МИНИСТЕРСТВО ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ГОРЬКОГО
кафедра медицинской и фармацевтической химии
КУРСОВАЯ РАБОТА
ПО ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
на тему: «Этиловый спирт в фармацевтической промышленности»
Выполнила:
Студентка 4 курса, 5 группа
Россоловская А. П.
Научный руководитель: ассистент каф.
медицинской и фармацевтической
химии Романова Л.А.
Донецк 2006г.
Содержание
Вступление
1. Этанол
2. Этиловый спирт в фармацевтической промышленности
3. Хранение спирта и спиртосодержащих препаратов
Заключение
Вступление
Органические растворители объединяют группу химических соединений, находящихся обычно в жидкой фазе при температуре 0-250 °C, химически относительно инертных и отличающихся высокой испаряемостью. В химико-фармацевтической промышленности их используют в качестве растворителей и разбавителей, при экстрагировании, как реагенты в химических процессах.[2]
Стабилизаторы химических веществ используются в процессе изготовления и длительного хранения лекарственных препаратов, к ним так же относятся и органические растворители. Этот вид стабилизации имеет большое значение для лекарственных форм, подвергающихся различным видам стерилизации, особенно термической. Стабилизаторы этой группы угнетают процессы гидролитического или окислительно-восстановительного разложения лекарственных веществ. Противомикробные стабилизаторы (консерванты) используют для предохранения лекарственных препаратов от микробного воздействия. [9]
Стабильность является важным показателем качества лекарственных средств, поскольку обеспечивает сохранность их терапевтических или профилактических свойств в системе распределения. С одной стороны она зависит от внешних факторов: температуры и влажности окружающего воздуха, условий обращения с препаратами, с другой – от химических и физических свойств фармацевтических субстанций, от состава (прописи), свойств вспомогательных веществ и условий изготовления дозированных лекарственных форм, особенностей их упаковочно-укупорочной системы. [1] Таким образом, стабильность препарата – это способность биологически активного вещества сохранять физико-химические, медико-биологические и фармакологические свойства в течение определенного времени с момента выпуска, называемого сроком хранения, предусмотренного нормативно-технической документацией. [9], [3]
Стабилизаторы могут замедлять или ускорять нежелательные химические реакции, создавать определенные значения pH растворов, повышать растворимость лекарственных веществ или удерживать их во взвешенном состоянии. Выбор стабилизатора, в первую очередь зависит от природы лекарственных веществ.
Среди требований, предъявляемых к стабилизаторам, можно отметить: терапевтическую индифферентность, хорошую растворимость в растворителе, эффективность в применяемых концентрациях, химическую чистоту и доступность. [3]
Рассмотрим один из органических растворителей, который используется в качестве стабилизатора для лекарственных средств – этиловый спирт.
1. Этанол
Химическое название:
этиловый спирт, метилкарбинол, винный спирт, часто просто «спирт».
Формула:
С2H5OH или CH3—CH2—OH.
Молекула этанола:
[4]
Фармакологическая группа:
Антисептики и дезинфицирующие средства.
Характеристика:
Прозрачная бесцветная подвижная, летучая жидкость с характерным спиртовым запахом и жгучим вкусом. [12] Различают этиловый спирт 95, 90, 70 и 40 % -н ы й. Если концентрация спирта не указана, предусматривают 95 % -н ы й спирт. [6]
Свойства: Легко воспламеняется, горит синеватым бездымным пламенем.
| Молекулярная масса | 46,069 а.е.м. |
| Температура плавления | −114,15 °C |
| Температура кипения | 78,39 °C |
| Критическая точка | 241 °C (при давлении 6,3 МПа) |
| Растворимость | Смешивается во всех соотношениях с бензолом, водой, глицерином, диэтиловым эфиром, метанолом, уксусной кислотой, хлороформом |
| Показатель преломления | 1,3611 (температурный коэффициент показателя преломления 4,0•10-4, справедлив в интервале температур 10—30 °C) |
[4]
Фармакология:Фармакологическое действие – антисептическое, дезинфицирующее, местнораздражающее. Коагулирует белки. Активен в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий и вирусов. Наибольший антисептический эффект на коже и слизистых достигается при использовании 70% растворов. Обладает дубящим действием на кожу и слизистые оболочки. [12]
При нанесении алкоголя на кожу или слизистые оболочки вначале ощущается холод, а затем жжение и появляется гиперемия. Чувство холода быстро сменяется жжением, а затем угнетением, что ведет к уменьшению болезненности и ослаблению чувствительности.
На слизистые оболочки алкоголь действует сильнее, чем на кожу. В слабых концентрациях (2—3%) он вызывает гиперемию слизистой оболочки ротовой полости и саливацию, а в желудке—гиперемию, умеренное жжение, усиление секреции желез. Переваривающая сила желудочного сока при слабых концентрациях алкоголя (1—2%) усиливается, а при больших концентрациях (20—30%) резко ослабевает. Усиление секреции желудочного сока наиболее значительно при 5—10%-ной концентрации алкоголя; при 20%-ной концентрации одновременно с понижением секреции увеличивается отделение слизи. Двигательные функции желудка и кишечника существенно не изменяются, и только от больших доз алкоголя может наступить замедление перистальтики.
В концентрированных растворах (70—90%) алкоголь вызывает сильное раздражение с выделением большого количества слизи, причем вполне возможно омертвение поверхностных слоев слизистой оболочки. При продолжительном употреблении алкоголя развивается гастроэнтерит с нарушением секреторной и моторной деятельности и резким ослаблением процессов пищеварения. [6]
Получение:
1. Известный с давних времён способ получения этанола — спиртовое брожение органических продуктов, содержащих сахара (свёкла и т. п.), в присутствии ферментов, например, зимазы – фермента дрожжей. [4]
Этиловый спирт – в фармацевтической промышленности применяется спирт, получаемый путем сбраживания крахмалсодержащего сырья – в основном, картофеля. Сброженное сусло содержит 8 – 10% спирта. Путем перегонки из нее получается спиртовой сырец, содержащий до 88% спирта. В спирте – сырце всегда содержатся примеси – 0,3 – 0,4%, которые ухудшают вкусовые качества спирта, придают ему неприятный запах и которые очень вредны для здоровья человека. К ним относятся летучие органические кислоты (уксусная, молочная, масляная); сивушные масла (высшие спирты – пропил, изобутил); эфиры (уксусно-этиловый, масляно-этиловый) и альдегиды (уксусный и другие). В связи с этим спирт - сырец подвергается многократной перегонки называемой ректификацией, в результате которой содержание примесей уменьшается в 300 раз. При этом дополнительно происходит укрепление спирта до 95 – 96%. [7]
Качество спирта-ректификата регламентируется ГФ Х и ГОСТом 5962-51. [3]
Аналогично выглядит переработка крахмала, картофеля, риса, кукурузы, древесины и прочее. Реакция эта довольно сложна, её схему можно выразить уравнением:
C6H12O6 → 2C2H6OH + 2CO2
Для получения этилового спирта издавна пользуются различными сахаристыми веществами, например, виноградным сахаром, или глюкозой, которая путем "брожения", вызываемого действием ферментов (энзимов), вырабатываемых дрожжевыми грибками, превращается в этиловый спирт.
С6
Н12
О6
® 2С2
Н5
ОН + 2СО2
В результате брожения получается раствор, содержащий не более 20% этанола, так как в более концентрированных растворах дрожжи обычно гибнут. Полученный таким образом этанол нуждается в очистке и концентрировании, обычно путем дистилляции.
2. В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:
а) прямая гидратация при температуре 300 °C, давлении 7 МПа, в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесённую на силикагель, активированный уголь или асбест:
CH2=CH2 + H2O → C2H5OH
б) гидратация через стадию промежуточного эфира серной кислоты, с последующим его гидролизом (при температуре 80—90 °С и давлении 3,5 МПа):
CH2=CH2 + H2SO4 → CH3-CH2-OSO2OH
(образование этилсерной кислоты)
CH3-CH2-OSO2OH + H2O → C2H5OH + H2SO4
Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира. [4]
Применение:
Для изготовление настоек, экстрактов и лекарственных форм для наружного применения — обтираний, компрессов. [12] Алкоголь входит в состав многих противочесоточных линиментов и употребляется как растворитель и вспомогательное средство при изготовлении фармацевтических препаратов. [6] Как обеззараживающее и подсушивающее средство, растворитель для лекарственных средств. Наряду с водой, является необходимым компонентом спиртных напитков (водка, виски, джин и др.). Растворитель для пищевых ароматизаторов.
Этанол может использоваться как топливо. Широко применяется как растворитель в лакокрасочной промышленности, в производстве товаров бытовой химии и многих других областях. [4]
Этиловый спирт, применяемый для технических целей, специально загрязняют дурно пахнущими веществами. Такой спирт называют денатуратом (для этого спирт подкрашивают, чтобы отличить его от чистого спирта).
Как наркотическое средс
Противопоказания: Гиперчувствительность.
Побочные действия:
Угнетение ЦНС (нейротоксичный и психотропный эффект): действие на нервные стволы и тела нейронов. В последствии наблюдается снижение уровня психической активности, интеллекта, скорости психомоторных процессов, различные вегетативные нарушения. [2],[12]
2. Этиловый спирт в фармацевтической промышленности
А) Использование этанола в качестве экстрагента.
Изготовление лекарственных препаратов связано с применением различных жидкостей, необходимых для растворения или извлечения фармакологически активных веществ. В зависимости от назначения эти жидкие вещества могут быть растворителями или экстрагентами. [7]
Из органических растворителей наиболее часто применяется этанол при получении настоек, экстрактов и концентратов из лекарственного растительного сырья. Одновременно выполняет роль консерванта.
Если же экстрагент не удовлетворяет указанным требованиям, то смеси с другими веществами, например, спирт с водой, спирт с эфиром или с глицерином. Но необходимо помнить, что при смешивании воды и спирта наблюдается явлении контракции, заключающееся в уменьшении объема смеси против арифметической суммы исходных веществ: 50 л спирта + 50 л воды = 96,4 л смеси (чтобы получилось 100 л 54% об. спирта нужно взять 54 л спирта и 49,679 л воды). Поэтому разработаны таблицы для разведения спирта (приложение к ГФ Х). [7]
Спирт как экстрагент:
1) является хорошим растворителем многих соединений, которые не извлекаются водой, например, жиры, алкалоиды, хлорофилл, глюкозиды, эфирные масла, смолы и др.;
2) обладает антисептическими свойствами (в спиртоводных растворах более 20% не развиваются микроорганизмы и плесени);
3) чем крепче спирт, тем менее возможны в его средах гидролитические процессы. Спирт инактивирует ферменты;
4) достаточно летуч, поэтому спиртовые извлечения легко сгущаются и высушиваются до порошкообразных веществ. Для сохранения термолабильных веществ выпаривание и сушка проводятся под вакуумом;
5) значительно труднее, чем вода, проникает через стенки клеток, отнимая воду у белков и слизистых веществ, превращая их в осадки, закупоривающие поры клеток и тем самым ухудшающие диффузию. Чем ниже концентрация спирта, тем легче он проникает внутрь клеток.
Итак, спирт-экстрагент имеет более широкий диапазон извлечения БАВ, чем вода, причем его извлекающая способность зависит от концентрации. При экстрагировании этанолом в концентрации не менее 70% получают вытяжки, свободные от биополимеров (белков, слизей, пектинов).
Б) Использование спирта как неводного растворителя.
Все неводные растворители должны обладать различной растворяющей способностью, антигидролизными, стабилизирующими и бактерицидными свойствами. Одноатомные и многоатомные спирты применяются в качестве неводных растворителей во многих странах мира. Они смешиваются с водой, менеее вязки,чем масла, и обладают способностью растворять многие лекарственные субстанции.
Из одноатомных спиртов наибольшее распространение получил этиловый спирт. Его часто применяют в качестве компонента многих растворов для инъекций. В качестве со растворителя в смеси с водой он применяется для получения инъекционных растворов гидрокортизона, ряда сердечных препаратов: дигитоксина (50% спирта), мефеназина (25% спирта), дигоксина (10% спирта) и др.
Этиловый спирт используется как со растворитель и консервант в концентрации от 2 до 30% при изготовлении растворов сердечных глюкозидов: конваллятоксина, целанида, зризимина и строфантина К. Этиловый спирт включен в состав смешанных растворителей (используемых для приготовления инъекционных растворов) в Международную фармакопею 2-го издания и фармакопеи ряда зарубежных стран.
Этанол может применяться в качестве так называемого промежуточного растворителя. Этот технологический прием используется для приготовления растворов некоторых противоопухолевых препаратов, нерастворимых ни в воде, ни в маслах. С этой целью препараты растворяют в минимальном количестве этилового спирта, смешивают с оливковым маслом (получается эмульсия), затем спирт отгоняется под вакуумом и образуется масляный раствор.
Так же этиловый спирт используется в качестве вспомогательного вещества в мягких лекарственных формах, являясь гидрофильным растворителем.
В) Использование этанола в качестве вспомогательного вещества в производстве таблеток.
Для достижения необходимой силы сцепления при сравнительно небольших давлениях к таблетируемым веществам добавляют связывающие вещества. Заполняя межчастичное пространство, они увеличивают контактную поверхность частиц.
Спирт используется для гранулирования гигроскопичных порошков, чаще всего тогда, когда в состав массы для таблетирования входят сухие экстракты из лекарственного растительного сырья – эти вещества с водой и водными растворами образуют клейкую оплывающую, плохо гранулируемую массу. Концентрация применяемого спирта обычно тем выше, чем более гигроскопичен порошок.
В состав таблеток, получаемых формированием увлажненных масс (тритурационные) входят лекарственные и вспомогательные вещества. Порошкообразную смесь увлажняют этиловым спиртом (40-95%), он берется в точно определенном количестве до получения пластичной, но не вязкой массы. [3]
Г) Использование этанола в качестве консерванта.
Одна из причин снижения качества лекарственных средств – их микробная контаминация в процессе производства или применения, которая может привести к снижению терапевтического эффекта препаратов или развитию у больного различных заболеваний. Для этого в лекарственные препараты вводятся консерванты. [3] Консерванты являются ингибиторами роста тех микроорганизмов, которые попадают в лекарственные препараты. Они позволяют сохранить стерильность лекарственных препаратов или предельно допустимое число непатогенных микроорганизмов в нестерильных лекарственных препаратах. [9]
Так как этанол активен в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий и вирусов, обладает антисептическим свойством и является бактерицидной средой, его часто применяют как антимикробный консервант. Вэмульсиях в количестве 10-20% от водной фазы, в галеновых и новогаленовых препаратах – до 20%. [10]
При необходимости расширения спектра антимикробного действия возможно применение комбинации консервантов, но в более низких концентрациях. [3]
3. Хранение спирта и спиртосодержащих препаратов
Хранение лекарственных препаратов и изделий медицинского назначения регламентируются приказом МОЗ Украины № 44 от 16.03.1993 года, инструкциями про медицинское использование конкретных лекарств.
Спирт этиловый и препараты, которые содержат большое количество этанола относятся к легковоспламеняющимся веществам. Они могут размещаться и храниться только на складах временного хранения и складах, имеющих лицензии, предусмотренные Законом. [11]Общие требования к местам хранения спирта предусматривают наличие:
1) соответствующих документов, выданных Государственным комитетом Украины по надзору за охраной труда, органами Государственного пожарного надзора;
2) акта государственной комиссии о введении в эксплуатацию нововыстроенных спиртохранилищ;
3) средств (приборов) измерительной техники;
4) надлежащих условий для отдельного хранения, проведения инвентаризации и учета спирта;
5) соответствующих условий для проведения инвентаризации спирта;
6) автоматических систем противопожарной защиты и вентиляции. [5]
Их хранят в тщательно закупоренной, крепкой стеклянной или металлической таре для предотвращения испарения жидкости. Степень заполнения тары не больше 90% объема. Не допускается хранение легковоспламеняющихся веществ с минеральными кислотами (особенно с серной и азотной), сжиженными газами, легкогорючими веществами (растительным маслом, серой), неорганическими солями (калия перманганат), которые дают с органическими веществами взрывоопасные смеси.
Лекарственные препараты, содержащие небольшое количество спирта, хранят в зависимости от лекарственной формы, состава и физико-химических свойств.
Максимальный срок хранения стерильных лекарственных средств после первого вскрытия упаковки не должен превышать:
- 12 ч для иммунологических лекарственных средств;
- 24 ч при температуре от 2 до 8 °С для стерильные лекарственные средства, не содержащих консервантов, кроме случаев, когда подготовка/разведение (и т.д.) проводится в контролируемых асептических условиях;
- 28 суток для стерильных лекарственных средств, в состав которых входят антимикробные консерванты и/или антимикробные компоненты, а также для безводных лекарственных средств. [8]
Заключение
В заключении хотелось бы сказать, что в наше время находится широкое применение этилового спирта. Этанол часто используется в медицинской практике, в фармацевтической и других отраслях промышленности. Но необходимо помнить, что этиловый спирт, как и все остальные спирты оказывают негативное воздействие на организм.
В настоящее время разрабатывается много новых технологических процессов на основе использования этилового спирта как исходного продукта, поэтому значение его в фармацевтической промышленности нужных веществ и материалов будет всё более возрастать.
Список литературы
1. Отраслевой стандарт // Фарматека, 2000 г. №2. – С. 34-38
2. Таиров О.П. Физиолого-гигиенические проблемы применения спиртов и других органических растворителей в быту и на производстве // Гигиена и санитария, 1987 г. №3. – С. 67-69
3. Чуешов В.И. Производственная технология лекарств. – Харьков: МТК – Книга, 2002 г.