 |
Электрохимический метод выделения и очистки алкалоидов.
|
|
|
|
Электрохимический метод выделения и очистки алкалоидов (метод электродиализа)
Для отделения алкалоидов от балластных веществ предварительно осуществляют экстракцию растительного материала водноспиртовым раствором или водой. При этом алкалоиды переходят в вытяжку в виде солей. Процесс очистки осуществляют в электродиализаторе (1) (рис. 11-22), разделённом полупроницаемыми мембранами (2) на три камеры. Мембраны изготавливают из пергамента, целлофана или керамики. В одной из камер устанавливают катод (3), в другой — анод (4). В среднюю камеру заливают вытяжку с алкалоидами, а боковые камеры заполняют очищенной водой. Через систему пропускают постоянный ток плотностью 0,03 а/см2 (катод). Процесс ведут до отрицательной реакции на алкалоиды в средней камере. При пропускании электрического тока катионы солей алкалоидов вместе с другими катионами переходят в катодное пространство, а анионы — в анодное. В катодной камере раствор подкисляют уксусной или винной кислотой, чтобы алкалоиды находились в виде солей. Значение pH раствора должно быть в пределах 5-6.
Метод электродиализа позволяет отделять алкалоиды с сопутствующими солями от основной массы примесей (углеводов, белков, пигментов, смол и др.), являющихся недиссоциированными высокомолекулярными соединениями. Для дальнейшего отделения от минеральных или органических солей алкалоиды осаждают в виде оснований 25% раствором аммиака и экстрагируют из щелочной среды органическим растворителем (дихлорэтаном, хлороформом, хлористым метиленом идр.).
Недостатки представленного варианта электродиализа следующие.
•Низкий (20-25%) выход по току (отношение в процентах полезно затраченного на выделение алкалоидов электричества к общим его затратам), так как основное количество электроэнергии затрачивается на перенос легкоподвижных Н+ и ОН- (имеют высокие числа переноса), а также за счёт обратной свободной диффузии ионов.
|
|
|
• Сложность подбора материала для изготовления мембран (диафрагм) в связи с заиливанием их коллоидными частицами, находящимися в извлечении.
• Необходимость охлаждения электролизера при длительной работе.
• Потребность поддержания значения в катодной камере pH = 5-6 для сохранения алкалоидов в растворённом виде.
Для повышения выхода по току целесообразно использование ионитных мембран (гомогенных и гетерогенных). Гомогенные мембраны состоят лишь из ионообменных смол, а гетерогенные представляют собой эластичные листы.Гетерогенные мембраны имеют преимущество перед гомогенными по физико-механическим свойствам. Электропроводность мембран зависит от физической структуры, удельной плотности ионогенных групп и т.д. Свободная диффузия через ионитные мембраны электролитов затруднена. Ионитные мембраны сами активно воздействуют на передвижение ионов, существенно влияя на выход по току (повышается до 70— 80%) и числа переноса (рис. 11-23).
Процесс разделения алкалоидов и балластных веществ можно осуществить путём молекулярной фильтрации через миллипоры.
Элсктродиализ можно совмещать с процессом экстракции алкалоидов из растительного сырья. В этом случае в среднюю камеру электролизера загружают растительный материал и заливают экстрагент. Процесс экстракции ускоряется и совмещается с очисткой, так как алкалоиды переходят в катодную камеру.
На опытном заводе ХНИХФИ разработан метод экстракции в электрическом поле без применения искусственных мембран (ими служат оболочки клеток). Процесс ведут при плотности тока на катоде (AJ), равной 0,65 а/дмг. Выход алкалоидов составляет 91-92% такового без применения электрического поля за вдвое меньшее время. Разработана конструкция элсктроэкстрактора производственного типа на 500 л, на котором проводят экстракцию скополамина из коробочек дурмана индейского
|
|
|
Он представляет собой аппарат из электронепроницаемого материала. Конусное днище (2) из нержавеющей стали присоединено к стенкам болтами и герметизировано резиновыми прокладками. Катодом служит перфорированная пластина из нержавеющей стали (4). Сверху пластины уложена фильтрующая прослойка (3). Штуцер (6) соединён с трубопроводом. Экстракцию осуществляют 0,5% раствором серной кислоты. Над загруженным сырьём устанавливают пять угольных стержненей(анод)
Подключают электроды к источнику постоянного тока. При экстракции на сырьё непрерывно подают растворитель и с такой же скоростью при помощи вакуума из приёмника отсасывают извлечение.
Преимущества экстракции в электрическом поде в производственных условиях следующие.
•Возможность совместной переработки семян и коробочек дурмана индейского.
•Увеличение выхода скоподамина в извлечение.
•Уменьшение длительности экстракции вдвое.
•Исключение стадии обезжиривания семян.
73. Жидкие экстракты. Сравнительная характеристика методов реперколяции, применяемых в их технологии.
Экстракты представляют собой концентрированные извлечения из растительного лекарственного сырья, из которых частично или полностью удалён растворитель (ГФ XI). Их часто применяют в смеси с лекарственными веществами в виде таблеток, драже, суппозиториев и т.д. В ГФ X включено 15 экстрактов, многие готовят по ТУ, ФС, Временной фармакопейной статье (ВФС), ФСП. В медицинской практике, согласно справочникам ЛС, находит применение 46 экстрактов.
В зависимости от консистенции экстракты подразделяют на жидкие (Extracta fluida), густые (Extracta spissa) и сухие (Extracta sicca).
•К жидким экстрактам относят спиртовые или спирто-водные концентрированные извлечения, 1 или 2 объёмные части которых получают из 1 части по массе высушенного растительного сырья (ГФ XI). Концентрация действующих веществ в жидком экстракте должна соответствовать концентрации в массовой единице сырья.
Жидкие экстракты (Extracts fluida)
Для получения жидких экстрактов в качестве экстрагента используют только спирто-водные растворы, так как растворитель входит в состав экстракта, который должен выдерживать длительное хранение. Чаше всего для получения жидких экстрактов применяют 70% спирт. Особенности технологии жидких экстрактов обусловлены соотношением лекарственного сырья и получаемого объёма экстракта, которое должно соблюдаться при их получении.
|
|
|
Методы, используемые для производства жидких экстрактов, можно разделить на три группы.
1.Производство жидких экстрактов путём экстрагирования растительного сырья методом перколяции.
2.Производство жидких экстрактов методом реперколяции.
3.Получение жидких экстрактов на основе противоточной экстракции.
Реперколяция — повторная перколяция с проведением процесса экстрагирования в батарее перколяторов. В связи с возможным разложением термолабильных лекарственных веществ было необходимо разработать метод, позволяющий получать нативный комплекс веществ в концентрированном состоянии без выпаривания или при частичном выпаривании.
Известны следующие варианты реперколяции.
1.Реперколяции с незаконченным циклом.В экстрактор послойно загружают растительный материал (количество принимают за 100 массовых частей), заливают его необходимым количеством экстрагента, настаивают, полученное концентрированное извлечение сливают в количестве 80 объёмных частей. Далее продолжают экстрагирование и получают разбавленное извлечение, используемое для замачивания и экстракции новой порции сырья в количестве, принятом за 100 массовых частей (2-й перколятор). После настаивания из 2-го экстрактора сливают 100 объёмных частей концентрированной вытяжки, которая вместе с первой концентрированной вытяжкой передаётся на отстаивание при температуре 8 *С, а затем поступает на фильтрацию. Разбавленная вытяжка из 2-го экстрактора поступает на замачивание растительного материала в 3-м экстракторе и т.д. Достоинство метода — получение нативного жидкого экстракта без выпаривания, следовательно, без затраты теплоагента на выпарку, а недостатки — незавершённость производства и более низкий выход действующих веществ. 
|
|
|
2.Реперколяция с законченным циклом и упариванием части слабого извлечения. Рассчитанное для получения серии жидкого экстракта количество сырья принимают за 100 массовых частей и делят на пять равных порций. Первую порцию растительного материала смачивают и послойно загружают в экстрактор (20 массовых частей), настаивают и сливают 18 объёмных частей концентрированной вытяжки. Разбавленную вытяжку используют для смачивания и послойной загрузки сырья во 2-й экстрактор, материал настаивают, м 2-го экстрактора сливают 20 объёмных частей концентрированной вытяжки, и так процесс продолжают до 5-го экстрактора. Из 5-го экстрактора сливают 20 объёмных частей концентрированной вытяжки, а разбавленную вытяжку упаривают до 2 объёмных частей. Все концентрированные вытяжки объединяют (100 объёмных частей отстаивают при температуре не выше 8 *С и фильтруют). Этот метод включен в Германскую Фармакопею. Достоинства метода — завершённость производства, высокий выход действующих веществ и присутствие в экстракте преимущественно нативного, не подвергнутого термическое обработке комплекса (упаривается лишь небольшая часть вторичной вытяжки).
3.Реперколяция с законченным циклом без выпарки. Экстракцию проводят в батарее из трёх перколяторов различной ёмкости. В экстракторы загружают сырье в убывающих количествах — в соотношении 50:30:20. Если всё количество сырья принять за 100 массовых частей, то концентрированную вытяжку сливают в возрастающем соотношении (20:30:50), получая в целом 100 объёмных частей концентрированного извлечения. В первый перколятор загружают послойно 50 массовых частей сырья, настаивают необходимое время и затем постепенно сливают 20 объёмных частей концентрированной вытяжки, подавая в экстрактор свежий извлекатель. При дальнейшей экстракции собирают разбавленную вытяжку, служащую экстрагентом для второй порции сырья. После настаивания из 2-го перколятор* сливают 30 объёмных частей концентрированной вытяжки. а разбавленную вытяжку используют для экстракции сырья в 3-м перколяторе. После настаивания из 3-го перколятора сливают 50 объёмных частей концентрированной вытяжки, а процесс экстрагирования прекращают. Таким образом из 100 массовых частей сырья получают 100 объемных частей концентрированной вытяжки. Втяжку стандартизуют, отстаивают, фильтруют и получают жидкий экстракт. Из шрота осуществляют регенерацию спирта.
Достоинства метода — законченный характер, получение жидкого экстракта без термической обработки, содержание в нём нативного комплекса действующих веществ. Недостатки — длительность процесса получения вытяжки и более низкий выход действующих веществ из-за неполноты их экстракции. Метод включён в Фармакопею США.
|
|
|
