиды осаждают раствором аммиака или другой щелочи в реакторе с мешалкой и рубашкой при охлаждении. Осадок отделяют на центрифуге и сушат. Выход алкалоидов обычно составляет 55-65% их содержания в сырье. Ионообменный метод выделения и очистки алкалоидов Экстракцию алкалоидов из растительного сырья при ионообменной очистке производят водой или разбавленным раствором сильной кислоты (хлороводородной, серной). Выбор экстрагента зависит от основности алкалоидов и характера органических кислот, в виде солей которых алкалоиды содержатся в растительном сырье. Характеристика ионитов Ионит представляет собой сложный нерастворимый поливалентный каркас (ион), связанный ионной связью с подвижными ионами противоположного знака. В катионитах высокомолекулярный каркас — колоссальный фиксированный поливалентный анион, заряды которого уравновешены подвижными катионами, способными приконтакте с растворами электролитов к обмену с внешними катионами. Иониты представляют собой твёрдые пористые вещества. Электрохимический метод выделения и очистки алкалоидов (метод электродиализа) Метод электродиализа позволяет отделять алкалоиды с сопутствующими солями от основной массы примесей (углеводов, белков, пигментов, смол и др.), являющихся недиссоциированными высо-комолекулярными соединениями. Процесс разделения алкалоидов и балластных веществ можно осуществить путём молекулярной фильтрации через миллипоры. 49. Разделение алкалоидов методом колоночной распределительной хроматографии. Этот метод разделения алкалоидов основан на первоначальной молекулярной адсорбции алкалоидов на тонкодисперсных адсорбентах с последующей избирательной десорбцией (элюированием) отдельных соединений растворителями, различающимися полярностью. Таким образом, различная полярность алкалоидов позволяет использовать метод избирательного элюирования при их разделении.  Метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении их компонентов между подвижной (газ или жидкость) и неподвижной (твёрдый сорбент) фазами. Адсорбент, содержащий различные зоны пигментов- хроматограмма, а соответствующий метод — хроматографическим методом анализа. В адсорбционной хроматографии разделение веществ обусловлено различием адсорбционных свойств компонентов разделяемой смеси, растворённых в жидкой фазе. Зональное распределение веществ раствора по полярности в колонке адсорбента выражает относительное положение их в адсорбционном ряду. Таким образом, колоночная распределительная хроматография — физико-химический метод разделения смесей веществ, находящихся в растворе, путём пропускания этого раствора через колонку, за-полненную минеральными или органическими твёрдыми вещества¬ми с развитой поверхностью контакта. Твёрдое вещество называют адсорбентом, адсорбируемое из раствора вещество — адсорбатом. Физическая адсорбция обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия, т.е. силами взаимного притяжения молекул, или ван-дер-ваальсовыми силами. Поглощение веществ осуществляется за счёт свободной поверхностной энергии. Молекулы поглощаемого вещества, сорбируясь, частично насыщают поверхность сорбента и уменьшают её свободную энергию. Поэтому адсорбция протекает самопроизвольно, как всякий процесс, сопровождающийся умень¬шением свободной энергии (второй принцип термодинамики). Молекулярные силы могут удерживать на поверхности адсорбента несколько слоёв молекул поглощённого вещества (полимолекулярная адсорбция), возможно образование и мономолекулярного слоя. Процесс физической адсорбции протекает быстро, практически мгновенно устанавливается равновесие. 50. Химическая классификация алкалоидов. 1. Производные пирролидина  Наиболее известные представители этой группы алкалоидов — гигрин, кускгигрин, выде¬ленные из листьев кокаинового куста, вьюнка, скополии (гималайской, тангутской) и других растений. Четвертичные производные алкалоидов (например, гигроний) относят к ганглиоблокаторам кратковременного действия и используют во время хирургических операций для снижения артериального давления. 2. Производные 1-метилпирролизидина (гелиотридана)). Алкалоиды этой группы впервые обнаружены в растениях семейства сложноцветных, бурачниковых, бобовых в 1932-1939 гг. Г.П. Мень-шиковым и другими сотрудниками лаборатории химии алкалоидов, руководимой академиком А.П. Ореховым.  Алкалоиды платифиллин, сенециофиллин и другие, выделенные из различных видов крестовников (плосколистного, широколистного), оказывают спазмолитическое действие, расширяют зрачок. 3. Производные пиридина К этой группе относят анабазин, выделенный А.П. Ореховым (1929) из травы анабазиса (ежовника безлистного), лобелин из травы лобелии, а также производные бициклической системы тропана, со-стоящей из пирролидинового и пиперидинового циклов .   Они содержатся в растениях семейства паслёновых, маревых и др. В качестве сырья применяют красавку, белену, дурман, скополию. В медицинской практике широко используют алкалоиды гиосциамин, атропин, скополамин и другие, блокирующие м-холинореактивные системы, оказывающие спазмолитическое и мидриатическое действия. Их применяют, например, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме, а скополамин - также в качестве успокаивающего средства. 4. Производные хинолина . Эта группа включает хинин и его аналоги, содержащиеся в коре хинного дерева. Их широко применяли при малярии.  5. Производные изохинолина . Эту группу алкалои¬дов широко применяют в медицинской практике. К производным изохинолина относят морфин, кодеин, папаверин, содержащиеся в растениях семейства маковых. Морфин и кодеин обладают обезболивающим, снотворным действиями, папаверин оказывает спазмолитическое действие. Алкалоиды сальсолин и сальсолидин (впервые выделены А.П. Ореховым и его учениками из солянки Рихтера се¬мейства маревых) вызывают расширение сосудов, снижают артери¬альное давление успокаивающее действие. Производное диизохинолина берберин применяют при холецистите. 6. Производные индола . Стрихнин и бруцин, выделяемые из семян чилибухи, оказывают стимулирующее действие на органы чувств (зрительный и слуховой анализаторы), улучшают процессы обмена, возбуждают спинной мозг, их применяют при артериальной гипотензии, параличе, утомляемости, Алкалоиды резерпин и аймалин, выделяемые из коры корней раувольфии змеиной (вечнозелёного кустарника семейства кутровых, произрастающего в Индии, Бирме), оказывают успокаивающее, гипотензивное (резерпин) и противоарит- мическое (аймалин) действия. Эргоалкалоиды, выделяемые из спорыньи, используют, например, в акушерстве и гинекологии.  7. Производные имидазола. Наиболее известные алкалоиды этой группы — пилокарпин и его аналоги, выделяемые из кустарникового растения пилокарпус семейства рутовых, произрастающего в Бразилии. Пилокарпин применяют при глаукоме.  8. Производные пурина Пурин — бициклическая система, состоящая из пиримидинового I и имидазольного II циклов. Производные этой группы содержатся в листьях чая, семенах кофе, орехах кола и др. Известными представителями указанной группы являются алкалоиды кофеин, теобромин и теофиллин. Они оказывают возбуждающее действие на центральную нервную систему, повышают умственную и физическую работоспособность, Теобромин и теофиллин обладают выраженным мочегонным действием. Вышеперечисленные алкалоиды применяют при недостаточной сердечной деятельности, спазмах сосудов головного мозга и др.  9. Производные хиназолина Алкалоиды пеганин, феб- рифугин и другие выделены из растений семейства парнолистниковыхРис. 11-10. Структурная формула хиназолина.  (например, семян гармалы). Они оказывают противомалярийное действие, но в связи с высокой токсичностью их не применяют в медицинской практике: 10. Производные акридина. Алкалоиды эвоксантин и меликопин открыты в 1949 г. (выделяют из растений семейства рутовых), оказывают гипотензивное действие, но в медицине их не применяют.  11. Стероидные алкалоиды.  К этой группе веществ относят производные полициклической системы (циклопентанофе- нантреновой, соласодин и др.), являющиеся агликонами в глюкоал- калоидах и содержащиеся в растениях семейства паслёновых. Промышленным сырьём для получения соласодина служит надземная часть паслёна дольчатого. Стероидные алкалоиды в медицине не применяют, но онй служат сырьём для синтеза стероидных гормонов (кортизона, гидрокортизона, преднизона, преднизолона). Синтез стероидных гормонов разработан в 1957 г. в ВНИХФИ. 12. Ациклические алкалоиды с азотом в алифатической цепочке. К этой группе алкалоидов относится эфедрин (рис. 11-13) , а также колхамин и колхицин (рис. 11-14). Эфедрин оказывает возбуждаю¬щее действие на центральную нервную систему. Препараты эфедри¬на применяют при артериальной гипотензии, бронхиальной астме, аллергических заболеваниях (крапивнице), насморке (ринитах) и т.д. С6Н5— СН(ОН) — СН - СН3 NHCH3 Колхамин и колхицин выделяют из луковиц безвременников великолепного и осеннего. Они содержат два циклогептана (гидрирован¬ный и ароматический). Колхамин в 7-8 раз менее токсичен, чем колхицин. Колхамин и колхицин применяют при раке кожи и пищевода, а также при подагре. |