Классификация дисперсионных сред. Требования, предъявляемые к дисперсионным средам

В качестве дисперсионных сред и сорастворителей в настоящее время используют: воду очищенную и для инъекций; спирт эти­ловый (этанол) разной концентрации; глицерин; масла жирные и минеральные; эфир; хлороформ; ПЭО-400; ДМСО; полиорга-носилоксановые жидкости и другие, разрешенные к медицинско­му применению.

При изготовлении гомеопатических лекарственных препара­тов чаще используют воду очищенную, этанол разной концен­трации, выраженной в процентах по массе, масла раститель­ные.

Разные дисперсионные среды требуют применения специфи­ческих технологических приемов при изготовлении различных лекарственных форм. Вязкие дисперсионные среды требуют на­гревания, более интенсивного перемешивания, часто — предва­рительного измельчения лекарственных веществ. При изготовле­нии растворов в этаноле и других летучих средах нагревание, на­оборот, нежелательно. Имеются особенности дозирования. Воду очищенную, этанол, водные и этанольные растворы, сиропы выписывают в прописи рецепта и дозируют по объему, лекар­ственные препараты, изготовленные с использованием этих сред,

контролируют по объему. Вязкие и летучие дисперсионные среды (кроме этанола) выписывают в прописи рецепта и дозируют по массе, лекарственные препараты, изготовленные с использова­нием этих сред, контролируют также по массе.

Дисперсионные среды классифицируют по происхождению, размеру молекул, степени гидрофильное™, по назначению.

По происхождению дисперсионные среды классифицируют на две группы:

природные — неорганические (вода очищенная и для инъек­ций); органические (этанол, глицерин, масла жирные и мине­ральные);

синтетические и полусинтетические — органические (димек-сид, ПЭО-400); элементорганические (полиорганосилоксановые жидкости).

По размеру {величине) молекул дисперсионные среды подразде­ляют также на две группы:

низкомолекулярные вещества (вода, глицерин, этанол);

высокомолекулярные вещества и олигомеры (полиэтиленоксиды и др.).

По степени гидрофильности различают дисперсионные среды:

гидрофильные (вода, глицерин);

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

дифильпые (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 различной природы).

К дисперсионным средам предъявляют высокие требования, они должны:

обладать растворяющей способностью или обеспечивать дос­тижение оптимальной дисперсности;

обеспечивать биологическую доступность лекарственных ве­ществ;

не подвергаться микробной контаминации;

быть химически индифферентными, биологически безвредными;

обладать оптимальными органолептическими свойствами;

быть экономически выгодными.

К экстрагентам предъявляют дополнительные требования: вы­сокая диффузионная способность; проницаемость через поры био­логического материала и клеточные мембраны; десорбирующая способность; избирательная (селективная) растворяющая способ­ность.

Универсальных дисперсионных сред и экстрагентов, которые отвечали бы всем перечисленным выше требованиям, к сожале­нию, пока нет.

В зависимости от характера дисперсионной среды и дисперс­ной фазы изготовление разных лекарственных препаратов в кон­центрации по массе, объему или в массообъемной концентрации.

Концентрация по массе показывает долю лекарственного сред­ства или вещества по массе (в граммах) в обшей массе жидкой лекарственной формы. Данным методом изготавливают растворы твердых и жидких лекарственных веществ в вязких и летучих рас­творителях, дозируемых по массе, эмульсии и суспензии (с со­держанием твердых нерастворимых веществ в концентрации 3 % и более), гомеопатические лекарственные формы. Контролируют из­готовленные препараты также по массе.

Концентрация по объему показывает долю лекарственного ве­щества, мл, во всем объеме жидкой лекарственной формы. В объем­ной концентрации изготавливают растворы этанола, кислоты хло­ристоводородной и осуществляют разведения стандартных раство­ров промышленного изготовления, выписанных врачом. Изготов­ленные препараты контролируют по объему.

Массообъемная концентрация показывает долю лекарственно­го средства или индивидуального вещества по массе, г, но всем объеме жидкой лекарственной формы. В массообъемной концент­рации изготавливают растворы твердых лекарственных веществ, водные и водно-этанольные; суспензии с содержанием твердых веществ менее 3 %; разводят стандартные растворы промышлен­ного изготовления, которые выписаны в рецепте с указанием хи­мического названия лекарственного вещества и, в виде исключе­ния, растворы пергидроля (условное название 40% раствора во­дорода пероксида). Изготовленные препараты контролируют по объему.

При изготовлении жидких лекарственных форм, получении, хранении и подаче на рабочее место воды очищенной и для инъ­екций должны соблюдаться требования «Инструкции по санитар­ному режиму аптек», утвержденной приказом Минздрава России от 21. 10. 1997 № 309. Некоторые лекарственные препараты долж­ны изготавливаться в строго асептических условиях: растворы для инъекций и инфузий; ирригационные растворы; капли глазные, офтальмологические растворы для орошений и примочки; жид­кости для введения в полости организма, не содержащие микро­организмов; жидкие лекарственные формы, предназначенные но­ворожденным и детям в возрасте до 1 года; для нанесения на раны и ожоговые поверхности; содержащие антибиотики и другие ан­тимикробные вещества; концентрированные растворы (в том числе гомеопатические разведения); лекарственные средства и препара­ты внутриаптечной заготовки.

Контрольные вопросы

1. Какие преимущества имеют жидкие лекарственные формы?

2. Какие молекулярно-кинетические и оптические свойства лекарствен­ных препаратов с жидкой дисперсионной средой учитывают при изго­товлении и хранении препаратов?

3. Как классифицируют жидкие лекарственные формы?

4. Какие требования предъявляют к дисперсионным средам, раство­рителям, экстрагентам?

5. В чем состоит особенность массообъемного метода изготовления

жидких лекарственных форм?

 

Глава 11

ИСТИННЫЕ РАСТВОРЫ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ

ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В РАЗНЫХ

РАСТВОРИТЕЛЯХ

11. 1. Общая характеристика

Фармацевтический раствор (Solutio) — жидкая гомогенная тер­модинамически устойчивая лекарственная форма переменного состава, полученная растворением одного или нескольких ле­карственных веществ, предназначенная для инъекционного, внут­реннего или наружного применения. Растворы, предназначен­ные для дозирования больным каплями, носят название капли (Guttae).

Вещества, составляющие раствор, называют его компонентами.

Растворы веществ с молекулярной массой менее 5000 г/моль называют растворами низкомолекулярных веществ (соединений), более 5000 г/моль — растворами олигомеров или высокомолеку­лярных веществ.

В аптеках изготавливают растворы электролитов, неэлектроли­тов и амфолитов. Растворы низкомолекулярных веществ являются истинными. Они характеризуются гомогенностью состава, отсут­ствием границы раздела между растворенным веществом и рас­творителем.

Растворы могут быть трех агрегатных состояний: твердые, жид­кие, газообразные и могут быть получены в свою очередь раство­рением твердых, жидких и газообразных веществ. В аптеках изго­тавливают в основном растворы твердых и жидких веществ. Рас­творы газообразных веществ, например аммиака, формальдеги­да, водорода хлорида и других аптеки получают в виде препаратов промышленного производства.

Вещество, которое в процессе изготовления не меняет своего агрегатного состояния, выписано в большем количестве (объеме или массе) и растворяет наибольшее количество ингредиентов препарата, является растворителем. Если в прописи рецепта рас­творитель не указан, то в соответствии с ГФ изготавливают вод­ные растворы.

Д. И. Менделеев доказал, что растворение не является простым механическим раздроблением вещества, а представляет собой слож­ный физико-химический процесс, при котором взаимодействуют молекулы растворителя и растворяемого вещества с образовани­ем сольватов (в случае использования в качестве растворителя воды сольваты называют гидратами).

Гидраты, образующиеся в результате донорно-акцепторного взаимодействия, представляют собой частный случай комплекс­ных соединений.

Часто растворяемое вещество может химически взаимодейство­вать с растворителем, например, аммиак в воде образует гидро-ксид аммония и др.

О физико-химическом взаимодействии можно судить по сле­дующим признакам:

изменению объема при растворении веществ: он может умень­шаться (в случае образования спиртогидратов, например, при смешивании этанола с водой очищенной — явление контракции) или увеличиваться (при растворении большинства твердых ве­ществ);

по тепловому эффекту растворения (количеству энергии Q, выделенному или поглощенному в процессе растворения) или изменению энтальпии (запаса внутренней энергии) системы в пределах реакции в условиях изобарного процесса (∆Н = -Q). Выделение тепла (Q > 0, ∆ H <0) — признак экзотермической реакции (энергия сольватации выше энергии, затрачиваемой на разрушение ассоциатов молекул и кристаллической решетки), по­глощение тепла (О < 0, ∆ H > 0) — признак эндотермической реакции (энергия, затрачиваемая на разрушение ассоциатов мо­лекул и кристаллической решетки выше, чем энергия сольвата­ции).

Изменение энтальпии процесса растворения в соответствии с законом Гесса рассматривают как алгебраическую сумму эндо- и экзотермических процессов, сопровождающих растворение.

Теплоту, выделяемую при растворении 1 моля вещества, на­зывают теплотой растворения. Так, при растворении в воде без­водного меди сульфата выделяется значительное количество теп­лоты, а при растворении натрия хлорида температура раствора практически не изменяется.

Теплота растворения в воде некоторых неорганических лекарственных веществ, АН растворения, кДж/моль

Серебра нитрат................................................... 20, 8

Кальция хлорид............................................... -75, 3

Кальция хлорид (кристаллогидрат, 6H₂O)................. 19, 1

Меди сульфат..................................................... -66, 5

Меди сульфат (кристаллогидрат, 5Н₂0)............. 11, 6

Калия бромид................................................. 17, 0

Калия йодид.................................................... 16, 6

Калия перманганат............................................. 43, 5

Магния сульфат............................................... -85, 0

Магния сульфат (кристаллогидрат, 7Н₂0)......... 16, 2

Натрия бромид.................................................... 2, 6

Натрия тетраборат............................................. -43, 0

Натрия тетраборат (кристаллогидрат, 10H₂O) 108, 0

Натрия сульфат.................................................. -2, 3

Натрия сульфат (кристаллогидрат, 10Н₂О)............ 79, 1

Натрия хлорид................................................... 3, 8

Свинца ацетат................................................. -5, 9

Свинца ацетат (кристаллогидрат, 3Н₂О)....... 23, 0

Цинка сульфат................................................... -77, 6

Цинка сульфат (кристаллогидрат, 7Н₂О)...... 17, 9

Процесс растворения схематично может быть представлен сле­дующим образом. Сначала идет сольватация (гидратация) повер­хностно расположенных ионов или молекул, затем — разруше­ние кристаллической решетки и образование сольватной (гидратной) оболочки вокруг отделившихся ионов или молекул. Диф­фузия сольватированных (гидратированных) ионов и молекул приводит к равномерному их распределению во всем объеме рас­творителя.

Образование сольватов осуществляется за счет межмолекуляр­ных сил (координационных и водородных связей, электростати­ческого взаимодействия, ван-дер-ваальсовых сил). Сольваты ме­нее прочны, чем обычные химические соединения, легко разру­шаются при повышении температуры. Однако иногда вода гидратной оболочки прочно связана с ионами или молекулами раство­ряемого вещества и сохраняется в составе его кристаллов при выделении из растворов (кристаллизационная вода).

Процесс растворения сопровождается значительным возраста­нием энтропии системы (AS> 0), так как резко увеличивается число ее микросостояний. Несмотря на эндотермичность растворения большинства кристаллов, изменение энергии Гиббса системы при растворении отрицательно: AG (АН - TAS)<0, и процесс проте­кает самопроизвольно. Самопроизвольно процесс растворения идет, как правило, медленно.

В соответствии с ГФ медленнорастворимыми считают веще­ства, требующие для растворения более 10 мин. Процесс раство­рения ускоряют, применяя предварительное измельчение, нагре­вание и перемешивание. Измельчение способствует увеличению общей поверхности контакта вещества с растворителем.

Растворимость твердых веществ почти не зависит от давле­ния, но с повышением температуры в большинстве случаев она возрастает. Это объясняется тем, что нагревание усиливает коле­бательные движения молекул или ионов в кристаллической ре­шетке, уменьшая ее прочность. Увеличивается скорость движе­ния молекул растворителя, уменьшается его вязкость, увеличи­вается скорость движения сольватированных ионов и (или) мо­лекул растворяемого вещества. Растворимость газов — экзотер­мический процесс за счет сольватации молекул. Согласно прин-

ципу Ле-Шателье растворимость газов с повышением темпера­туры уменьшается.

Перемешивание обеспечивает доступ растворителя к веществу, способствует изменению концентрации раствора у поверхности растворяемого вещества.

Швейцарский ученый А. Фикк установил, что скорость диф­фузии вещества тем выше, чем выше температура и больше раз­ница концентраций. Однако повышение температуры не всегда повышает растворимость веществ. Например, растворимость на­трия хлорида с ростом температуры повышается незначительно, а растворимость кальция глицерофосфата — понижается.

Растворимость при постоянных условиях — это константа, ко­торая характеризует концентрацию насыщенного раствора. В на­сыщенных растворах протекают одновременно два процесса: рас­творение и обратная кристаллизация вещества, которые находят­ся в состоянии динамического равновесия.

В ГФ под растворимостью понимают способность вещества рас­творяться в различных растворителях, принятых фармакопеей. Показатели растворимости в различных средах приведены в част­ных статьях. Если растворимость является показателем чистоты вещества, об этом в статье есть специальное указание. Часто в фармакопейных статьях растворимость вещества обозначается в условных терминах, например, «растворим», «практически нерас­творим», разъяснение которых дано в таблице статьи ГФ «Раство­римость». Здесь же приведена методика определения растворимо­сти и контроль полноты растворения. Вещество считают рас­творившимся, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаружены частицы вещества.

В соответствии с ГФ условные термины растворимости (коли­чество растворителя, частей для растворения в I части) имеют следующие значения:

очень легко растворимое вещество..................... ≤ 1

легко растворимое........................................ 1... 10

растворимое.................................................... 10... 30

умеренно растворимое................................. 30... 100

мало растворимое............................................. 100... 1000

очень мало растворимое............................. 1000... 10000

практически нерастворимое......................... > 10 000

Технолог при изготовлении растворов должен знать некоторые общие закономерности растворимости веществ.

Вещества с одинаковым характером связей имеют большую тенденцию к взаимной растворимости. Подобное растворяется в подобном (Similia similibus solventur). Например, вода — полярный растворитель, который благодаря дипольному характеру молекул легко растворяет полярные вещества (натрия хлорид, аммония

хлорид и др.). Высокая растворимость веществ обусловлена обра­зованием связей (водородных или донорно-акцепторных) с рас­творителем.

Для сравнения растворяющей способности растворителей ис­пользуют понятие диэлектрической проницаемости е, которая показывает, во сколько раз напряженность поля Е с данным ве­ществом ниже, чем в вакууме (табл. 11. 1). Чем выше диэлектри­ческая проницаемость, тем лучшим растворителем является жид­кость для полярных веществ.

Жидкости могут растворяться одна в другой неограниченно (вода — этанол), или ограниченно (хлороформ — вода), не смеши­ваться (вода —масла растительные).

Важной характеристикой любого раствора является концент­рация, которая показывает, в каком соотношении находятся в растворе растворитель и растворяемое вещество. В аптеках изготав­ливают разбавленные и концентрированные растворы. Не готовят растворы насыщенные и близкие по концентрации к насыщен­ным. Исключение составляет насыщенный раствор калия йодида, который используют для получения водных и глицериновых рас­творов йода (растворы Люголя).

Насыщенный раствор — это раствор, находящийся в равнове­сии с твердой фазой растворяемого вещества в данных условиях. Насыщенные растворы неустойчивы, легко становятся пересы­щенными при изменении внешних условий. При попадании меха­нических включений, пыли, кристаллов этого же вещества может произойти кристаллизация.

Насыщенные и ненасыщенные растворы нельзя путать с раз­бавленными и концентрированными. Насыщенные растворы ма-

Т а б л и ц а 11. 1

Значения диэлектрической проницаемости некоторых дисперсионных сред

 

Дисперсионная среда	Диэлектрическая проницаемость, ε	Растворимость аммония хлорида, г на 100 г жидкости
Вода очищенная	80, 4	27, 3
Глицерин	56, 2	9, 0
Димексид	46, 6	10, 0
Масло оливковое	3, 00	0, 0
Хлороформ	4, 79	0, 0
Этанол	25, 7	3, 4
Эфир медицинский	4, 22	0, 0

лорастворимых веществ являются разбавленными. Растворы лег­корастворимых веществ могут быть довольно концентрированны­ми, хотя и ненасыщенными.

Если компоненты раствора электронейтральны — это молеку­лярные растворы неэлектролитов, если заряжены — ионные рас­творы электролитов.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: