Transcript Gyógyszerhatóanyagok oldhatósága szuperkritikus széndioxidban

Gyógyszerhatóanyagok oldhatósága
szuperkritikus szén-dioxidban
HORVÁTH Zoltán,
MAJERIK Viktor, Dr. SZOKONYA László, Dr. HORVÁTH Géza, Dr. ARANYI Antal
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Mik azok a szuperkritikus fluidumok?
A szuperkritikus fluidum (SCF)
egy olyan anyag, amely normál
nyomáson és hőmérsékleten
akár folyadék, akár gáz is lehet.
Jellemző pontjai:
•kritikus pont (Cp)
•kritikus nyomás (Pc)
•kritikus hőmérséklet (Tc)
Sűrűség [g/cm3]
Viszkozitás [cP]
Diffúziós koefficiens
[cm2/sec]
Gáz
(0,6…2)*10-3
(1…3)*10-2
0,1-0,4
SCF
0,2-0,9
0,02-0,1
(0,2...0,7)*10-3
Folyadék
0,6-1,6
0,2-3,0
(0,2...2,0)*10-5
Mozgó fázis
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Az oldószer-kiválasztásának általános szempontjai itt is érvényesek, azaz:
legyen
+ jó oldóhatású,
+ könnyen hozzáférhető,
+ olcsó,
de ne legyen
- mérgező,
- a termékre, környezetre káros hatású és
- tűzveszélyes.
Ezek alapján a leggyakrabban alkalmazott szuperkritikus fluidumok a következők:
szuperkritikus fluidum
Tc [°C]
Pc [bar]
CO2
31,0
72,0
N2O
36,5
70,6
etán
32,3
47,6
propán
96,7
42,4
víz
374,2
214,8
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
A szén-dioxidot a következő kedvező tulajdonságai alkalmazzák:
• nem káros az egészségre
• nagy a sűrűsége
• nem lép reakcióba a kezelt anyaggal,
• alacsony a kritikus hőmérséklete (31°C) és kritikus nyomása (72 bar),
• nem tűzveszélyes és nem korrozív,
• könnyen beszerezhető élelmiszeripari tisztaságban és nagy mennyiségben áll a
rendelkezésünkre,
• nem szennyezi a környezetet,
• a művelet végén maradék nélkül eltávozik a termékből,
• a nyomás és hőmérséklet megfelelő változtatásával lehetőség van a szuperkritikus
állapotú oldószer oldóképességének kedvező irányba való változtatására.
Kedvezőtlen tulajdonsága:
– apoláris.
Ún. co-solvens (pl. etanol, metanol) adagolásával az oldóképesség javítható.
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
A szuperkritikus fluidumok alkalmazási területei:
• Élelmiszeripar (koffein, nikotin, fahéj, gyömbér, vanília, kamilla)
• Gyógyszeripar (formázás, szerves oldószernyomok eltávolítása)
• Víztisztítás (szerves és nehézfém szennyezők eltávolítása)
• Petrolkémia (aszfalt extrakció)
• Környezetvédelem (talaj szennyezés eltávolítása, ipari szennyvizek tisztítása)
Példák szuperkritikus folyadékkromatográfia (SFC) alkalmazására
• Szénhidrátok szétválasztása SFC-vel
• Enantiomerek szétválasztása királis SFC-vel
• Lipidek analízise
• Enantiomerek szétválasztása SF-SMB-vel
• Gyógyszeripari hatóanyagok tisztítása SFC-vel
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Laboratóriumi oldódásmérő készülék rajza
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
A vizsgált hatóanyag oldhatósága g/l-ben a nyomás függvényében
2,50E-01
T=40°C
T=50°C
T=60°C
2,00E-01
g/l
1,50E-01
1,00E-01
5,00E-02
0,00E+00
100
150
200
250
Nyomás [bar]
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
300
350
Az új kísérlet sorozat céljai:
1. A frakciógyűjtés tökéletesítése
2. A korábbi eredmények reprodukálása
3. Szelektív kioldás lehetőségének vizsgálata
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Laboratóriumi oldódásmérő készülék rajza
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Kalibráló egyenes
0,04
y = 0,0196x
R2 = 0,9995
Koncentráció [mg/ml]
0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2
Abs
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
2,1
1. KÍSÉRLET SOROZAT
T [°C]
p [bar]
Tgázóra [°C]
Texp [°C]
50
200
21
63
átáramoltatott CO2 [liter]
100
kisérlet indul [ó:p]
Kiísérlet vége [ó:p]
15:43
17:44
Térfogatáram [l/p]
0,83
1. szedő
2. szedő
70
70
ml EtOH
ml EtOH
0 °C-ra hűtve
0 °C-ra hűtve
ELEMZÉSEK, EREDMÉNYEK
szedő száma
1
2
[ABS]
2,096
0,055
-->
-->
2004 kísérlet
össz. anyag szedők közti eredménye
[mg]
[mg]
eltérés [%]
eltérés [%]
21,75
21,67
0,38
0,077
0,35
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Hatóanyag-tartalom [%]
A hatóanyag oldhatósága
99
98,5
98
97,5
97
96,5
96
95,5
95
94,5
94
93,5
93
92,5
92
91,5
91
90,5
90
i
lá s
u
d
kiin
;
°C
40
ar
0b
0
2
;
°C
60
ar
0b
0
2
;
°C
40
ar
0b
5
2
;
°C
40
r
ba
0
20
M
;
°C
60
r
ba
0
20
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
M
;
°C
40
r
ba
0
25
M
A kritikus szennyezés oldhatósága
0,6
0,55
Szennyezés-tartalom [%]
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
i
lá s
u
d
kiin
;
°C
0
4
r
ba
0
20
;
°C
0
6
r
ba
0
20
;
°C
0
4
r
ba
0
25
;
°C
0
4
ar
0b
0
2
M
;
°C
0
6
ar
0b
0
2
M
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
;
°C
0
4
ar
0b
5
2
M
További teendők:
• A tendenciák egyértelmű bizonyítása több pont kimérésével
• Co-solvens alkalmazásának lehetősége
(szelektív kioldás, illetve kromatográfia kapcsán)
Oldhatóság szerves oldószerekben:
A megadott értékek g/100 ml oldószerben
értendők:
25°C-on:
Aceton
Etil-acetát
Etanol
Acetonitril
Izopropanol
6,8
3,2
2,5
2,1
1,1
VIKKK Szimpózium, Veszprém, 2006. január 13.
Köszönöm
Köszönömaafigyelmet!
figyelmet!