tehnologija farmaceutskih proizvoda

Marina Rajič

Marina Rajič

2010/2011

Tehnološki fakultet

Novi Sad

TEHNOLOGIJA FARMACEUTSKIH

PROIZVODA

prof. dr Zoran Zeković

Tehnologija farmaceutskih proizvoda prof. dr Zoran Zeković

~ 1 ~

PITANJA I ODGOVORI ZA USMENI ISPIT IZ TEHNOLOGIJE FARMACEUTSKIH PROIZVODA

1. Farmakološki aktivne supstance prema poreklu i načinu dobijanja. Putevi dobijanja novih FAS

2. Teorijske osnove extrakcije lekovitog bilja – Fick-ovi zakoni

3. Jednačina materijalnog bilansa pri stacionarnom stanju

4. Specifičnost extrakcije lekovitog bilja – koeficijenti prenosa mase

5. Osnovni principi extrakcije lekovitog bilja – Č/T extrakcija u trougaonom dijagramu

6. Izbor rastvarača – intenzifikacija extrakcije

7. Postupci extrakcije droge za dobijanje galenskih preparata prema farmakopeji

8. Postupci extrakcije droge u industrijskim razmerama u cilju dobijanja čistih FAS

9. Galenski preparati – oficinalni i neoficinalni

10. Extrakti (Extracta fluida, Extracta spissa, Extracta sicca, tinkture) – primeri oficinalnih preparata

11. Osnovni principi protivstrujne extrakcije i uređaji za kontinualnu protivstrujnu extrakciju

12. Extrakcija T/T – jednostupna i višestupna (istostrujna i protivstrujna extrakcija)

13. Uređaji za T/T extrakciju

14. Proizvodnja FAS na primeru kardiotoničnih glikozida (Digitalis lanata Ehrh. i Digitalis purpurea L.)

15. Konzerviranje biljnog materijala sušenjem

16. Tipovi sušara za lekovito bilje

17. Dobijanje primarnih glikozida digitalisa – izbor rastvarača

18. Industrijski postupak za dobijanje komplexa lanatozida ABC (LABC) metanolom

19. Industrijski postupak za dobijanje komplexa LABC etilacetatom

20. Razdvajanje primarnih glikozida digitalisa (LA, LB, LC) T/T extrakcijom – izbor sistema rastvarača i odnosa

komponenata u sistemu

21. Industrijski postupak za dobijanje lanatozida C iz komplexa LABC

22. Dobijanje sekundarnih glikozida digitalisa

23. Postupci dobijanja digitoxina i digoxina

24. Proizvodnja FAS na primeru alkaloida (extrakcija, prečišćavanje i razdvajanje alkaloida sorpcionim postupcima)

25. Tehnološki postupak proizvodnje ergotamina (ergotamintartarata)

26. Tehnološki postupak prizvodnje ergotoxin alkaloida i ergometrina

27. Proizvodnja dihidroergokristina

28. Dobijanje hidrogenovanih alkaloida

29. Tehnološki postupci za proizvodnju opijumskih alkaloida iz makovih čaura

30. Dobijanje hioscijamina, atropina i skopolamina

31. Tehnološki postupak za proizvodnju alkaloida derivata purina. Dobijanje kofeina extrakcijom

32. Dobijanje alkaloida biljaka Ephedra vrsta i alkaloida mrazovca (Capsicum annum)

33. Etarska ulja – dobijanje etarskih ulja destilacijom pomoću vodene pare

34. Dobijanje etarskih ulja extrakcijom lako isparljivim rastvaračima

35. Dobijanje etarskih ulja gasovima pod pritiskom (tečnim i superkritičnim CO2)

36. Proizvodnja FAS – organopreparata iz sirovina animalnog porekla (tkiva, organi, tkivne tečnosti). Opšte o tehnologiji

organopreparata: konzerviranje sirovina životinjskog porekla, extrakcija, prečišćavanje i FAS

37. Proizvodnja tireoidnih hormona iz štitne žlezde (tireoidin, tireoglobulin)

38. Proizvodnja ACTH iz hipofize

39. Proizvodnja insulina

40. Hormoni srži nadbubrežne žlezde (adrenalin i noradrenalin)

41. Hormoni kore nadbubrežne žlezde (kortikosteroidi)

42. Estrogeni i gastogeni hormoni

43. Androgeni hormoni

44. Preparati žučnih kiselina (extrakti žuči, holna, dezoxiholna i henodezoxiholna kiselina)

45. Proizvodnja pepsina i pankreatina

46. Proizvodnja heparina


~ 2 ~

1. Farmakološki aktivne supstance prema poreklu i načinu dobijanja. Putevi dobijanja novih FAS

Farmakološki aktivne supstance se prema poreklu i načinu dobijanja mogu svrstati u 3 grupe. U prvu grupu spadaju prirodne

FAS, koje se dobijaju kao čista jedinjenja extrakcijom lekovitog bilja (glikozidi, alkoloidi) ili sirovina životinjskog porekla

(insulin, heparin, pepsin). Ovde spadaju i galenski preparati koji se uglavnom dobijaju extrakcijom lekovitog bilja, koja sadrže

FAS različite hemijske prirode u komplexu sa mnogim drugim materijama (razni extrakti, tinkture, sirupi, aromatične vode).

Savremena medicina sve manje primenjuje galenske preparate jer ih je teško standardizovati, nisu uvek istog sastava, teško se

doziraju... Farmaceutska industrija ih obično ne proizvodi već se uglavnom proizvode u apotekama.

U prirodne sirovine spadaju i mineralne sirovine, koje takođe imaju primenu u medicini, ali njih obično prerađuje hemijska

industrija (I2, Br2, KMnO4). Sve ove sirovine prirodnog porekla (biljne, animalne i mineralne) jednostavnom preradom ili samo

konzerviranjem predstavljaju droge u farmaciji. Lekovito bilje konzervirano sušenjem predstavlja drogu; preradom biljnih

sirovina (etarsko ulje, masna ulja, smole, balsami) ili životinjskih organa (riblje ulje, želatin, pepsin) dobijaju se droge.

U drugu grupu spadaju FAS koje su takođe prirodnog porekla ali se dobijaju fermentacijom. Tu pre svega spadaju antibiotici, neki

zamenici krvne plazme i vitamini. Sva ova jedinjenja nalaze se u prirodi, ali se ona ne mogu na ekonomski opravdan način dobiti

iz prirodnih sirovina. Njihova proizvodnja se zasniva na biotehnološkim procesima, pomoću radnih mokroorganizama visoke

proizvodne sposobnosti i njihovom izdvajanju iz fermentacione mase. Zahvaljujući razvoju biotehnologije došlo se do niza novih

jedinjenja, kao i do novih procesa koji su dali čovečanstvu ekonomičnu proizvodnju niza artikala.

U treću grupu spadaju FAS dobijene hemijskom sintezom. Ova grupa lekovitih supstanci značajno dominira poslednjih godina,

naročito zahvaljujući brzom razvoju organske sinteze. Postoje visokotonažni proizvodi hemijske sinteze (aspirin, sulfonamidi,

aminopirin, analgin) i niskotonažni koji su po pravilu strogo čuvane tajne farmaceutskih fabrika i koji se proizvode u

poluindustrijskim pogonima. FAS dobijene na jedan od ova tri načina koriste se za proizvodnju gotovih lekova u različitim

formama: tablete, ampule, kapi, supozitorije... Kada se govori o izučavanju lekovitih supstancija moguće je izvršiti i njihovu

podelu prema farmakološkom dejstvu, ali ona je nepodesna kada se radi o proizvodnji.

Jedan od puteva dobijanja novih lekovitih supstanci je izučavanje prirodnih jedinjenja, koja imaju jako biološko dejstvo, npr.

izučavanje lekovitog bilja koje primenjuje narodna medicina. Odakle se mogu hemijskim postupcima izolovati pojedine čiste

supstance koje se ispituju u smislu očekivanog dejstva, tako da se dolazi do saznanja koja je od izolovanih supstanci aktivna.

Zatim se toj supstanci odredi struktura primenom poznatih hemijskih i fizičko-hemijskih metoda. Kada se definiše struktura novog

jedinjenja pristupa se njegovoj sintezi i sintezi njegovih derivata. Proučava se veza između strukture novih jedinjenja i biološke

aktivnosti. Ovakav put pronalaženja novih lekovitih supstanci dao je veoma dobre rezultate. Na taj način su otkriveni i sintetisani

efedrin i atropin. Mnoga otkrivena jedinjenja do danas nisu mogla biti sintetizovana, takvi su ergot alkaloidi, kardiotonični

glikozidi.

Drugi put dobijanja novih aktivnih supstanci sastoji se u ispitivanju biološke vrednosti svih novosintetisanih jedinjenja. Pri tome

analogija sa prirodnim materijama nije obavezna, ali nije isključena. Na kraju, treći put traganja za novim aktivnim supstancama

je izučavanje metabolita (transformacije lekovitih materija u organizmu i stvaranje novih lekovitih supstancija) na osnovu znanja

o transformacijama i mehanizmu delovanja izvesnih derivata na organizam. Jedan od najboljih puteva stvaranja novih lekovitih

supstanci je zasnovan na biohemiji bolesti i njenih uzročnika.

Prema tome, razvoj novog leka polazi od neke materije čije je biološko dejstvo utvrđeno fundamentalnim istraživanjem, i na

osnovu koga se može očekivati terapijski ili profilaktički učinak. Cilj razvoja je da lek ima što snažnije dejstvo i što manje

neželjenih efekata.

Vrlo složene biogene strukture lekovitih supstanci služile su i kao uzorci za sintezu jednostavnijih, ali vrlo lekovitih jedinjenja,

koja su ih zamenila. Takođe su i jednostavno građena jedinjenja sa umerenim lekovitim dejstvom korišćena kao „jedinjenja

predvodnici” odn. kao polazne strukture čijom se derivatizacijom pokušavaju dobiti nova jedinjenja sa poboljšanim

farmakodinamičkim i terapijskim svojstva. Na taj način je povećan broj lekova sa kojima raspolaže savremena medicina.

Razvoj novog leka sintezom započinje odabirom polazne supstance i derivata. Nakon njihove sinteze oni se ispituju u pogledu

delovanja na izolovane organe ili biološke preparate. Na taj način se ocenjuju terapijski izgledi pojedinih struktura.

Supstance koje su ušle u uži izbor ispituju se u pogledu fizičko-hemijskih svojstava i uspostavlja se veza između strukture i

dejstva. Radi se na optimizaciji strukture odn. vrše se minimalne izmene u strukturi u cilju dobijanja optimalnih terapijskih

svojstava. Lekovitost pojedinih supstanci ispituje se farmakodinamaskim metodama na raznim životinjama. Neželjena svojstva

ispituju se toxikološkim metodama (akutna i hronična toxičnost, teratogenost, mutagenost, kancerogenost…). Takođe se vrši

ispitivanje na model životinjama, kod kojih je namerno izazvano određeno patološko stanje.


~ 3 ~

Paralelno sa farmakološko-toxikološkim ispitivanjima nastavlja se sa hemijsko-tehnološkim ispitivanjima. Preparativni postupci

sinteze, prečišćavanje i dobijanje standardnog proizvoda prenose se iz laboratorije u polupogon u kome se razvija industrijski

proces. Zatim se radi i na razvoju odgovarajućih formulacija. Istovremeno se razvijaju analitički postupci za kontrolu kvaliteta

poluproizvoda i finalnog proizvoda, za ispitivanje stabilnosti i inkompatibilnosti pojedinih sastojaka leka. Takođe se razvijaju i

analitički postupci za ispitivanje nove supstance u različitim organima, tkivima i tečnostima, kao i metode ispitivanja metabolita.

Ako se pokaže da je nova supstanca zaista sa dobrim terapijskim svojstvima, priprema se farmakološka, toxikološka i hemijsko-

analitička dokumentacija. U saradnji sa akademskim ustanovama, trebalo bi da posluži kao podloga za poslednju fazu, klinička

ispitivanja. Kada se dobiju pozitivni klinički atesti i kad se podigne novi proizvodni pogon smatra se da je razvojni proces

završen. Međutim, i dalje se mora pratiti farmakološko dejstvo i neželjena svojstva u primeni tokom niza godina.

Prema tome razvojni put novog leka sažima plodove stalne i tesne saradnje hemičara, tehnologa, farmaceuta, farmakologa,

toxikologa, kliničkih lekara i mnogih drugih stručnih saradnika. Ovako opsežan istraživačko-razvojni projekat koji u proseku

obuhvata oko 4000 polaznih struktura sintetizovanih u laboratoriji, rezultiraće u novi lek tek posle 7-10 godina istraživačkog rada

uz učeće oko 2000 stručnjaka i njihovih saradnika. Cena ovog rada je veoma visoka (50-100 miliona $).

2. Teorijske osnove extrakcije lekovitog bilja – Fick-ovi zakoni

Proces prenosa mase u osnovi proizilazi iz procesa difuzije. Razlikujemo molekulsku i turbulentnu difuziju. Molekulska difuzija

se ostvaruje usled haotičnog kretanja molekula materije koja se prenosi, koji poseduju određenu kinetičku energiju. Što je veća

teperatura to je veća i kinetička energija molekula i njihova brzina kretanja je veća. Usled težnje sistema da uspostavi

termodinamičku ravnotežu, molekuli će se kretati sa mesta veće koncentracije ka manjoj, što predstavlja proces molekulske

difuzije. Prema tome, pokretačka snaga procesa difuzije je razlika koncentracija rastvorenih materija u fazama koje su u kontaktu.

Molekulska masa materije koja difunduje takođe utiče na proces difuzije, kao i veličina dodirne površine i debljina sloja kroz koji

se odvija difuzija. Sa porastom dodirne površine raste i brzina difuzije, dok sa porastom debljine sloja brzina opada.

Uticaj pojedinih faktora na proces difuzije matematički je izražen jednačinom koja predstavlja prvi Fikov zakon difuzije. On je

postavio hipotezu prema kojoj je molekulski prenos materije analogan prenosu toplote. Može se napisati da je količina materije

dm koja se za vreme dτ prenosi kroz površinu F pri gradijentu koncentracije dc/dx jednaka:

Ajnštajnov izraz

Drugi Fikov zakon je moguće izvesti na osnovu prvog. Zamislimo jedan cilindar čiji je poprečni presek jednak jedinici u kojoj se

odvija difuzija u pravcu x-ose cilindra. Materija koja difunduje unutar elementa zapremine cilindra, koja je ograničena dvema

uzajamno paralelnim površinama i uspravnim na osu cilindra, čije je medjusobno rastojanje dx, nagomilavaće se na sledeći način:

I II površina

x-osa

dx

U elementu zapremine cilindra koncentracija se povećava

od c na

.

U trodimenzionalnom sistemu jednačina ima oblik:

Ova jednačina predstavlja drugi Fikov zakon difuzije kojim se izražava promena koncentracije materije koja difunduje u

određenoj tački sistema, u zavisnosti od vremena. Prvi Fikov zakon karakteriše proces stacionarne difuzije u kome je

koncentracija materije u jednoj tački konstantna, a drugi zakon opisuje proces nestacionarne difuzije pri kojoj se koncentracija

materije u svakoj tački sistema menja.

D - koeficijent unutrašnje difuzije, zavisi od prirode rastvarača

materije koja difunduje, temperature i pritiska

k - Bolcmanova konstanta

R - univerzalna gasna konstanta

T- apsolutna temperatura

NA - Avogadrov broj (6,06*1023

)

η - viskoznost

r- prečnik čestice koja difunduje

Proces prenosa mase se odvija u pravcu smanjenja koncentracije tj. ka negativnom

gradijentu koncentracije (-). Ako se sa q označi difuzioni flux količina materije koja

se prenosi u jedinici vremena može se izraziti kao:

Iz toga proizlazi da je brzina nagomilavanja materijala:


~ 4 ~

3. Jednačina materijalnog bilansa pri stacionarnom stanju

Osnovne operacije pri proizvodnji aktivnih principa lekovitog bilja su Č/T i T/T extrakcija koje definišu opšti zakoni prenosa

mase, svojstva polaznog materijala i fizičko-hemijska sličnost rastvarača i supstance koja se extrahuje. Proces prenosa mase, u

opštem slučaju, predstavlja prenos materije u smeru uspostavljanja ravnoteže. Pri tome trebalo bi razmatrati 3 elementa procesa:

A) Uslovi egzistencije faza i zakoni raspodele komponenata u tim fazama izražavaju statističku zakonitost procesa. Raspodela

komponenata se izražava pomoću koeficijenta raspodele. Pri extrakciji biljnog materijala mogu se uočiti 2 faze: rastvor materije u

rastvaraču koji je apsorbovan u sirovini, i rastvor materije u rastvaraču koji opkoljava sirovinu. Pri T/T extrakciji rastvorena

materija se nalazi u jednoj fazi a druga faza je rastvarač, ove faze se uočavaju kao laka i teška faza.

B) Granični uslovi sprovođenja operacije prenosa mase određeni su početnom i krajnjom koncentracijom u obe faze. Operacija

extrakcije biljnog materijala se retko vodi do uspostavljanja ravnoteže, zato date početne i krajnje koncentracije omogućuju

određivanje neophodnih uslova za postizanje željenog cilja.

C) Brzina prenosa mase se u operaciji extrakcije određuje koeficijentima prenosa mase. Osnovni pokretač u procesu prenosa mase

je razlika koncentracija, što je ona veća to je i brzina veća. Ravnoteža u ovom procesu nastaje pri izjednačavanju brzina

premeštanja mase iz jedne u drugu fazu. Pri extrakciji biljnog materijala rastvarač je u obe faze isti, pa je c1=c2. Pri stacionarnom

prenosu mase može se postaviti sledeća bilansna jednačina:

x2 y1 y1 B

y2 A

x1 y2 x1 x2

Koncetracija u fazi L se povećava, a u fazi G smanjuje. U opštem slučaju jednačina predstavlja bilansnu liniju koja prolazi kroz

tačke A(x1, y2) i B(x2, y1). Ova linija se često naziva i radna linija. Kada su koncentracije u fazama L i G konstantne tokom

extrakcije, radna linija je prava. Jednačina materijalnog bilansa uzima u obzir samo količine materije koje se nalaze u fazama, ne

povezujući ih sa vremenom i uslovima extrakcije.

4. Specifičnost extrakcije lekovitog bilja – koeficijenti prenosa mase

Extrakcija aktivnih sastojaka iz lekovitog bilja u velikoj meri zavisi od osobina biljnog tkiva. Protoplazma živih ćelija svežeg

biljnog materijala je polupropustljiva membrana kroz koju ne mogu da prolaze aktivni sastojci rastvoreni u ćelijskom soku.

Kvašenjem ovakvog materijala, usled osmoze, dolazi do prodiranja vode (rastvarača) u ćelije. Sušenjem i drugim načinima

konzerviranja biljnog materijala, dolazi do denaturacije protoplazme tako da ćelijski zid dobija svojstva porozne sredine koja

propušta rastvorene supstance u oba pravca. U opštem slučaju, operacija extrakcije lekovitog biljnog materijala ima 2 faze. Na

početku se odvija faza kvašenja i bubrenja sirovine, a zatim faza extrakcije u užem smislu. Do kvašenja sirovine dolazi usled

prodiranja rastvarača u osušeni biljni materijal pod uticajem kapilarnih sila. Materijal od kojeg su sačinjeni ćelijski zidovi ima

difilna svojstva, pri čemu je hidrofilnost mnogo izraženija od idrofobnosti. Biljno tkivo raspolaže ogromnim brojem pora

kapilarnog tipa, u koje rastvarač prodire ispunjavajući ćelije. Vreme ispunjavanja kapilara u ćelijama tečnošću može biti vrlo

dugo, zbog prisustva vazduha u njima, koji ometa prodiranje rastvarača.

Za povećanje brzine prodiranja rastvarača može se koristiti povećanje pritiska rastvarača, vakuumiranje suvog biljnog materijala,

zamena vazduha lako rastvornim gasom (CO2) ili dodatak materija koje snižavaju površinski napon između tečnosti i gasa (PAM).

Istovremeno sa prodiranjem rastvarača u biljni materijal, započinje i proces rastvaranja aktivnih i drugih sastojaka. Unutar biljnog

materijala rastvarač se praktično ne kreće. Za supstance koje se nalaze na površini čestica sirovine, difuzioni sloj je manji zbog

poboljšanih hidrodinamičkih uslova. Prema tome, brzina rastvaranja materije unutar čestica biljnog materijala biće određena

brzinom prelaza mase kroz poroznu sredinu, a na površini čestica brzinom prelaza mase od površine tela. Pošto proces prelaza

mase može biti veoma ubrzan podešavanjem hidrodinamičkih uslova, brzina rastvaranja materijala na površini tela značajno se

povećava, tako da se u procesu extrakcije pojavljuje period brze extrakcije.

Lx2 - Lx1 = Gy1 – Gy2

-L(x1 – x2) = G(y1 - y2)

L - zapremina jedne faze

G - zapremina deuge faze

x1, x2 – početa i krajnja koncetracija u fazi L

y1, y2 – početna i krajnja koncetracija u fazi G


~ 5 ~

Prodiranje rastvarača u čestice, kvašenje i rastvaranje određenih materija dovodi do povećanja zapremine sirovine, odn. dolazi do

bubrenja. U većini slučajeva sirovinu bi trebalo prvo podvrgnuti bubrenju, kako bi se izbeglo naknadno nabijanje sirovine. Za

operaciju extrakcije određeni značaj ima i količina rastvarača koju apsorbuje sirvina, kao i dinamika apsorpcije rastvarača koja je

u neposrednoj vezi sa procesom bubrenja. Rastvarač koji je apsorbovan u sirovini predstavlja unutrašnji sok čija je količina

značajna i konstantna za sirovine različitog stepena usitnjenosti, njegovo poznavanje je neophodno za sprovođenje proračuna

extrakcije.

Pri extrakciji aktivnih principa iz lekovitog bilja uočava se nekoliko koeficijenata prenosa mase. Koeficijent slobodne difuzije Ds

karakteriše brzinu prenosa mase u ćelijskom soku i u difuzionom podsloju. Zavisi od temperature i koncentracije, zbog toga se u

praxi obično određuje vrednost Ds koji predstavlja srednju vrednost za određeni interval temperature i koncentracije. Koeficijent

unutrašnje difuzije Du karakteriše prenos mase unutar čestica biljne mase. Ima znatno manju vrednost od Ds zbog smanjenja

površine prenosa mase (uticaj poroznosti i kapilarne strukture biljnog materijala). Koeficijent turbulentne (konvektivne) difuzije

ED karakteriše prenos mase u pokretnom sloju rastvarača. Po svojoj vrednosti je veći od Ds, sa povećanjem brzine rastvarača ED

raste i dostiže maximalnu vrednost pri turbulentnom strujanju. U toku extrakcije prisutna su sva tri procesa pa sumarni koeficijent

prenosa mase K ima oblik:

č č č

Pri extrakciji uz mešanje veličina koeficijenta konvektivne difuzije postaje dovoljno velika tako da se može izostaviti u proračunu

K vrednosti. U takvim slučajevima, kod svih operacija extrakcije određuje se koeficijent unutrašnje difuzije. Slobodna difuzija u

difuzionom podsloju ima neznatan uticaj na vrednos K usled male debljine tog sloja. Sumarni koeficijent prenosa mase K se teško

određuje u praxi.

5. Osnovni principi extrakcije lekovitog bilja – Č/T extrakcija u trougaonom dijagramu

Nasuprot poznatim zakonima kod T/T extrakcije, Č/T extrakcija ima čitav niz osobenosti od kojih su najznačajnije sledeće:

između supstanci vezanih za čvrstu materiju iz koje se extrahuju, i njihove koncentracije u rastvaraču nema definisane

zakonitosti u smislu koeficijenta raspodele

deo rastvarača, odn. extrakta na kraju extrakcije, se zadržava na površini i u kapilarama čvrste materije

ravnotežno stanje se u svakom extrakcionom stupnju dostiže kada se koncentracije extrakta u kapilarama čvrste materije

izjednači sa koncentracijom extrakta u slobodnom rastvoru

vreme potrebno za postizanje ravnoteže u svakom extrakcionom stupnju, kao i broj potrebnih stupnjeva extrakcije, za

postizanje željenog stepena extrakcije, određuje se experimentalno za svaki pojedinačni slučaj

Osnovni principi Č/T extrakcije mogu se pregledno pratiti na trougaonom dijagramu gde svako teme trougla predstavlja jednu od

čistih komponenata trokomponentnog extrakcionog sistema.

B

E1 F1

E2

A D C

Konačno, željeni efekat extrakcije, odn.izdvajanje čvrste materije bez rastvarača i sa malim sadržajem supstanci koje se extrahuju,

može se dobiti tek nakon presovanja čvrste supstance koja napušta extraktor. Koristeći ovakav način prikazivanja operacije

extrakcije, pri rešavanju određenih extrakcionih problema uz poznavanje extrakcionih karakteristika sistema, može se odrediti broj

potrebnih stupnjeva extrakcije.

A – čista čvrsta materija, bez supstanci koje se extrahuju

B – čiste supstance koje se extrahuju

C – čist rastvarač

E1 – izlazni materijal koji se sastoji od čvrste materije i zaostalih supstanci

F1 – željeni završni extrakt koji se sastoji samo od rastvarača i extrahovanih supstanci

E2 – željena završna tačka extrakcije

F2 – realna završna tačka extrakcije

Biljni materijal koji sadrži aktivne principe trebalo bi extrahovati do sadržaja supstanci

prikazanih tačkom E2 koja je veoma blizu tačke A. Kako po završenoj extrakciji u čvrstoj

materiji zaostaje određena količina rastvarača, završna tačka extrakcije neće biti u tački E2

nego F2 koja leži na pravoj kaoja spaja tačku E2 sa tačkom čistog rastvarača. Prava BD

odgovara jednom određenom odnosu čvrste materije i rastvarača.


~ 6 ~

6. Izbor rastvarača – intenzifikacija extrakcije

Pored odgovarajuće pripreme biljnog materijla, u cilju intenzifikacije extrakcije, vrsta rastvarača koji se koristi za extrakciju

aktivnih principa često igra presudnu ulogu. Izbor rastvarača za extrakciju zavisi od stepena hdrofilnosti supstance koja se želi

dobiti, pri tome važi pravilo da se slično u sličnom rastvara. Polarne supstance koje imaju visoke vrednosti dielektrične konstante,

dobro su rastvorne u polarnim rastvaračima, i obratno. Poznato je da je rastvorljivost najvećeg broja prirodnih supstanci

rastvorljiva u protičnim rastvaračima. Dobro odabran rastvarač za extrakciju trebalo bi da obezbedi što potpunije iscrpljenje droga,

odn. da omogući dobijanje visokih prinosa extrakcije. Međutim, kada se radi o dobijanju čistih supstanci, neophodno je voditi

računa i o selektivnosti extrakcije, tj. dobijanje extrakata sa minimalnim sadržajem balastnih materija i maximalnim sadržajem

aktivnih principa. Izolovanje aktivnih principa iz extrakata koji su dobijeni nedovoljno selektivnim rastvaračima, česti je vrlo

otežano i komplexno, što se odražava na značajno smanjenje prinosa.

Za extrakciju lekovitog bilja u farmaciji se najčešće primenjuje smeša alkohola i vode. Njihovim mešanjem u različitim

kvantitativnim odnosima moguće je menjanje dielektrične konstante smeše u širokim granicama, što omogućuje primenu ovakvih

smeša za extrakciju velikog broja supstanci iz biljnog materijala. Rastvarač ne utiče samo na extrakciju neke određene grupe

jedinjenja, od polarnosti rastvarača zavisi i opšta količina extrahovanih materija. Izbor rastvarača sprovodi se na različite načine.

Najčešće se vrši extrakcija sirovine različitim rastvaračima i upoređuju se dobijeni rezultati. Pri jednakim uslovima extrakcije,

najbolji od primenjivanih rastvarača će extrahovati najveću količinu željene supstance. Osim dielektrične konstante rastvarača,

veliki uticaj na rastvorljivost i brzinu difuzije u njemu imaju i druge fizičke osobine, kao što su površinski napon i viskozitet

rastvarača. Smanjenje viskoziteta i površinskog napona povoljno utiče na operaciju extrakcije, zbog toga se često dodaju PAM.

7. Postupci extrakcije droge za dobijanje galenskih preparata prema farmakopeji

Za extrakciju droga biljnog porekla prema Ph.Jug.IV primenjuju se postupci maceracije, digestije i perkolacije. Navedeni metodi

extrakcije se uglavnom koriste za dobijanje galenskih preparata iz biljnih droga na manjim skalama. Međutim, radi proizvodnje

galenskih preparata i čistih aktivnih principa u većim razmerama, primenjuju se kontinualna i višestupna protivstrujna extrakcija.

Maceracija je jednostupna extrakcija propisano usitnjene droge propisanim rastvaračima na sobnoj temperaturi. Postupak:

usitnjena droga se prelije sa 5 delova rastvarača i ostavi da macerira 5 dana, uz obavezno mućkanje ili mešanje bar 2 puta dnevno.

Zatim se macerat odvoji od droge ceđenjem i naknadnim presovanjem, ostavi 2 dana na hladnom i tamnom mestu i zatim filtrira.

Postoje i drugi postupci maceracije koji se međusobno razlkuju u odnosu rastvarač-droga i vremenu maceracije.

Remaceracija je extrakcija propisano usitnjena droge propisanim rastvaračem, najčešće 2 puta uzastopno, a primenjuje se pretežno

za extrakciju čvrstih droga. Postupak: usitnjena droga se prelije sa 3 dela rastvarača (u dobro zatvorenoj posudi na tamnom mestu)

i ostavi da macerira 3 dana, uz mućkanje ili mešanje bar 2 puta dnevno. Zatim se macerat odvoji od droge ceđenjem i naknadnim

presovanjem. Droga se ponovo macerira 3 dana na isti način sa još 2 dela rastvarača. Macerat se odvoji ceđenjem i presovanjem,

spoji sa prvim maceratom, ostavi 2 dana na hladnom mestu i filtrira. Droga se može extrahovati i pri drugom odnosu droga-

rastvarač, odn. tokom različitog vremena maceracije. Digestija je jednostupna extrakcija, kao i maceracija, propisano usitnjene

droge propisanim rastvaračem, natemperaturi od 50 oC.

Perkolacija je kontinualna extrakcija propisano usitnjene droge na sobnoj temperaturi, koja se izvodi uz kontinualni

protokpropisanog rastvarača kroz stub droge u pravcu odozgo ka dole. Stub droge se formira u cilindričnom ili konusnom sudu

koji se naziva perkolator. Perkolator je izrađen od stakla ili nekog drugog hemijski inertnog materijala. Odnos srednjeg prečnika i

visine stuba droge ne sme biti manji od 1:5. Postupak: usitnjena droga se jednolično nakvasi i izgnječi propisanim rastvaračem i

ostavi da bubri najmanje 2 h. Zatim se droga propusti kroz sito 2 i unese u perkolator. Pre punjenja na dno perkolatora se stavi sloj

vate navlažene rastvaračem, i preko nje se stavi sitasta pločica. Punjenje se vrši uz lako potresanje perkolatora kako bi se formirao

homogeni stub droge. Gornji deo stuba droge se poravna uz slab pritisak i prekrije filter papirom, koji se može dodatno otere titi

staklenim kuglicama.

Zatim se ispusna slavina otvori i na stub droge se ravnomerno doliva rastvarač, koji tokom extrakcije stalno mora prekrivati

površinu stuba droge u visini 2-3 cm. Kada kroz slavine prođu prve kapi perkolata, ona se zatvori i droga se macerira 12 h. Zatim

se slavina otvori i uz kontinualno dolivanje rastvarača extrakt se ispušta u prihvatni sud određenim protokom: 1 ml/min za 1000 g

droge kada je propisana perkolacija, odn. 3 ml/min za 1000 g droge kada je propisana brza perkolacija. Postupak perkolacije treje

dok s ne dobije propisana količina perkolata, odn. do racionalnog stepena iskorišćenja, što se po pravilu postiže izdvajanjem 5

perkolata. Jednim perkolatom se smatra masa extrakta koja odgovara masi droge koja se extrahuje. Završetak extrakcije se može

ustanoviti specifičnim hemijskim reakcijama, ili analizom poslednjih 10 ml poslednjeg perkolata u kojem suvi ostatak mora biti

manji od 25 mg.


~ 7 ~

konc.

(%)

ext. ras.

sirov. raf.

A B C D E

AB – zona punjenja BC – zona kvašenja i bubrenja;

CD – zona extrakcije DE – zona ceđenja

Reperkolacija se primenjuje za preradu većih količina biljnog materijala. Ovaj postupak za dobijanje tečnih extrakata se razlikuje

od postupka perkolacije po tome što nama fazu uparavanja. Neophodna koncentracija extrahovanih supstanci u extraktu postiže se

primenom baterije od 3-5 perkolatora, pri čemu se extrakt iz jednog perkolatora koristi za extrakciju droge u sledećem

perkolatoru. Na ovaj način, propuštanjem extrakta kroz kroz nekoliko perkolatora sa svežom ili manje iscrpljenom sirovinom,

može se dobiti extrakt koji sadrži potrebnu količinu extrahovanih supstanci. Od reperkolacionih varijanti za dobijanje suvih

extrakata, veoma je pogodna brza reperkolacija koja omogućava dobijanje koncentrovanijih extrakata.

8. Postupci extrakcije droge u industrijskim razmerama u cilju dobijanja čistih FAS

Za extrakciju droga biljnog porekla u industrijskim razmerama, u cilju dobijanja čistih aktivnih principa, primenjuje se

reperkolacija sa kontinualnim ispuštanjem extrakta, odn. višestupna protivstrujna extrakcija, kao i kontinualna protivstrujna

extrakcija. Pri sprovođenju protivstrujne višestupne extrakcije, rastvarač i sirovina se uslovno kreću jedan prema drugom u

suprotnom toku. Extrakt se postepeno zasićuje aktivnim supstancama iz sirovine, na svakom stupnju, polazeći od najiscrpljenije

prema svežoj sirovini. Ovakav način extrakcije sprovodi se u extrakcionoj bateriji, koja se sastoji od niza perkolatora, međusobno

spojenih sistemom cevi, kojima se dovodi rastvaračiz svakog pojedinog člana baterije. Pošto se sirovina koja se extrahuje ne kreće

u extracionoj bateriji, operacija extrakcije se periodično prekida radi pražnjenja i punjenja pojedinih članova baterije

(perkolatora). Postoji čitav niz različitih konstrukcija perkolatora, koji u osnovi predstavlja cilindrični sud sa perforiranim dnom i

odgovarajućim priključcimaza dovod i odvod extrakta, kao i grejnog medijuma u omotač radi odstranjivanja zaostalog radtvarača

u sirovini. rastvarač

extrakt

Perkolator: 1-poklopac; 2-otvor za dovod para rastvarača; 3-rešetka; 4-priključak za dovod rastvarača; 5-priključak za odvod

kondenzata; 6-perforirano dno; 7-pokretno dno; 8-dupli omotač; 9-priključak za dovod pare; 10-priključak za odvod extrakta

Pomoću extrakcione baterije koja se sastoji od niza perkolatora, primenom višestupne protivstrujne extrakcije, skraćuje se vreme

extrakcije i potpunije se iscrpljuje biljni materijal koji se extrahuje. Osnovni nedostatak perkolacije, neravnomerna extrakcija po

visini perkolatora, ostaje nerešen primenom extrakcione baterije. Ovaj nedostatak se ublažava smanjenjem visine i zapremine

perkolatora, odn. povećanjem njihovog broja u bateriji. Ipak, u praxi nije moguće veliko povećanje broja članova baterije zbog

komplikovanja konstrukcije i rada sa baterijom.

Ovaj nedostatak uklonjen je razvojom kontinualnih

protivstrujnih extrakcionih uređaja. Osnovni princip

protivstrujne extrakcije u kontinualnim uređajima

zasniva se na protivstrujnom kretanju čvrste i tečne

faze. Materijal koji se extrahuje kreće se u pravcu

AE. U tački D se u suprotnom smeru uvodi

rastvarač, extrakt se izdvaja u tački B, a rafinat u

E.Analizom krive raspodele duž uređaja može se

zaključiti da promena koncentracije ima

nestacionarni karakter i ona je konstantna samo u

pojedinim delovima uređaja. Pri određenoj brzini

ulaza rastvarača i sirovine u urđaj uspostavlja se

takav režim da je na jednom te istom poprečnom

preseku koncentracija u fazama konstantna.

Regulacijom ulaska rastvarača i sirovine u uređaj,

moguće je menjati koncentraciju extrakta i stepen

iscrpljenja sirovine u širokim granicama.


~ 8 ~

9. Galenski preparati – oficinalni i neoficinalni

Galenski preparati pripadaju specifičnoj vrsti lekova koja se najčešće svrstava u pomoćna lekovita sredstva. Naziv ovih preparata

potiče od znamenitog rimskog farmaceuta i lekara Klaudija Galenusa. Oni su osnova za pripremanje lekova u apotekama kao i za

proizvodnju gotovih lekova u farmaceutskoj industriji. Galenski preparati biljnog porekla ne predstavljaju hemijski čiste

supstance, već komplexnu smešu više ili manje poznatog sastava. Po tome se i razlikuju od hemijsko-farmaceutskih i drugih

preparata koji predstavljaju individualne hemijski čiste i strukturno definisane supstance. Lekovito delovanje galenskih preparata

nije uslovljeno jednom aktivnom supstancom, već komplexom više biološki aktivnih supstanci. U nizu slučajeva ovi preparati

imaju određene prednosti u odnosu na sintetičke zbog sinergističkog delovanja prisutnih komponenata.

Za oficinalne galenske preparate farmakopeja propisuje sastav i način izrade kao i uslove kojima moraju da odgovaraju. Za

neoficinalne preparate se ti ti postupci nalaze u farmaceutskoj literaturi (priručnicima).Poslednjih godina je sve više prisutna

tendencija da se proizvode galenski preparati koji su više ili manje oslobođeni od balastnih materija i kod kojih je sadržaj aktivnih

materija preciznije definisan. Procesi za proizvodnju, standardizaciju i kontrolu ovih tzv. novogalenskih preparata ređe se mogu

naći u naučnoj i patentnoj literaturi jer predstavljaju dobro čuvanu tajnu proizvođača. Prema tome, najčešći je slučaj da svaki

proizvođač razvija svoje postupke za proizvodnju, kao i analitičke postupke za ispitivanje kvaliteta novogalenskih preparata.

U oficinalne galenske preparate (lekovi) koji se izrađuju u skladu sa Ph.Jug.IV, a dobijaju se extrakcijom droge, spadaju: macerati

(Macerata), dekokti (Decocta), infuzi (Infusa), tinkture (Tincturae), exstrakti (Extracta) i dr. Prve tri vrste pripadaju grupi koja se

dobija extrakcijom droge pomoću vode kao rastvarača. Loša strana vode je to što pored aktivnih principa rastvara i balastne

materije. Osim toga, vodeni rastvori su bobra podloga za rast mikroorganizama, što može ubrzati proces degradacije aktivnih

supstanci. Zbog toga se ovi preparati ne mogu dugo čuvati, dok širu primenu imaju tinkture i extrakti.

Magistralni lekovi se izrađuju po propisu lekara i to u većini slučajeva ex tempore. Magistralno se mogu izrađivati i lekovi po

nekom opšte poznatom propisu, koji često imaju određeno ime (prema dejstvu ili autoru). Pod pojmom „gotov lek“

podrazumevaju se lekovi proizvedeni u različitim farmaceutskim oblicima (tablete, dražeje, kapi, injekcije, masti, supozitorije...)

koji su propisno zapakovani i stavljeni u promet. Mnogi od njih nose zaštićeno ime. Njihova proizvodnja i stavljanje u promet

moraju biti u potpunom skladu sa zakonom.

10. Extrakti (Extracta fluida, Extracta spissa, Extracta sicca, tinkture) – primeri oficinalnih preparata

Extrakti pripadaju osnovnoj i najvećoj grupi galenskih preparata. To su tečni, praškasti ili granulovani preparati koji su dobijeni

extrkcijom droge propisanim rastvaračem. Upotrebljeni rastvarač se posle extrakcije delimično ili potpuno regeneriše. Ph.Jug.IV

propisuje tečne i suve extrakte. U zavisnosti od karaktera rastvarača koji je korišćen razlikujemo: vodene extrakte (Extracta

aquosa), alkoholne extrakte (Extracta sprituosa) i etarske extrakte (Extracta etherea). Tečni extrakti su isključivo alkoholni

rastvori, dok suvi extrakti mogu biti i vodeni koji su upareni do suva.

Tečni extrakti (Extrcta fluida) su extrakti droga koji se izrađuju tako da jedan deo extraktrakta sadrži aktivne principe iz jednog

dela droge. U principu se dobijaju perkolaciom do racionalnog stepena iskorišćenja. Oko 80-85% prvog perkolata se izdvoji i ne

uparava jer je najbogatiji aktivnim principima. Ostatak prvog perkolata se pripoji ostalim perkolatima i uparava pod sniženim

pritiskom sve dok sa izdvojenim delom prvog perkolata ne dobijemo masu tečnog extrakta koja je jednaka masi upotrebljene

droge. Ovako dobijeni tečni extrakti se čuvaju u dobro zatvorenim bocama na hladnom i tamnom mestu. Sadržaj aktivne

supstance u tečnom extraktu može se podesiti dodavanjem potrebne mase rastvarača kojim je vršena extrakcija, a ona se računa

prema izrazu: X = 100A/a – m gde je: A - aktivna supstanca u extraktu (g); a – željeni sadržaj aktivne supstance (%); m – masa

tečnog extrakta (g); X – masa rastvarača koju bi trebalo dodati (g).

Tečni extrakt kamilice 1:1 (Extractum chamomillae fluidum) se priprema tako što se zdrobljene cvetne glavice kamilice stave u

pogodnu posudu sa poklopcem i preliju smešom rastvarača 10% NH4OH – 96% EtOH – H2O, izgnječe i posuda se zatvori i ostavi

da droga bubri tokom 2 h. Zatim se droga propusti kroz sito 2, unese u perkolator u koji se doda potrebna zapremina rastvarača i

droga macerira 12 h. Extrakcijom, postupkom perkolacije, ispusti se 80% prvog perkolata koji se lageruje, a ostatak prvog

perkolata se pripoji ostalim izdvojenim perkolatima koji se zajedno uparavaju. Upareni extrakt, kada se spoji sa lagerovanim

extraktom, trebalo bi da ima masu jednaku masi početne droge za extrakciju.

Gusti ekstrakti (Extacta spissa) nisu oficinalni prema Ph. Jug. IV. Izrađuju se od tečnih extrakata, kada se nakon prečišćavanja

tečnog extrakta, odstrani rastvarač tako da sadržaj suve materije u dobijenom gustom extraktu iznosi oko 70%. Odstranjivanje

rastvarača se izvodi pomoću uparivača-ukuvača.


~ 9 ~

Suvi extrakti (Extracta sicca) su extrakti droga iz kojih je pogodnim postupkom potpuno uklonjen rastvarač. To su preparati sa

vrlo širokom primenom koja ima rastući trend. Izvesna nerešena pitanja, kao što su stabilnost, higroskopnost i dr., u izvesnoj meri

ograničavaju njihovu primenu u farmaciji. U cilju rešavanja ovih problema neophodno je pronaći sa kojim rastvaračem komplex

materija pokazuje najmanju higroskopnos, i koji je punilac najpodesniji, s obzirom na osobine extrahovanih materija. Tehnološki

postupak proizvodnje suvih extrakata se sastoji iz nekoliko faza: dobijanje extrakta, prečišćavanje od balastnih materija,

uparavanje odn. ugušćivanje i sušenje extrakta. Kao i u slučaju dobijanja tečnih extrakata, extrakt biljne sirovine se može dobiti

dvostrukom maceracijom, reperkolacijom, cirkulacionim postupkom ili kontinualnom protivstrujnom extrakcijom. Postupak

dvostruke maceracije i reperkolacije su identični kod dobijanja obe vrste extrakata, s tim što je reperkolacija pogodnija jer se

dobijaju koncentrovaniji extrakti. Kada se radi o preradi malih količina droge najpogodnija je brza reperkolacija, a kada su u

pitanju velike količine materijala najbolja je kontinualna potivstrujna extrakcija.

Vodeni extrakti obično sadrže značajne količine balastnih materija (pektin, sluz, skrob...) koje se obavezno moraju ukloniti pre

uparavanja. U zavisnosti od njihove količine i karaktera primenjuju se različiti postupci za prečišćavanje. Neke extrakte je moguće

prečistiti zagrevanjem na temperaturi ključanja izvesno vreme, pri čemu se proteini koagulišu i brzo talože. U nizu slučajeva

pribegava se dodavanju adsorbenasa (bentonit, kaolin), kao i kombinovanom postupku dodavanja adsorbesa i ključanja. Široko se

primenjuje dodavanje alkohola za taloženje materija. Prečišćavanje alkoholom se vrši tako što se dobijeni extrakt uparava do

polovine (zapremine) od uzete polazne sirovine (mase). Tako dobijenom ugušćenom i ohlađenom extraktu se dodaje dvostruka

količina 95% EtOH. Sve se dobro izmeša i ostavi 5-6 dana na temperaturi ne većoj od 80 oC. Dekantovanjem se odvoji bistra

tečnost, koja se zatim filtrira.

Ugušćivanje extrakta se vrši uparavanjem pod sniženim pritiskom na temperaturi 50-60 oC. Ako se uparava alkoholni extrakt ili

extrakt koji je prečišćen alkoholom, prvo se predestiliše alkohol pod normalnim pritiskom, a zatim se nastavi sa uparavanjem pod

sniženim pritiskom. Sušenje se izvodi tako što se najčešće prvo suše gusti extrakti u vakuum sušnici, pa se dobijeni suvi extrakti

potom melju u kugličnom mlinu. Nekad je moguće izbeći fazu ugušćivanja, pri čemu se dobijeni tečni extrakt direktno suši u

vakuum sušnici sa valjcima ili u sušnici sa raspršivanjem. Sušenjem u sušnici sa raspršivanjem dobija se fini prah koji nije

potrebno naknadno usitnjavati. Sadržaj vlage kod ovih preparata ne sme biti veći od 5 %. Podešavanje sadržaja aktivnih principa u

suvom extraktu može se ostvariti na 2 načina:

Spojeni extrakti se podvrgavaju uparavanju tako da se dobije ugušćeni extrakt. Izmeri se masa, odredi suvi ostatak i sadržaj

aktivne supstance u dobijenom extraktu. Potrebna masa supstance za razblaživanje (dextran, laktoza) izračunava se prema izrazu:

X = (100 - A) a/b – m gde je: A – dozvoljeni sadržaj vlage u suvom u extraktu (%); a – masa aktivne supstance u ugušćenom

extraktu (g); b – željeni sadržaj aktivne supstance u suvom extraktu (%); m – masa suvog ostatka u ugušćenom extraktu (g); X –

masa indiferentne pomoćne supstance (g). Nakon dodavanja supstance za razblaživanje extrakt se suši do dozvoljenog sadržaja

vlage. Drugi način se sastoji u tome da se spojeni perkolati upare do suva i u dobijeni suvi extrakt doda potrebna masa supstance

za razblaživanje, koja se takođe može izračunati prema navedenom izrazu.

Suvi extrakt velebilja (Extractum belladonnae siccum) se priprema tako što se usitnjeno lišće velebilja proseje kroz sito 0,75

prenese u pogodnu posudu, jednolično nakvasi 70% EtOH i prenese u odgovarajući perkolator u kojem se vrši extrakcija

postupkom perkolacije. Izdvajaju se 2-3 perkolata, odn. sve dok poslednjih 5 ml poslednjeg perkolata daje zamućenje sa

Majerovim reagensom. Extrakt se zatim upari pod sniženim pritiskom na 40-50 oC do 100 g, zatim mu se dod isto toliko H2O i

ostavi na hladnom mestu 3 dana. Nakon toga vrši se filtriranje preko običnog filter papira, filtrar se zatim uparava pod sniženim

pritiskom na 50 oC. Nakon sušenja u vakuumu iznad silikagela na temperaturi 50

oC, suvi extrakt se usitni i odredi mu se ukupni

sadržaj alkaloida sračunat na hioscijamin odn. atropin, titracijom 0,05 mol/dm3 HCl uz metilcrveno. Sadržaj ukupnih alkaloida

mora biti od 1,3-1,5%. Ako je on veći, suvom extraktu se dodaje određena masa laktoze koja se računa prema formuli:

B = A(a - 1,4)/1,4 gde je A – masa suvog extrakta (g); a – sadržaj ukupnih alkaloida (%); B – potrebna masa laktoze (g). Koristi

se kao spazmolitik pri SPD 0,02 g odn. NDD 0,15 g.

Tinkture (Tincturae) su alkoholno-vodeni extrakti ili alkoholno-vodeni rastvori extrakata pojedinih droga. Proizvode se

maceracijom, perkolacijom, rastvaranjem i drugim pogodnim posupcima. Maceracijom se tinkture po pravilu izrađuju tako da se

jedan deo droge, propisanog stepena usitnjenosti, extrhuje sa 4 dela EtOH propisane koncentracije. Tinkture droga jakog

delovanja se izrađuju perkolcijom EtOH propisane konc. tako da se iz 1 dela droge dobije 10 delova tinkture. U tinkturi jakog

delovanja mora se odrediti sadržaj aktivnih komponenti, i ako je potrebno, tinkturu podesiti na odgovarajuću koncentraciju.

Tinktura timijana (Tinctura thymi) se pravi tako što se usitnjeno lišće timijana proseje kroz sito 2, prenese u pogodnu posudu sa

zatvaračem i prelije smešom glicerol – 96% EtOH – destilovana H2O, a zatim se sprovede postupak maceracije. Koristi se kao

expektorans pri SPD 2 g.


~ 10 ~

11. Osnovni principi protivstrujne extrakcije i uređaji za kontinualnu protivstrujnu extrakciju

*Osovni principi protivstrujne extrakcije su u 8. pitanju. Od velikog broja kontinualnih uređaja za protivstrujnu Č/T extrakciju

izvestan broj je pokazao dobre osobine za extrakciju lekovitog bilja. Spiralno-lopatasti extraktor, kod kojeg se sirovina kreće iz

jedne u drugu sekciju pomoću lopatica, omogućuje relativno brzo dobijanje extrakata. Sa ovim extraktorom su ostvareni dobri

rezultati pri dobijanju tinktura iz lekovitog bilja.

Međutim, nije najpogodniji za primenu u procesima

dobijanja čistih aktivnih principa, jer se njime dobijaju

razblaženi extrakti. Extrakti niskih koncentracija se

obično dobijaju kada sirovina pliva na rastvaraču i ne

ispunjava ceo extraktor. Shema spiralno-lopatastog

extraktora: 1 – hranilica; 2 – sekcije; 3 – prihvatni

sud; 4 – valjak; 5 – grejač; 6 – opruga; 7 – transporter;

8 – cev za dovod rastvarača; 9 – cev za odvod extrakta

Dobro kvašenje i prožimanje biljne sirovine rastvarače ostvaruje se u protivstrujnom pužnom extraktoru. Kod vertikalnog pužnog

extraktora postoji opasnost od nabijanja biljnog materiala prilikom njegovog prelaza sa jednog na drugi vertikalni puž. Najbolji

učina sa ovim tipom extraktora se ostvaruje kada se on postavi pod uglom od 25o, jer se time izbegava začepljivanje uređaja i

ostvaruje se bolji kontakt tečne i čvrste faze. Proticanje tečnosti kroz uređaje se ostvaruje pod uticajem gravitacije, bez upotrebe

pumpe za cirkulaciju. Biljni materijal se ubacuje na gornji puž, koji ga zatim prebacuje na donji puž na čijem kraju izlazi

rafinat.Sirovina se u extraktoru kreće u suprotnom smeru od rastvarača. Omotač puževa extraktora omogućava sprovođenje

extrakcije i na povišenoj temperaturi.

Kod pužnih extrakcionih uređaja, pored relativno visokog

odnosa rastvarač-čvrsta faza, dolazi do poteškoća usled toga

što extrakt sa sobom povlači fino suspendovane čestice

čvrste faze, koje se moraju naknadno odvojiti posebnim

postupkom. Iz ovih razloga se danas Č/T extraktori većeg

kapaciteta grade samo takvog oblika da se extrakcija vrši

perkolacijom. Ovakvo rešenje ima prednost u tome što

omogućava samofiltriranje extrakta – mscele u sloju čvrste

supstance, tako da se na kraju dobije praktično bistar extrakt.

U pužnom extraktoru dobijena miscela sadrži 1-10%

suspendovanih finih čestica biljnog materijala. Shema

pužnog extraktora: 1 – hranilica; 2 – gornji puž; 3 – veza

između puževa; 4 – donji puž; 5 – merač tečnosti; 6 – otvor

za ispust extrakta sa sitom; 7 – pogonski uređaj.

U De-Smet-ovom i Karussell-nom extraktoru, koji su u masovnoj primeni za extrakciju ulja iz raličitih semenki, zastupljen je

princp perkolacije i protivstrujne extrakcije. Princip rada extraktora tipa De-Smetse sastoji u neprekidnom kretanju čvrstog

materijala pomoću beskrajne perforirane trake i neprekidnom orošavanju materijala rastvaračem, odn. miscelama različitih

koncentracija na različitim delovima trake. Miscele se posle prolaza kroz materijal sakupljaju u rezervoare sa konusnim dnom koji

se nalaze ispod trake. Iz rezervoara se miscela pomoću pumpi reciklično vraća na istu zonu orošavanja iz koje je i dobijena.

Pri tome deo miscele koji odgovara kojičini sveže

ubacivanog rastvarača u extraktor se kontinualno preliva iz

rezervoara, u suprotnom pravcu od pravca kretanja čvrstog

materijala, a zatim izlazi iz extraktora kao koncentrovani

extrakt. Shema De-Smet-ovog extraktora: 1 – hranilica; 2 –

pogonski bubanj; 3 – beskrajna perforirana traka; 4 –

raspršivač; 5 – sabirni rezervoar; 6 – pumpa; 7 – rezervoar

koncentrovanog extrakta.


~ 11 ~

Primenom Karussell-nog extraktora ostvareni su veoma dobri rezultati u

extrakciji biljnog materijala, posebno u extrakciji lekovitog bilja. Extraktor se

sastoji iz rotora sa jednim unutrašnjim i jednim spoljašnjim cilindričnim

zidom. Međuprostor oblika prstena je podeljen radijalno ugrađenim koničnim

zidovima, tako da se dobije 10-20 komora. Rotor se lagano okreće i brzina

okretanja se može verirati u širokim granicama, tako da se jedno okretanje

može obaviti za 20 min ili 4-5 h. Rotor se okreće iznad sitastog dna koje je

izgrađeno od profilisane žice trapezastog poprečnog preseka, tako da se

otvori na situ proširuju odozgo na niže. Materijal koji se extrahuje

kontinualno se unosi u komore i čini kompaktan sloj visine 0,5-2,5 m. Biljni

materijal se, zavisno od potrebnog vremena extrakcije, kreće brzinom 1-10

mm/s po koncentričnim otvorima sitastog dna, tako da osim trenja nema

drugih otpora kretanju materijala i ne dolazi do zapušavanja otvora na dnu.

Shema Karussell-nog extraktora: 1 – rotor; 2 – komora; 3 – sitasto dno; 4 –

ulaz sirovine; 5 – izlaz rafinata; 6 – pumpe; 7 – dovođenje rastvarača; 8 –

izlaz extrakta; 9 – sabirna komora za miscelu.

Za vreme kretanja preko sitatog dna sloj biljnog materijala se orošava miscelama različitih koncentracija, i krajnja miscela najveće

koncentracije prihvata se neposredno iz tek ubačenog materijala, dok se čisti rastvarač dodaje na kraju puta kretanja materijala

kroz extraktor. Miscela prolazi kroz sloj biljnog materijala i kroz sitasto dno i sakuplja se u prihvatnim komorama na dnu

extraktora, odakle se pumpama prebacuje ponovo na sloj materijala koji se extrahuje. Pojedine prihvatne komore za miscelu su

povezane otvorima u zidovima koji ih razdvajaju, tako da dolazi do kontinualnog kretanja miscele u suprotnom pravcu od kretanja

čvrste supstance, usled stalnog dovođenja svežeg rastvarača u extraktor. Ispuštenje rafinata se obavlja tako što na određenom

mestu na sitastom dnu postoji prekid u širini jedne komore kroz koji biljni materijal ispada u bunker za pražnjenje, iz kojeg se

pužnim transporterom šalje na dalju obradu.

Čvrsti materijal koji se izbacuje iz Karussell-nog extraktora i nakon otkapavanja sadrži znatne količine rastvarača koje mogu biti i

3 puta veće od mase biljnog materijala koji se extrahuje. U ovakvim slučajevima se pristupa odvajanju zaostale količine miscele

na pužnoj presi. Kod pužnih extraktora se presovnje sirovine vrši u samom extraktoru, neposredno pre izlaska iz extraktora.

Zaostala količina rastvarača koji se ne meša sa vodom, prevodi se u parno stanje direktnim produvavanjem pare. Pare kondenzuju

u razmenjivaču toplote, i rastvarač se odvoji od vode. Regenerisani rastvarač se ponovo upotrebljava u operaciji extrakcije. Kada

se radi o rastvaračima koji se mešaju sa vodom, isterivanje rastvarača iz bilnog materijala izvodi se indirektnim zagrevanjem

vodenom parom u pužnom baterijama, što je energetski nepovoljno zbog lošeg prenosa toplote. Kontinualni extraktori se mogu

postaviti u odgovarajuće proizvodne linije u kojima se operacije extrkcije, uparavanja i regeneracije rastvarača odvijaju u

zatvorenom sistemu, tako da se gubici rastvarača svode na minimum.

12. Extrakcija T/T – jednostupna i višestupna (istostrujna i protivstrujna extrakcija)

Extrakcija T/T ima široku primenu u farmaceutskoj industriji, posebno u preradu lekovitog bilja, radi prečišćavanja extrakata i

izdvajanja čistih prirodnih biološki aktivnih supstanci. U osnovi se ova extrakcija zasniva na prelazu mase iz jedne tečnosti u

drugu, pri čemu se te dve tečnosti (rastvarača) međusobno ne mešaju. U toku extrakcije su uvek prisutne dve faze, a prelaz mase

se pokorava zakonima prenosa mase, rastvorljivosti i međufazne ravnoteže. Masa se prenosi sa mesta veće na mesto manje

koncentracije, sve do uspostavljanja ravnoteže. Koeficijent raspodele K = c1/c2 određuje efikasnost prelaza mase, tj. pokazuje

odnos sadržaja supstance u obe faze i zavisi od rastvorljivosti supstance u svakoj fazi.

Analogno Č/T extrakciji, T/T extrakcija se može izvoditi u stupnjevitim ili

kontinualnim uređajima, pri čemu se stupnjeviti mogu podeliti na

jednostupne i višestupne extraktore, a kontinualni mogu biti istostrujni i

protivstrujni. Na Shemi je prikazanvišestupni protivstrujni T/T extraktor.

Jednostavni T/T extraktor sastoji se od mešača (1) i odvajača (2) u jednom

stupnju. Polazni rastvor i rastvarač se ubacuju u mešač u kojem se odvija

extrakcija uz mešanje, zatim se tečnost ispušta u odvajač gde se formiraju

dva sloja. Obično se uzima rastvarač čija je gustina manja od gustine

rastvora, tako da u odvajaču extrakt obrazuje gornji sloj a rafinat donji.

Odvajanjem slojeva završena je jednostupna extrakcija. Ukoliko rafinat još

uvek sadrži supstancu koja se extrahuje, pristupa se višestupnoj extrakciji.


~ 12 ~

13. Uređaji za T/T extrakciju

Uređaji za kontinualnu T/T extrakciju mogu da rade na principu

korišćenja gravitacije i mehaničkog mešanja. Kod gravitacionih

uređaja koristi se razlika u gustini faza – polaznog rastvora i

rastvarača. Na ovom principu rade kolone različitih konstrukcija:

sa raspršivanjem, sa punjenjem, sa podovima... Kolona sa

raspršivanjem (A) izrađena je tako da se na gornjem i donjem kraju

mogu ubacivati tečne faze. Radi dobijanja veće površine kontakta

faza, laka faza se uvodi odozdo i raspršuje tako da se njene kapi

kreću naviše, i prolaze kroz tečnu fazu. Teška faza kreće se odozgo

naniže, i u ovom slučaju predstavlja kompaktnu fazu. Na

određenom nivou kapi lake faze se skupljaju i obrazuju sloj, koji je

graničnom površinom odvojen od teške faze. Kolona je na gornjem

i donjem kraju proširena, što omogućuje bolje razdvajanje faza.

Efikasnost ovih kolona je relativno mala jer je zbog male brzine

kretanja faza kapacitet extraktora mali.

Kolona sa punjenjem (B) sadrži različito punjenje, najčešće su to

rašigovi prstenovi. Extraktori ovog tipa su efikasniji od kolona sa

raspršivanjem. Kolone sa podovima (C) sadrže pregrade u vidu

naizmeničnih pljosnatih diskova i prstenova. Rastojanje između

pregrada je 75-150 mm ili veće. Kontakt između faza se ostvaruje

pri opticanju pregrada disperznom fazom u vidu tankog filma, kao i

kretanju kapi disperzne faze u prostoru između pregrada. Disprezna faza je najčešće laka faza koja ulaze na donjem kraju kolone.

Kod kolona sa sitastim podovima (D) disperzna faza se više puta razbija pri prolasku kroz podove sa otvorima (2-10 mm). Pri

tome se strujnice disperzne faze raspadaju na sitne kapi koje obrazuju sloj iznad podova, ako se disperguje laka faza. Do

dispergovanja dolazi kada hidrostatički pritisak sloja tečnosti postane dovoljan za njen prolaz kroz otvore. Rastojanje između

podova je različito i zavisi od konstrukcije kolonskog extraktora. Kod opisanih extraktora faze u kontaktu se mešaju dejstvom sile

zemljine teže, zbog čega se i nazivaju gravitacionim uređajima.

Radi povećanja disperzije tečnih faza i poboljšavanja njihovog međusobnog kontakta primenjuju se uređaji kod kojih se energija

dovodi spolja radi mešanja. Kontinualne kolone ovog tipa se sve više primenjuju u industriji. Tipični predstavnici ovih uređaja su

pulzacioni, vibrirajući i uređaji sa mehaničkim mešalicama. Kod pulzirajućih extraktora kao sredstvo za intenzifikaciju prenosa

mase pri extrakciji koriste se pulzacije. Pri tome se koriste kolone različitih konstrukcija, najčešće sa sitastim podovima.

Extraktori sa mehaničkim mešalicama (A) su po svojim karakteristikama

i efikasnosti slični vibracionim. Primenjuju se mešalice različitih

konstrukcija (turbo mešalice, rotirajući diskovi) smeštene u koloni

extraktora. Vibracioni extraktori (B) sastoje se od vibracione extrakcione

kolone koja omogućava protivstrujnu T/T extrakciju, pri čemu se

protistrujno kretanje faza ostvaruje na osnovu njihove razlike u

gustinama. Povećanje površine kontakta faza postiže se intenzivnim

dispergovanjem T-T sistema. Radi dobijanja vrlo finih disperzija sistemu

se dovodi dodatna energija povratno-periodičnim kretanjem vibracionog

seta perforiranih pločica. Extraktori ovog tipa odlikuju se relativno

velikim kapacitetom i efikasnošću po jedinici zapremine extraktora.

Korišćenje centrifugalne sile se pokazalo kao efikasno sredstvo ne samo

za poboljšanje mešanja, već i za razdvajanje faza pri extrakciji.

Centrifugalni extraktor se sastoji od horizontalnog cilindričnog bubnja koji rotira brzinom 1500-5000 o/min. Unutrašnjost bubnja

je podeljena spiralnom perforiranom pregradom na kanale pravougaonog preseka. Tečne faze u bubanj ulaze pomoću pumpi kroz

osovinu extraktora. Teška faza se kreće od ose ka periferiji rotora, a laka faza od periferija ka osi extraktora. Usled toga, u

kanalima spiralne pregrade faze koje su u kontaktu kreću se u suprotnom toku, višestruko se mešaju, najčešće pri prolazu kroz

otvore pregrade, i razdvajaju pod dejstvom centrifugalne sile. Rafinat i extrakt izlaze iz uređajakanalima koji se nalaze u osovini.

Aparati ovog tipa odlikuju se visokim intenzitetom razdvajanja.


~ 13 ~

16. Proizvodnja FAS na primeru kardiotoničnih glikozida (Digitalis lanata Ehrh. i Digitalis purpurea L.)

Za izdvajanje kardiotoničnih glikozida iz biljnog materijala primenjuju se dva principijelno različita postupka. Ako je cilj

dobijanje primarnih (genuinih) glikozida, extrakcija se vrši tako da se spreči dejstvo enzima prisutnih u biljnom materijalu, koji

parcijalno hidrolizuju glikozide. Za extrakciju se koristi po mogućstvu svež biljni materijal ili materijal koji je konzerviran na taj

način da ne dovodi do degradacije prisutnih glikozida. Opšti princip dobijanja primarnih glikozida sastoji se u brzoj extrakciji

biljnog materijala rastvaračima koji se ne mešaju sa vodom u prisustvu neutralnih soli, najčešće (NH4)2SO4, koje inhibišu dejstvo

enzima. Iz dobijenog extrakta rastvarač se upari pod smanjenim pritiskom, i ostatak se obrađuje petroletrom ili etrom radi

uklanjanja hlorofila i nekih drugih sporednih materija. Glikozidi pri tome ostaju u suvom ostatku vezani za taninske materije. Iz

vodeno-alkoholnog rastvora tanini se talože solima Pb2+

, a čisti primarni glikozidi dobijaju se uparavanjem filtrata i

kristalizacijom. Primena ovog opšteg postupka na određeni biljni materijal zahteva izvesne modifikacije operacija,

prilagođavajući ih prirodi glikozida i biljnog materijala.

Prema opštem postupku dobijanja sekundarnih glikozida, siromašni na ugljenohidratnoj komponenti, usitnjena biljna masa se

nakvasi ili potopi u vodu i ostavi da stoji izvesno vreme na temperaturi 30-35 oC. Pod tim uslovima, enzimi prisutni u biljnom

materijalu parcijalno hidrolizuju primarne glikozide do odgovarajućih sekundarnih glikozida.Extrakcija se vrši pretežno

hidrofilnim rastvaračima, a prečišćavanje extrakata se vrši sa Pb(CH3COO)2. Glikozidi se zatim extrahuju organskim rastvaračima

iz vodenog rastvora, i dobijaju u relativno čistom stanju uparavanjem i kristalizacijom. Od velikog broja glikozida različitih

biljnih vrsta, širu primenu u medicinskoj praxi imaju glikozidi Digitalis-a i Strophanthus-a izolovani kao hemijski čiste spstance.

Ove glikozide proizvodi farmaceutska industrija u većim razmerama.

17. Konzerviranje biljnog materijala sušenjem

Genini (primarni glikozidi) se nalaze u većoj količini u svežim biljkama i pod uticajem enzima podležu hidrolitičkom razlaganju.

Radi sprečavanja enzimske hidrolize pristupa se sušenju biljnog materijala, koje predstavlja najpogodniji i najčešće primenjivani

način konzerviranja. Pošto su glikozidi termolabilne supstance, uslovi sušenja se moraju pažljivo i precizno odrediti. Promene

primarnih glikozida u lišću purpurnog digitalisa, glikozida A i B, kao i glukogitaloxina u sekundarne glikozide, zavise uglavnom

od teperature sušenja. Sušenjem lišća vunastog digitalisa na niskoj temperaturi u vakuumu, na suncu, kao i u sušarama na 50, 70 i

100 oC, nađeno je da su najmanji gubici lanatozida kada se sušenje vrši na niskoj temperaturi u vakuumu. Prema rezultatima

ispitivanja, najmanji gubitak lanatozida pri sušenju lišća digitalisa nastaje na temperaturi 30-50 oC. Mnoge farmakopeje propisuju

sušenje lišća na 50-60 oC.

Sušenje na temperaturi nižoj od 80 oC zadovoljava kvalitet sušenja. Međutim, sušenje na ovim temperaturama ne odgovara

masovnoj proizvodnji ove biljne sirovine za potrebe extraktivne industrije jer je vreme sušenja veoma dugo, pa se zadovoljavajući

efekat može postići samo u sušarama ogromnih dimenzija. Sadržaj glikozida se menja u širokim granicama tokom vegetacionog

perioda, zato je neophodno berbu lišća i njegovo sušenje obaviti u određenom, relativno kratkom vremenskom intervalu. Jedina

mogućnost za skraćenje vremena sušenja jeste povišenje teperature, ali sa njom raste i destrukcija glikozida. Denaturacija

termolabilnih supstanci zavisi od temperature i vremena tretiranja, tako se može izbeći destrukcija glikozida primenom znatno

viših ali kratkotrajnih temperatura sušenja. Ispitivanja su vršena na temperaturama 50-400 o

C, sušenjem lišća vunastog digitalisa u

struji toplog vazduha, bez kontakta sa zagrejanom površinom sušnice. Nakon sušenja određivan je sadržaj primarnih glikozida, na

osnovu čega je ocenjivana vrednost sušenja na pojedinim teperaturama.

Ispitivanja su pokazala da variranjem temperature u toku sušenja ostvaruje uspešno konzerviranje lišća, pri čemu je na početku

sušenja lišće je izloženo najvišoj, a na kraju najnižoj temperaturi. Ovi rezultati su ukazali na to da se uz dobar koeficijent prenosa

mase i toplote može obezbediti uspešno konzerviranje llišća za relativno kratko vreme. Sušenje u fluidizovanom sistemu

obezbeđuje visoke vrednosti ovih koeficijenata, ali zbog velike promene gustine lišća tokom sušenja, i njegovog nepogodnog

aerodinamičnog oblika, ovaj tip sušenja je nepodesan. Od velikog broja različitih tipova sušara koje se primenjuju u hemijskoj i

farmaceutskoj industriji, samo mali broj dolazi u obzir za sušenje lekovitog bilja. Razlog je nepovoljan aerodinamični oblik lišća i

termička labilnost aktivnih principa koje sadrži lekovito bilje. Za sušenje kardiotoničnih droga, kao i drugog bilja, koriste se

tunelska, trakasta, komorna sušnica, a moguće je da će i sušnice sa rotacionim bubnjem uskoro naći primenu.


~ 14 ~

18. Tipovi sušara za lekovito bilje

Komorna sušara spada u diskontinualne uređaje za sušenje. Sastoji se od komore u kojoj se

biljni materijal, koji se suši, nalazi na lesama postavljenim na stelažama ili na vagonetima.

Sušenje se ostvaruje na taj način što se svež vazduh zagreva u kaloriferu i potiskuje

ventilatorom kroz donju trećinu lesa. Prilikom kretanja vazduh dva puta menja smer i dva puta

sa dogreva kaloriferom prolazeći pri tom između lesa srednje i gornje trećine. Zatim se jedan

deo vazduha izbacuje u atmosferu, a drugi deo meša sa svežim vazduhom i ponovo koristi za

sušenje. Na taj način sušara radi sa dopunskim zagrevanjem i delimičnom recirkulacijom

vazduha, odn. obezbeđuje se niska temperatura i bolji uslovi sušenja. Sušare ovog tipa

karakteriše niska produktivnost, relativno dugo vreme sušenja i neravnomerno sušenje

materijala, što je posledica nejednake temperature u komori. Osim toga, potrebna je i velika radna snaga jer se punjenje i

pražnjenje lesa vrši ručno. Komorna sušara je podesna za sušenje manjih količina biljnog materijala, i pošto je pokretna podesna

je za sušenje biljnog materijala neposredno nakon berbe na njivama, čime se izbegava opasnost od destrukcije aktivnih principa

prilikom lagerovanja sirovog biljnog materijala. Shema komorne sušare: 1 – komora; 2 – vagonet sa lesama; 3 – kalorifer; 4 –

ventilator; 5 – leptir.

Tunelska sušara se razlikuje od komorne po tome što vagoneti kreću

na šinama, jedan za drugim, duž tunela praavougaonog preseka. U

određenim vremenskim intervalima vegoneti sa suvim materijalom se

izvlače sa jednog kraja tunela, i istovremeno se na drugom kraju

tunela ubacuje isti broj vagoneta sa svežim materijalom. Pomeranje

vagoneta se može izvoditi ručno ili pomoću mehaničkog uređaja.

Strujanje vazduha u tunelu se ostvaruje pomoću ventilatora koji

usisava vazduh na izlazu tunela, delom ga vraća u tunel preko

kalorifera, a delom izbacuje u atmosferu. Kod sušara ovog tipa uočava

se narevnomernost sušenja, zbog mirovanja materijala u toku sušenja i

raslojavanja toplog vazduha po visini tunela. To je naročito izraženo

pri istostrujnom kretanju vazduha i materijala (A). Znatno racionalniji

rad sušara ovog tipa postiže se pri protivstrujnom kretanju materijala i

vazduha (B) pri brzinama vazduha 2-3 m/s i više. U pogledu brzine

sušenja, tunelske sušare se malo razlikuju od komornih, imaju iste nedostatke. Shema tunelske sušare: A – sa istostrujnim tokom;

B – sa protivstrujnim tokom; 1 – vagonet sa lesama; 2 – kalorifer; 3 – izlaz vzduha; 4 – ulaz vazduha; 5 – ventilator; 6 – vrata.

Trakasta sušara ustvari predstavlja paralelopipedni prostor u kojem su, jedan iznad drugog, postavljeni trakasti transporteri.

Materijal koji se suši pada na prvu traku, sa nje na sledeću i tako redom do

izlaza iz sušare. Zagrejani vazduh se produvava odozdo naviše, odn.

upravno na trake transportera, a često se vrši i dogrevanje vazduha

kaloriferom koji je smešten između traka. Neravnomerno sušenje po visini

sloja materijala eliminisano je kod ovog tipa sušara zahvaljujući mešanju

materijala prilikom njegovog prebacivanja sa jedne trake na drugu. U ovim

sušarama koristi se višestruka recirkulacija toplog vazduha. Shema trakaste

sušare: 1 – beskrajna traka; 2 – potporni valjci; 3 – ventilator; 4 – hranilica;

5 – kalorifer.

Sušara sa rotirajućim bubnjem kao osnovni deo ima horizontalni rotacioni

bubanj (1), koji je postavljen pod malim uglom, kroz koji prolazi materijal.

Bubanj se okreće pomoću zupčanika (3) i snabdeven je metalnim prstenovima

(2), koji naležu na potporne valjke (5). Sušenje se ostvaruje zagrejanim

vazduhom koji struji kroz bubanj, a materijal se lagano kreće ka izlazu usled

rotacije bubnja. Osušeni materija se prihvata u prijemnom bunkeru (4). Radi

ravnomernije raspodele materijala u toku sušenja i poboljšanja njegovog

kontakta sa toplim vazduhom, sa unutrašnje strane bubnja ugrađuju se pregrade

koje rastrasaju materijal. Kretanje toplog vazduha može biti istostrujno ili

protivstrujno u odnosu na materijal koji se suši. Pri istostrujnom toku najvlažniji

materijal dolazi u kontakt sa najtoplijim vazduhom, izbegava se opasnost pregrevanja mase i termičke destrukcije aktivnih

principa.


~ 15 ~

19. Dobijanje primarnih glikozida digitalisa – izbor rastvarača

O extrakciji primarnih glikozida vunastog digitalisa objavljeno je relativno malo postupaka, koji su patentima zaštićeni. Ovi

postupci su u skladu sa opštim postupkom dobijanja glikozida, ali se većina teško reprodukuje. Ostvaruje se mali prinos kristala

glikozida, verovatno zbog izostavljanja važnih detalja u patentnoj literaturi. Pored rastvarača koji se ne mešaju sa vodom, za

extrakciju primarnih glikozida vunastog digitalisa, primenjuju se i rastvarači koji se mešaju sa vodom (CH3OH, C2H5OH).

Međutim, extrakti dobijeni metanolom i etanolom, pored glikozida sadrže i znatne količine stranih primesa koje otežavaju

kristalizaciju glikozida. Njihovo odstranjivanje zahteva komplikovanu tehniku prečišćavanja koja dovodi do velikih gubitaka

glikozida. Sirovi extrakt koji sadrži prateće supstance može se apsorbovati na prahu poliamida, pri tome se glikozidi selektivno

eluiraju smešama H2O i CH3OH, C2H5OH ili n-propanola, u kojima se sadržaj vode kreće 40-80%. Eluat sadrži glikozide

oslobođene pratećih materija.

Poznato je da se extrakcijom biljnog materijala različitim rastvaračima menja kvalitativni i kvantitativni sastav dobijenih

extrakata. Ova pojava uglavnom zavisi od polarnosti rastvarača. U cilju preparativnog dobijanja komplexa lanatozida A, B i C iz

lišća vunastog digitalisa, detaljno su ispitivani uslovi extrakcije različitim rastvaračima, pri čemu su praćene korelacije između

dielektričnih konstanti rastvarača i procentnog sadržaja lanatozida u suvom sadržaju. Posebno je proučavan uticaj vlaženja droge

na ove parametre. Iz dijagrama se vidi da je količina suvog extrkta relativno mala kada se droga extrahuje rastvaračima čija

dielektrična konstanta (ε) ne prelazi 8,65. Količina suvog extrakta postepano raste sa povećanjem dielektrične konstante do 21,4 a

iznad ove vrenosti počinje naglo da raste. Ovaj nagli skok nije isključivo posledica ε, već je i posledica prelaska sa aprotičnih na

protične rastvarače. Rastvorljivost najvećeg broja supstanci koje se nalaze u prirodi veća je u protičnim rastvaračima, zbog

uspostavljanja vodoničnih veza između rastvorka i rastvarača.

Kako suvi extrakt čine najvećim delom materije koje nisu

glikozidi, najpodesniji rastvarači za extrakciju bi bilisa nižim

vrednostima ε, pod uslovom da je rastvorljivost lanatozida u

njima zadovoljavajuća. U prilog ovoj konstataciji ide i

zaključak, koji se izvodi na osnovu istog dijagrama, da je

neznatan uticaj stepena vlaženja droge na povećanje količine

suvog extrakta, u predelu niskih vrednosti ε. Ovo je posebno

značajno kada se ima u vidu da je vlaženje droge neophodno za

povećanje prinosa extrakcije lanatozida.

Procentni sadržaj lanatozida u suvom extraktu opada sa

povećanjem dielektrične konstante, a za protične rastvarače je

vrlo nizak. U ovom pogledu, etilacetat (ε = 6,00) pokazuje

najbolja svojstva, za razliku od metanola koji je najnepodesniji.

Međutim, apsolutna količina lanatozida koja se extrahuje

metanolom izrazito je najveća, te je u ovom pogledu metanol u

prednosti nad ostalim rastvaračima. S etilacetatom, pri stepenu vlaženja 60 ml H2O/100 g droge, postiže se najveći prinos

extrakcije lanatozida u odnosu na druge stepene vlaženja, ali je prinos skoro duplo manji nego u slučaju metanola. Međutim, iako

metanol na prvi pogled obezbeđuje veći prinos extrakcije lanatozida, usled komplikovane tehnike prečišćavanja extrakata, dolazi

do velikih gubitaka lanatozida, što čini ovaj postupak manje pogodnim.

Pošto je vlaženje droge pre extrakcije neophodno, radi pojednostavljenja postupka, odgovarajuća količina vode se dodaje u

etilacetat neposredno pre extrakcije. Radi dobijanja kristalnog komplexa LABC, etilacetatni extrakt dobijen dvostrukom

extrakcijom droge u odnosu droga : rastvarač = 1:10, upari se do suva i suvi ostatak se rastvori u metanolu, koji se zatim razblaži

četvorostrukom zapreminom H2O. Višestrukim tretiranjem ovog rastvora etrom uklanjaju se masnoće i smolaste materije, koje

otežavaju kristalizaciju lanatozida. Iz ovako prečišćenog rastvora kristališe komplex LABC u toku nekoliko dana. U proseku se

ostvaruje prinos od 56% kristalnih lanatozida u odnosu na njihov sadržaj u polaznoj drogi.


~ 16 ~

20. Industrijski postupak za dobijanje komplexa lanatozida ABC (LABC) metanolom

Industrijski postupak dobijanja lanatozda iz

vunastog digitalisa metanolom sastoji se u

tome što se osušeno lišće vunastog digitalisa se

usitni u mlinu, extrahuje metanolu u

protivstrujnom extraktoru, i dobijeni extrakt se

uparava u vakuum uparivaču, na teperaturi od

40 oC. Koncentrovani metanolni extrakt se

tretira benzolom u reaktoru radi uklanjanja

hlorofila, vodeni koncentrat se potom odvaja

od benzola u uređaju za odvajanje dvofaznih

tečnosti.

Nakon toga se vodeni koncentrat glikozida

alkališe do pH=8 pomoću suspenzije MgO u

reaktoru, i extrahuje u protivstrujnom T/T

extraktoru etilacetatom, do potpunog

iscrpljenja kardenolida. Etilacetatni extrakt se

tretira aktivnim ugljem u reaktoru, ugalj ukloni

filtriranjem i rastvara odstrani uparavanjem pod smanjenim pritiskom. Sirova smeša LABC se taloži iz uparenog extrakta

nakondodavanja H2O i eventualno, dopunskog čišćenja etrom i petroletrom. Filtracijom se odvoje kristali komlexa LABC koji se

zatim suše u vakuum sušnici. Tehnološka shema dobijanja komplexa LABC extrakcijom vunastog digitalisa metanolom: 1 – mlin;

2 – protivstrujni Č/T extraktor; 3,10 – vakuum uparivač; 4, 6, 8 – reaktori sa mešalicama; 5 – uređaj za odvajanje dvofaznih

tečnosti; 7 – T/T extraktor; 9, 12 – vakuum filtar; 11 – kristalizator; 13 – vakuum sušnica.

21. Industrijski postupak za dobijanje komplexa LABC etilacetatom

Suvo lišće vunastog digitalisa se usitni u mlinu i extrahuje

etilacetatom prethodno navlaženim H2O (3%) u bateriji za

extrakciju protivstrujnim višetupnim postupkom. Dobijeni

extrakt se preko nuč filtera prebacuje u vakuum uparivač.

Nakon uparavanja pod sniženim pritiskom, gusti extrakt se

tretira etrom i petroletromu reaktoru radi uklanjanja

masnoća i hlorofila. Delimično prečišćen gusti extrakt se

rastvara u metanolu i sveže pripremljenim rastvorom

Pb(OH)2 tretira radi taloženja tanina. Posle filtriranja,

rastvor se koncentriše u vakuum uparivaču. Iz

koncentrvanog rastvora u sudu, uz hlađenje kristališe

komplex LABC. Kristali se odvajaju od rastvora

filtriranjem i suše u vakuum sušnici.

Kristalizacija lanatozida se teško sprovodi pri tačno

definisanim uslovima. Oni se prilagođavaju kvalitetu

dobijenog extrakta, koji često varira u širokim granicama.

Sirovi komplex LABC se prekristalizacijom iz razblaženog

EtOH prečišćava do takvog stepena da se može koristiti za

izradu lekova, ali se ovaj proizvod uglavnom koristi za

dobijanje LC jer je primena komplexa LABC u farmaciji

ograničena. Tehnološka shema dobijanja komplexa LABC extrakcijom vunastog digitalisa etil-acetatom: 1 – mlin; 2 – baterija za

Č/T extrakciju; 3, 7, 10 – vakuum filtar; 4, 8 – vakuum uparivač; 5, 6 – reaktor sa mešalicom; 9 – kristalizator; 11 – vakuum

sušnica.


~ 17 ~

22. Razdvajanje primarnih glikozida digitalisa (LA, LB, LC) T/T extrakcijom – izbor sistema rastvarača i odnosa

komponenata u sistemu

Postupcima extrakcije, prečišćavanja extrakta i kristallizacijom dobija se komplexna smeša lanatozida koji izomorfno kristališu i

koji se po hemijskoj strukturi među sobom veoma malo razlikuju. Zbog toga je njihovo razdvajanje veoma otežano i dugotrajno.

Lanatozidi A, B i C su se pre smatrali jednom supstancom, zahvaljujući hromatografskom razdvajanju uspešno je izvršena

identifikacija i razdvajanje velikog broja glikozida digitalisa. Međutim, za rasdvajanje većih količina glikozida u industrijskim

razmerama ovaj metod nije prihvatljiv. Poznati su postupci T/T extrakcije među separacionim postupcima u laboratorijskim i

industrijskim razmerama. Nasuprot hromatografskim postupcima, T/T extrakcijom može se ostvariti kontinualno razdvajanje

smeše na čiste komponente u preparativnim i većim tehničkim razmerama. Adekvatnim izborom rastvaračaefekti razdvajanja i

selektivnosti se mogu povećati i dati osnovu za postavljanje ekonomičnog postupka. O razdvajanju glikozida T/ extrakcijom

objavljeno je više postupaka koji su uglavnom patentima zaštićeni.

Stoll i Kreis su prvi primenili T/T extrakciju za razdvajanje lanatozida, primenom smeše rastvarača CHCl3 – CH3OH – H2O uspeli

su da razdvoje LA, LB i LC raspodelom između dveju faza. Mnogi autori su, polazeći od njihovih rezultata, razradili postupke

razdvajanja komplexa lanatozida:

Razdvajanje lanatozida A i C iz smeše, primenjujući raspodelu između faza CHCl3 – CH3OH – H2O. U lakoj fazi dobija

se 40% LC a u teškoj 50% smeše LA i LB sa oko 10% LC. Dalje razdvajanje glikozida ostvaruje se variranjem odnosa

komponenata u ternernoj smeši.

Modifikovan postupak u kojem rastvarač cirkuliše kroz seriju staklenih U-cevi u kojima se nalazi sunđerasta masa sa

nepokretnom fazom. Za razdvajanje lanatozida koristi se sistem benzol – voda – izopropanol, pri čemu je za primarne

glikozide odnos rastvarača 1:1:0,45 a za sekundarne 1:1:0,22.

Razdvajanje primarnih od sekundarnih glikozida protivstrujnom T/T extrakcijom primenom sistema rastvarača etilacetat

– benzol – voda (86:14:50)

Odvajanje acetildigitoxina od smeše, koja ostaje posle izdvajanja lanatozida u toku procesa njihove proizvodnje,

protivstrujnom T/T extrakcijom sistemom rastvarača benzol – metanol – voda (1:1:0,6)

Razdvajanje smeša acetildigitoxina, acetilgitoxina i acetildigoxina sistemom rastvarača CH3OH – H2O – EtAcetat –

benzol (20:30:15:35)

Osnovni nedostatak tih postupaka je mala rastvorljivost lanatozida u fazama sistema rastvarača koji se primenjuju, ili nastajanje

postojanih emulzija u toku uravnotežavanja faza. Osnovni pristup određivanju optimalnosti sistema za T/T extrakciju sa fizičko-

hemijskog stanovišta bazira se na experimentima uravnoteženja. Radi izbora sistema i najboljeg kvantitativnog odnosa pojedinih

komponenata u njemu, pristupa se određivanju koeficijenata raspodele pojedinih lanatozida između dveju faza koristeći metod

uravnoteženja. Određivanjem koncentracije lanatozida u fazama posle uravnoteženja izračunava se koeficijent raspodele K, koji

predstavlja odnos ravnotežne koncentracije jednog lanatozida u lakoj fazi CL prema koncentraciji istog lanatozida u teškoj fazi CT

(K= CL/CT). Merilo postignutog razdvajanja je faktor razdvajanja β, koji predstavlja odnos koeficijenata rapodele supstanci koje

se razdvajaju. Ovaj faktor se računa kod svih experimenata.

Primenom experimenata uravnoteženja i određivanjem koeficijenata raspodele i faktora razdvajanja, ispitan je veliki broj različitih

sistema i odabran je sistem hloroform – trihloretilen – metanol – voda kao najpodesniji za razdvajanje lanatozida. Pošto je

zadovoljavajuće razdvajanje dve supstance jednim extrakcionim postupkom moguće samo ako je β > 100, razdvajanje lanatozida

se ne može ostvariti jednim uravnotežavanjem. Jedanput tretirana laka faza može se, posle odvajanja teške faze, ponovo

extrahovati teškom fazom. Extrakcija se može ponoviti više puta, sve dok se ne postigne željeni efekat razdvajanja. Broj potrebnih

extrakcija biće utoliko manji ukoliko je faktor razdvajanja veći. Iako jednim uravnotežavanjem se ne može postići potpuno

razdvajanje lanatozida, njime se može odrediti optimalan odnos komponenata u sistemu, kao i extrakciono ponašanje sistema.

Pošto je određivanjem rastvorljivosti komplexa LABC u lakim fazama nađeno da lanatozidi imaju najveću rastvorljivost pri

odnosu komponenata CHCl3 : CH=CCl2 : CH3OH : H2O = 30:20:30:20, taj sistem je usvojen kao optimalan, odn. najekonomičniji

za preparativno izdvajanje lanatozida.

Primenjen je istostrujni diskontinualni postupak koji se laboratorijski lako izvodi i omogućuje izdvajanje više materija iz smeše u

jednom radnom ciklusu. Za istostrujnu extrakciju može se matematički izračunati raspodela, ako su komponente koje se

razdvajaju nezavisne. Experimentalnim određivanjem koeficijenata raspodele LA u prisustvu LC, i posebno u prisustvu LB,

pokazalo se da postoji međusobna zavisnost lanatozida koja utiče na njihovu rastvorljivost. U cilju određivanja potrebnog broja

uravnotežavanja za razdvajanje lanatozida jednostrujnim postupkom, pri kojem teške faze prolaze kroz određeni broj lakih faza u

levcima za odvajanje, variran je broj lakih faza odabranog sistema za razdvajanje lanatozida A, B i C.


~ 18 ~

Iz dijagrama se vidi da je uspešno razdvajanje 800 mg komplexa LABC rastvorenog u prvoj fazi sistema, ostvareno sa 20 lakih i

20 teških faza, pri čemu je zapremina svake faze 40 ml. Spajanjem faza istog sastava i isparavanjem rastvarača dobijeni su

praktično čisti LC (prvih 8 lakih faza) i LA (prvih 10 teških faza).

23. Industrijski postupak za dobijanje lanatozida C iz komplexa LABC

Shema postrojenja za izdvajanje lanatozida C iz komplexa LABC: 1 –

rezervoar za pripremu faza; 2, 3 – rezervoar za laku i tešku fazu; 4 –

rezervoar za pripremu polaznog rastvora; 5, 6, 7 – pumpe; 8 – vibracioni

kolonski extraktor; 9 – sistem za vibraciju; 10 – prelivni (nivelacioni)

sud; 11, 12 – rezervoar za rafinatnu i extrakcionu fazu; 13, 14 – ka

uparivaču rafinatne i extrakcione faze; L – teška faza; G – laka faza; F –

polazni rastvor LABC; R – rafinat; E – extrakt.

Polazeći od ostvarenih rezultata istraživanja za potrebe industrijske

proizvodnje LC, izrađeno je postrojenje za kontinualnu protivstrujnu T/T

extrakciju. Postiže se stepen izdvajanja LC veći od 90% u odnosu na

sadržaj u polaznom komplexu, sa vsokim stepenom čistoće.

Uparavanjem extrakta i prekristalizacijom se iz suvog extrakta dobija

LC koji po svom kvalitetu ispunjava zahteve mnogih farmakopeja.

Pored navedenog uređaja za T/T extrakciju, može se koristiti i niz drugih

uređaja koji se primenjuju u drugim granama industrije.

24. Dobijanje sekundarnih glikozida digitalisa

Sekundarni glikozidi digitalisa, u prvom redu digitoxin i digoxin, imaju značajnu primenu u medicini. Naročito je detaljno

proučavan digitoxin i purpurni digitalis kao njegova sirovina za dobijanje. Međutim, poslednjih godina se veća pažnja poklanja

vunastom digitalisu, koji se koristi za dobijanje digoxina u industrijskim razmerama, jer njegova primena u medicini već značajno

predominira u odnosu na druge kardiotonike. Pored digoxina, iz ove biljne vrste dobija se i digitoxin kao sporedni proizvod. Kada

se govori o dobijanju sekundarnih glikozida digitalisa onda se obično smatra da se, enzimima prisutnim u lišću digitalisa, izvrši

transformacija primarnih u sekundarne glikozide pre extrakcije. Sveže osušeno lišće vunastog i purpurnog digitalisa sadrži

β-glukozidazu, digilanidazu i digipurpidazu. Pod uticajem ovih enzima hidroliza primarnih glikozida u navlaženoj drogi izvrši se

u potpunosti. Prema opštem postupku extrakcije glikozida, enzimska hidroliza se izvodi na taj način što se usitnjena droga ostavi

da stoji u vodi izvesno vreme na temperaturi 30-35 oC, pri tome se glikozidni sadržaj brzo menja, odn. nastaju sekundarni

glikozidi koji nemaju tendenciju raspadanja na genine i šećere.

Postoje razlike u aktivnosti lanatozida u drogama različitog porekla koje su genetičke i tehničke prirode. Odlučujući uticaj na

enzimsku aktivnost ima način sušenja lišća. U liofilno osušenom lišću, fermenacijom u toku 2 sata lanatozidi A, B i C se potpuno

transformišu u odgovarajuće sekundarne glikozide, a u lišću osušenom na temperaturama do 60 oC za isti proces je potrebno 36 do

48 h. Otcepljivanje ostatka Glc od primarnih glikozida uspelo je i primenom enzima sa više drugih mesta, ali samo onih koji su

strogo specifični jer je veza između Glc i digitoxoze u digitalisovim glizodima β-glukozidna.


~ 19 ~

25. Postupci dobijanja digitoxina i digoxina

30. Dobijanje hidrogenovanih alkaloida

Poslednjih godina hidrogenovani alkaloidi imaju sve širu primenu u medicini. Svi alkaloidi ražene glavnice mogu se

hidrogenovati na isti način. Industrijski se proizvode samo dihidroergotamin i dihidroergokristin, kao i hidrogenovani ergotoxin

alkaloidi. Pošto se samo levogiri oblici alkaloida lako hidrogenuju, neophodno je da oni budu bez primesa dextrogirih izomera.

Postupak se sastoji u tome što se alkaloidi ražene glavnice rastvaraju u neutralnom rastvaraču i tretiraju sa H2 pri povišenom

pritisku od 2000-4000 kPa, i pri temperaturi od 20-60 oC, u prisustvu katalizatora (koloidna Pt, Pd...). Postupak hidrogenovanja

ergotamina: određena količina ergotamin-aceton-voda kristalizata rastvori se u dioxanu u odnosu 1:15 i prebaci u autoklav. Doda

se 1% Pd (u odnosu na masu rastvarača), i uvodi se H2 dok se ne postigne pritisak od 2000 kPa. Nakon toga sadržaj u autoklavu se

lagano zagreva dok ne dostigne temperaturu od 60 oC, pri čemu se pritisak povećava na 2600 kPa. Nakon 5-6 h hidrogenovanje je

završeno i sadržaj autoklava se hladi, pri čemu kristališe dihidroergotamin. On se zajedno sa katalizatorom odvaja od rastvarača

filtracijom. Katalizator se odstrani rastvaranjem dihidroergotamina u smeši CHCl3-C2H5OH (3:1), iz koje se destilacijom pod

smanjenim pritiskom dobija suvi ostatak koji se kristalizaciom prevodi u aceton-voda kristalizat, analogno ergotaminu. Ovako

dobijeni kristalizat dihidroergotamina koristi se za dobijanje odgovarajućih soli: tartarata, metansulfonata... koji se primenjuju za

izradu gotovih lekova. U toku hidrogenovanja ispituje se fluorescencija alkaloida, njen gubitak je pouzdan znak da je

hidrogenovanje završeno, jer dihidro derivati ergot-alkaloida ne fluoresciraju.


~ 20 ~

H2O+SO2 ili NaHSO3 kisela extrakcija

Ca(OH)2+H2O+NaOH bazna extrakcija

pH=6,50 uparavanje

NaOH; pH=10 alkalisanje

EtOH:benzol = 1:1 extrakcija

H2SO4 zakišeljavanje

uparavanje

NaOH; pH=9,20 alkalisanje

HCl kristalizacija

31. Tehnološki postupci za proizvodnju opijumskih alkaloida iz makovih čaura

Stariji postupci za proizvodnju opijumskih alkaloida zasnivaju se na opijumu

kao sirovini. Alkaloidi se u opijumu nalaze u obliku soli mekonske kiseline,

koje su rastvorne u vodi.Izdvajanje alkaloida iz opijuma vrši se na taj način što

se sprašeni opijum tretira toplom vodom, koja rastvara soli alkaloida. Dobijeni

vodeni rastvor se uparava pod sniženim pritiskom, na šo je moguće nižoj

temperaturi, a zatim se extrakt podvrgava daljoj obradi. Poznato je više

postupaka obrade extrakta, ali se najčešće primenjuje postupak koji se zasniva

na različitoj baznosti pojedinih alkaloida opijuma. Zahvaljujući osobini

morfina da sa bazama gradi u vodi rastvorne morfinate, ovaj alkaloid se na

jednostavan način dobija u visokom prinosu i sa visokim stepenom čistoće.

Poslednjih godina se za za proizvodnju opijumskih alkaloida koriste čaure

maka umesto opijuma. Praktično svi postupci koji se koriste predstavljaju

različite modifikacije postupka Kavaca. Jedan od postupaka, koji je primenljiv

u industrijskim razmerama, sastoji se u extrakciji usitnjenih makovih čaura

vodom koja sadrži SO2 i NaHSO3. Posle alkalisanja vodenog rastvora sa

Na2CO3 vrši se extrakcija smešom alkohola i xilola u odnosu 1:1 na 100oC. Iz

dobibjenog rastvora morfin se extrahuje razblaženim rastvorom HCl i iz

kiselog rastvora taloži pomoću NH3. Na kraju se kristalizaciojm dobija

morfinhidrohlorid. Za extrakciju alkaloida iz makovih čaura veoma je podesan

kontinualni protivstrujni pužni extraktor.

Prema drugom postupku za dobijanje morfina (shema), samlevene makove

čaure se podvrgavaju kiseloj i alkalnoj extrakciji, nakon čega se spojeni

extrakti uparavaju dok se ne dobije sirupasta masa. Zatim se vrši extrakcija

alkaloida smešom EtOH i benzola pri pH=10. Iz organskog rastvarača se

extrahuju soli alkaloida razblaženim rastvorom H2SO4 i sirovi morfin taloži sa NaOH pri pH=9,2.

32. Dobijanje hioscijamina, atropina i skopolamina

Kao polazna sirovina za dobijanje hioscijamina može se koristiti lišće velebilja (Atropa belladonna), tatule (Datura stramonium),

bunike (Hyoscyamus niger)... Najčešće je primenjivan sledeći postupak extrakcije (shema). Usitnjena sirovina se bez teškoća

extrahuje EtOH, koji se zatim odstrani pod sniženm pritiskom. Moguće je 2/3 EtOH odstraniti pri atmosferskom pritisku, bez

opasnosti od degradacije alkaloida. Ostatak posle destilacije se rastvara u CCl4 i alkaloidi extrahuju razblaženim rastvorom HCl.

Posle uravnotežavanja faza proverava se pH (rastvor mora biti jako kiseo), i nakon stajanja faze se odvoje. Ugljentetrahlorid se

ponovo podvrgava extrakciji vodenim rastvorom HCl, i nakon toga regeneriše. Smatra se da je posle dve extrakcije alkaloidni

sadržaj potpuno iscrpljen iz CCl4.

Spojeni kiseli vodeni extrakti se filtriraju, alkališu NH3 i extrahuju CHCl3. Zatim se ponovo vrši extrakcija razblaženim rastvorom

HCl (5%), na taj način što se tri puta uravnotežavaju faze. Pri svakom sledećem uravnotežavanju faza, uzima se sve manja i manja

zapremina razblaženog rastvora HCl.Nakon završene extrakcije hloroform se regeneriše destilaciom, a ostatak se odbaci. Dobijeni

kiseli vodeni rastvor alkaloida se alkališe NH3 i alkaloidi extrahuju malim količinama dihloretilena sve do potpunog iscrpljenja

alkaloida. Spojeni extrakti se suše pomoću Na2SO4 i filtriraju, a dihloretilen se odstrani destilacijom pod sniženim pritiskom na

tempeturi koja ne prelazi 50oC. U cilju otklanjanja poslednjih ostataka dihloretilena, suvom extraktu se dodaje CH3OH i ponovo

se pristupa destilaciji. Na taj način je dobijen sirovi hioscijamin. Poslednja extrakcija alkaloida iz kiselog vodenog rastvora može

se vršiti izopropiletrom umesto dihloretilenom, on veoma dobro rastvara hioscijamn a slabije nečistoće. Tada se extrakcija mora

vršiti u više stupnjeva.

samlevena

makova čaura

spojeni extrakti

gusti vodeni

extrakt

extrakt – org.

faza

soli alkaloida

sirovi morfin 60%

morfinhidrohlorid


~ 21 ~

33. Tehnološki postupak za proizvodnju alkaloida derivata purina. Dobijanje kofeina extrakcijom

Dervati purina se u industrijskim razmerama dobijaju extrakcijom iz prirodnih sirovina i sintezom. Za dobijanje kofeina pogodan

je kineski čaj (Thae folium) koji sadrži 1-5% kofeina i oko 0,05% teofilina. Visoka ekonomičnost se postiže kada se za extrakciju

koriste otpatci koji nastaju pri sortiranju čaja. Takođe i kada se za proizvodnju teobromina koriste ljuske semena izdvojene iz

droge Cacao semen, kao sporedni proizvod nakon fermentacije, prženja i izdvajanja jezgra semena koje se koristi za dobijanje

kakao praha (Pulvis Cacao) i kakao ulja (Oleum Cacao). Kakaove ljuske sadrže do 2% teobromina. Ukupna količina teobromina

proitvedena iz ove sirovine zadovoljava svetske potrebe, što nije slučaj sa kofeinom i teofilinom. Teofilin se proizvodi isključivo

sintezom, dok se kofein proizvodi i sintezom i extrakcijom iz prirodnih sirovina.

Postupak dobijanja kofeina iz biljne sirovine koja zaostaje pri sortiranju čaja, sastoji se u tome što se usitnjena biljna masa

extrahuje toplom H2O u prisustvu MgO. Operacija extrakcije se vrlo uspešno izvodi u protivstrujnom pužnom extraktoru.

Dobijeni extrakt se filtrira i zakiseli razblaženim rastvorom H2SO4 do pH=3 zatim se koncentriše u uparivaču. Nakon filtriranja iz

koncentrovanog rastvora se alkaloidi extrahuju sa CHCl3. Hloroformski extrat pored kofeina sadrži i izvesnu količinu teobromina

i drugih derivata purina koji su kiselog karaktera. Radi izdvajanja pratećih supstanci, hloroformski extrakt se tretira 5% rastvorom

NaOH, zatim ispira vodom. Hloroform se odstrani uparavanjem, a dobijeni sirovi kofein se prekristališe iz tople vode. Prinos

kofeina varira u širokim granicama, što zavisi od kvaliteta polazne sirovine, ali je najčešće 1-3%.

40. Proizvodnja ACTH iz hipofize

Za extrakciju i prečišćavanje ACTH koriste se klasične metode proteinske hemije koje obuhvataju sledeće operacije: extrakciju

hipofize razblaženim rastvorima kiselina ili kiselih pufera, izdvajanje sirovog hormona isoljavanjem ili izoelektričnim taloženjem,

prečišćavanje sirovog preparata ponovnim isoljavanjem ili taloženjem organskim rastvaračima. Napredak je ostvaren primenom

glac.CH3COOH za extrakciju acetonom dehidratisane i obezmašćene hipofize. Bazni karakter ACTH iskorišćen je za njegovo

prečišćavanje primenom slabo kiselih jonskih izmenjivača. Na kraju, parcijalnom hidrolizom pomoću pepsina, dobijen je ACTH

visokog stepena čistoće. Extrakcija: izvodi se tako što se određena količina smrznutih, dehidratisanih i obezmašćenih hipofiza

prelije smešom CH3OH-glac. CH3COOH (3:2), pri čemu je odnos sirovine i rastvarača 1:15. Zatim se zagreva na temperaturi

ključanja 2 h, uz povratno hlađenje. Nakon hlađenja, centrifugiranjem se odvoji animalno tkivo, bistrom rastvoru doda jednaka

zapremina etiletra i ostavi na sobnoj temperaturi radi taloženja aktivne supstance. Dekantovanjem i filtracijom se odstrani tečna

faza, a izdvojeni talog se ispira etrom i osuši. Na ovaj način dobijeni beli prah predstavlja sirovi ACTH biološke aktivnosti 2-4

i.j./mg. Prinos aktivnosti u ovoj fazi iznosi 98%.

Prečišćavanje jonskim izmenjivačem: sirovi ACTH se rastvori u 0,1 mol/dm3 CH3COOH u odnosu 1:40. Dobijeni rastvor se, radi

sorpcije ACTH, meša sa oxicelulozom (slabo kiseli jonski izmenjivač) tokom 24 h, nakon čega se filtracijom odstrani tečna faza.

Oxiceluloza se ispira razblaženom sirćetnom kiselinom, i zatim se pristupa desorpciji hormona eluiranjempomoću 0,1 mol/dm3

HCl. Eluati koji sadrže ACTH se spoje i primenom anjonskog izmenjivača jona pH podesi na 3-4. Zatim se dobijeni rastvor

steriliše filtracijom, propuštanjem kroz membranski filtar (0,22 μm) i liofilizuje. Dobijeni preparat je kortikotropin A sa

ostvarenim prinosom aktivnosti 70%. Parcijalna hidroliza hormona: Kortikotropin A se rastvori u demineralizovanoj H2O i pH

podesi na 2,5 pomoću razblažene HCl. Doda se granulovani pepsin i ostavi 24 h na temperaturi od 38 oC uz povremeno mešanje.

Nakon toga se kratkim zagrevanjem na 95 oC pepsin denaturiše i taloži pomoću 50% rastvorom trihlorsirćetne kiseline. Talog se

izdvaja filtriranjem, a višak CCl3COOH se izdvoji extrakcijom pomoću etiletra. Rastvor ACTH se oslobodi od zaostalog etra

blagim zagrevanjem pod sniženim pritiskom, nakon čega se liofilizuje. Dobijeni liofilizat je kortikotropin B sa prinosom

aktivnosti od 85%.

O ACTH se ne može govoriti kao o jednoj supstanci konstantnih osobina, kao što je to slučaj sa drugim hormonima koji se lakše

definišu. Ovaj hormon je teško definisati zbog relativno velikog broja bioloških testova korišćenih za njegovo vrednovanje, od

kojih je svaki usmeren na drugu vrstu fiziološkog dejstva. Rezultati dobijeni jednim metodom nisu uvek nisu uvek uporedivi sa

rezultatima dobijenim nekom drugom metodom. Od velikog broja testova za određivanje adrenokortikotropne aktivnosti široko je

prihvaćen test kojim se utvrđuje pad nivoa askorbinske kiseline u nadbubrežnim žlezdama, izazvan injekcijom ACTH ispitivanog

i standardnog preparata. Ovaj test se izvodi na pacovima kojima je izvađena hipofiza, i kojima se nakon vađenja leve nadbubrežne

žlezde, ispitivani preparat ubrizgava u venu. Nakon 1 h izvadi se i desna nadbubrežna žlezda i u obe se kolorimetrijski određuje

sadržaj askorbinske kiseline. Hemijski testovi ispitivanja kvaliteta ACTH obuhvataju određene rastvorljivost i vlažnosti. Poželjno

je da sadržaj vode ne bude veći od 5%, jer tada ugrožava stabilnost preparata pri skladištenju.

Marina Rajic

Documents

tehnologija farmaceutskih proizvoda