Метилцеллюлоза. Производное углеводов как вспомогательное вещество

1.

Кафедра фармацевтической технологии и биотехнологии
Зав. кафедрой фармацевтической технологии и биотехнологии
к.б.н., Д.В. Тупикин
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: Метилцеллюлоза. Производное углеводов
как вспомогательное вещество
Студента 3 курса 2 группы Фармацевтического
факультета очной формы обучения
Озерова Владислава Сергеевича
Научный руководитель: старший преподаватель
Удалова Анастасия Павловна

2.

Актуальность:
В фармацевтической практике широкое применение находят как сложные так и простые
эфиры целлюлозы, растворимые в органических растворителях и воде.
Простые эфиры целлюлозы имеют большое практическое значение, что объясняется многими
достоинствами: устойчивостью к действию химических реактивов, морозостойкостью,
водостойкостью, светостойкостью малой горючестью, термостойкостью, способностью к
растворению в распространенных органических растворителях, хорошие термопластические и
пленкообразующие свойства.
Цель исследования:
Цель исследования: изучить и обобщить литературные данные о производном целлюлозы – о
метилцеллюлозе, провести анализ и сравнить полученные результаты с требованиями
Государственной фармакопеи Японии и Европейской фармакопеи
Задачи:
1. Изучить органолептические, физические, химические и физико-химические свойства
метилцеллюлозы.
2. Рассмотреть литературные данные по способам синтеза метилцеллюлозы.
3. Изучить методы установления подлинности, чистоты и количественного определения.
4. Проанализировать пути метаболизма и применение метилцеллюлозы.
5. Провести сравнительный анализ фармакопей различных стран для использования
метилцеллюлозы

3.

МНН: Метилцеллюлоза
Лат.: Methylcellulose
Химическое название: метиловый эфир целлюлозы
Эмпирическая формула: [C6H7O2(OH)3-x(OCH3)x]n
Молекулярная масса: 658,73 для C29H54O16
Описание: белый или слегка желтоватый порошкообразный, гранулированный или
волокнистый продукт без запаха и вкуса, слабо гигроскопичен и может храниться в течение
долгого времени. При высыхании растворы образуют прозрачную бесцветную высокопрочную
пленку без запаха и вкуса, стойкую к воздействию бактерий и плесени, органическим
растворителям, жирам, маслам.
Растворимость: растворима в холодной (до 50 ℃), некоторых органических кислотах,
спиртах и эфирах. Нагрев насыщенного раствора метилцеллюлозы приводит к парадоксальному
эффекту: он затвердевает, поскольку метилцеллюлоза выпадает в осадок.

4.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА
ПРОИЗВОДНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ.
Процесс получения метилцелюллозы основан на взаимодействии в
гетерогенных условиях метилхлорида со щелочной целлюлозой при температуре
125-140°С и давлении 1,0 - 1,2 МПа по схеме:
В процессе алкилирования происходят побочные реакции между
хлористым метилом и щелочью с образованием спирта и соли и между
спиртом и хлористым метилом с образованием диметилового эфира:
NaOH + CH3Cl + CH3OH → CH3OCH3 + NaCl + H2O
CH3Cl + NaOH → CH3OH + NaCl

5.

Метилирование целлюлозы может быть осуществлено действием
эфирного раствора диазометана на целлюлозу или ее производные. При
действии диазометана получаются низко этерифицированные продукты, так
как диффузия диазометана в ненабухшее волокно происходит очень
медленно. Обычно при этом методе метилирования получают продукт,
содержащий 2-3% метоксильных групп.
Водорастворимая метилцеллюлоза
применяется в качестве клеящего
средства, как пенообразователь и
эмульгатор в ряде отраслей
промышленности, например в
фармацевтической, лакокрасочной,
бумажной, пищевой. Наибольшее
техническое применение имеют
водные растворы метилцеллюлозы.

6.

Физические методы подлинности.
• Способность к оседанию на поверхности воды.
• Получение мутноватой жидкости.
• Образование прозрачной пленки.
• Образование белой мутности раствора
• рН
• Вязкость
• Точка плавления
Химические методы подлинности.
1. К вязкой жидкости, полученной во 2 п. физ. методов подлинности, добавил
серной кислоты, нингидрида.
2. Добавил к водному раствору метилцеллюлозы водного раствора танина.
3. Добавил к водному раствору метилцеллюлозы раствор йода в йодиде калия.
4. Добавил к водному раствору метилцеллюлозы спиртового раствора α-нафтола,
добавил нескольких капель концентрированной серной кислоты.
5. Нагревание раствора метилцеллюлозы с кристаллами скатола и
концентрированной соляной кислоты до 70°С
6. Нагревание метилцеллюлозы с фенилизоционатом в течение нескольких часов в
запаянной трубке при 150°С

7.

5 реакция
желто-коричневое кольцо,
переходящее в фиолетовый р-р
6 реакция
желтое окрашивание,
переходящее в
фиолетовое

8.

Физико-химические методы подлинности
1) ИК спектроскопия: содержание метокси-группы не менее 25,0 % и не
более 33,0 %, гидроксоэтильных не более 5%.
Метилцеллюлозу можно отличать от этилцеллюлозы и от
немодифицированной целлюлозы с помощью специфичных полос в
более длинноволновой части спектра. Спектр метилцеллюлозы содержит
характерную полосу при 10,62 мкм, которая отсутствует в спектрах
немодифицированной целлюлозы и этилцеллюлозы.
Инфракрасный спектр субстанции, снятый в диске с калия бромидом, в
области от 4000 до 400 см-1 по положению полос поглощения должен
соответствовать спектру стандартного образца метилцеллюлозы.

9.

Чистота.
Тяжелые металлы. После выдерживания в течение 5 минут,
поставьте вертикально обе пробирки на белый фон: цвет,
полученный с помощью тестируемого раствора, не более
интенсивный, чем у контрольного раствора (не более 20/1000000
или 0,002%).
Потери при высушивании (влага): Не более 5,0% (1 г, 105°C, 1 час).
Остаток после прокаливания: Не более 1,5% (1 г). Сульфатная
зола: Не более 1,5% (1 г).

10.

Метаболизм, фармакологический эффект
Невсасываемое, неусваиваемое растворимое балластное вещество.
Не токсичен и не является аллергеном.
Метиловый эфир целлюлозы — важный компонент глазных капель
(в том числе для лечения глаукомы):
Другое направление применения метилцеллюлозы — изготовление
препаратов, улучшающих перистальтику кишечника. Прием более 5
г вещества вызывает послабляющий эффект.
Препарат – Citrucel,
США, HALEON
(порошковые пакеты 5,0
г, флакон 454,0 г).
Капли глазные 1%:
фл. 5 мл 1 или 5 шт.
Активное вещество пилокарпина
гидрохлорид 10 мг

11.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
МЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ.
Анализ проводится в соответствии с требованиямии JP XVII (Японская фармакопея, с.871) и
European Pharmacopoeia 10 (c.3231) по соответствующей ФС «Methylcellulose».
Описание.
Проводится в соответствии «Правила пользования фармакопейными статьями»
(ОФС.1.1.0001.15) ГФ 14: аморфный порошок — это порошок, не имеющий признаков
кристаллическою строения.
Закоючение: субстанция
соответствует требованиямии JP
XVII и European Pharmacopoeia
10 по ФС «Methylcellulose» по
показателю «Описание».

12.

Раствормость.
Для растворения 1,0 г субстанции берется количество растворителя
соответсвтующее условному термину по ОФС.1.2.1.0005.15
«Растворимость» ГФ 14.
Результат испытания: 1,0 субстанции не растворилось в 5 мл
ацетона, 5мл метанола, 5 мл метилхлорида; 0, 001 г субстанции
метилцеллюлозы с 27,5% содержанием OCH3 группами
растоврились в 10 мл воды, т.е. субстанция не ратсоврима в
ацетоне, метилхлориде, умеренно растворима в метаноле,
растоворима в воде.
Заключение: субстанция соответствует требованиямии JP XVII и
European Pharmacopoeia 10 по ФС «Methylcellulose» по показателю
«Растворимость».

13.

Подлинность.
Физические метода подлинности
1. Способность к оседанию на поверхности воды
Равномерно распределил 1,0 г метилцеллюлозы по поверхности 100
мл воды в мензурке и дал мензурке постоять.
Результат испытания: метилцеллюлоза осела на поверхности
воды.
2. Получение мутноватой жидкости
Добавил 1,0 г метилцеллюлозы в 100 мл горячей воды и перемешал:
получилась суспензия. Охладил суспензию до 5°C и перемешал.
Результат испытания: полученная жидкость слегка мутноватая,
вязкая.
3. Образование прозрачной пленки
Наллил и распределил 3 мл вязкой жидкости, полученной в (2), на
стеклянную тарелку и дал воде испариться.
Результат испытания: образовалась прозрачная пленка.

14.

4. Образование белой мутности раствора
Набрал пипеткой 50 мл воды, добавил ровно 50 мл вязкой жидкости, полученной в соответствии с
(2), и нагрел до повышения температуры со скоростью от 2 до 5°C в минуту при перемешивании.
Результат испытания: при 50°C начала увеличиваться белая мутность раствора.
5. рН
Дал раствору образца, полученному при температуре 20°C, постоять при 20°C в течение 5 минут.
Результат испытания: рН раствора составляет 6,2.
6. Вязкость
Выполнял по способу I: положил 4,0 г в колбу с широким горлышком, добавил горячей воды,
чтобы получилось 200,0 г, закупорил колбу пробкой, перемешал механическим способом при
обороте 350 до 450 в минуту в течение 10-20 минут для получения однородной дисперсии.
Результат испытания: 92%.
7. Температура плавления
Тонкоизмельченное в порошок вещество сушат или при температуре от 100 до 105 °С в течение 2 ч
или в эксикаторе над серной кислотой в течение 24 ч, или в вакууме над безводным силикагелем
в течение 24.
Результат испытания: температура плавления метилцеллюлозы: 295 °С.

15.

Химические методы подлинности.
1. К вязкой жидкости, полученной во 2 п. физических методов подлинности, добавил серной
кислоты, нингидрида.
Результат испытания: сначала раствор приобрел светло-красный цвет, затем в течение 100
минут менялся на фиолетовый.
2. Добавил к водному раствору метилцеллюлозы водного раствора танина.
Результат испытания: выпадение хлопьевидного осадка
3. Добавил к водному раствору метилцеллюлозы раствор йода в йодиде калия.
Результат испытания: появление фиолетово-синей окраски, которая исчезла при добавлении
концентрированного раствора щелочи.
4. Добавил к водному раствору метилцеллюлозы спиртового раствора α-нафтола, добавил
нескольких капель концентрированной серной кислоты.
Результат испытания: появление желто-коричневого кольца, с переходом в фиолетовый цвет
всего раствора.
5. Нагревание раствора метилцеллюлозы с кристаллами скатола и концентрированной соляной
кислоты до 70°С
Результат испытания: появление желтой, а потом фиолетовой окраски раствора.

16.

Физико-химические методы подлинности
ИК-спектроскопия.
Проводится в соответствии с требованиями «Спектрометрия в
инфракрасной области» (ОФС.1.2.1.1.0002.15). Инфракрасный
спектр субстанции, снятый в диске с калия бромидом, в области от
4000 до 400 см-1 положению полос должен соответствовать
спектру стандартного образца (рис. 1)
Общее
заключение:
исследуемая
субстанция соответсвует требованиям
JP XVII и European Pharmacopoeia 10 по
ФС «Methylcellulose» по показателю
«Подлинность».

17.

Чистота.
1) Потеря массы при высушивании
Проводится в соответствии с ОФС.1.2.1.0010.15 «Потеря в массе при высушивании» ГФ 14.
Около 1,0 г (точная навеска) субстанции высушивают в вакууме надфосфора (V) оксидом.
Реузьтаты испытания:
Масса навески: 1,0003
Масса бюкса: 32, 5054
Бюкс с навеской после высушивания: 1) 33,5041 2) 33,5039 3) 33,5039
m1 − m2