Способ получения композиции с антиоксидантными свойствами
Изобретение относится к способу получения композиции с антиоксидантными свойствами на основе наноразмерного порошка кремния. В способе получения указанной композиции наноразмерный порошок кремнезема обрабатывают в присутствии воды и восстановителя - порошка магния, и смесь наноразмерного порошка кремнезема, порошка магния и воды подвергают механохимической обработке не менее 8 минут, при этом для получения смеси используют 19,3-54,1% массовых частей наноразмерного порошка кремнезема, 42,4-77,2% порошка магния и 3,5-25,1% воды. Технический результат заявленного изобретения заключается в упрощении технологии получения композиции с более высокими антиоксидантными свойствами. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способам получения составов, содержащих антиоксиданты, и может использоваться в фармацевтической промышленности и при производстве БАДов.
Известен способ получения пропитанного до насыщения порошка, повышающего биодоступность и/или растворимость активного вещества (патент РФ №2367412, МПК А61К9/14, A61J 3/02, опубл. 20.09.2009), содержащего кремнезем и антиоксиданты, характеризующийся тем, что он включает: приготовление жидкой среды, содержащей гидрофильную и гидрофобную фазы, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и, по меньшей мере, одно активное вещество, растворенное в одной из указанных фаз и содержащееся в другой из этих фаз в виде суспензии; смешивание соответствующего количества жидкой среды и соответствующего количества инертной твердой основы в виде частиц, способной адсорбировать жидкую среду; извлечение пропитанного до насыщения порошка. В этом способе жидкую среду получают растворением соответствующего количества активного вещества (веществ) в названных фазах, смешиванием с фазой, содержащей растворенное активное вещество (вещества), другой фазы из этих фаз, добавкой дополнительного количества активного вещества (веществ) в смесь обеих фаз для образования суспензии, по меньшей мере, в другой из этих фаз. Кроме этого жидкую среду получают смешиванием обеих фаз и добавкой соответствующего количества активного вещества (веществ), достаточного для получения раствора активного вещества (веществ), по меньшей мере, в одной из фаз и суспензии активного вещества (веществ), по меньшей мере, в другой фазе.
Основным недостатком этого способа является то, что при его осуществлении требуются дополнительные расходы, связанные с приобретением оборудования и большого количества реагентов для приготовления жидкой среды, содержащей гидрофильную и гидрофобную фазы, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и, по меньшей мере, одно активное вещество, растворенное в одной из указанных фаз и содержащееся в другой из этих фаз в виде суспензии. Кроме того, способ включает сложные для реализации, трудно контролируемые стадии формирования суспензии и извлечения пропитанного до насыщения порошка.
Известен также способ получения фармацевтической композиции (заявка РФ №2001117850, МПК7 A61K 31/427, A61K 31/517, опубл. 27.03.2003), содержащей диоксид кремния и антиоксиданты, который включает стадию образования смеси 5-[[4-[3-метил-4-оксо-3,4-дигидро-2-хиназолинил]метокси]фенилметил]тиазолидин-2,4-диона или его фармацевтически приемлемой соли и одного или нескольких фармацевтически приемлемых носителей, который также включает следующие стадии: образование смеси и непосредственное прессование смеси с наполнителями с низким содержанием воды, при этом стадии проводят при низком давлении водяных паров и низком давлении кислорода. Кроме этого способ включает также стадии образования и прессования смеси из 5-[[4-[3-метил-4-оксо-3,4-дигидро-2-хинаэолинил]метокси]фенилметил]тиазолидин-2,4-диона или его фармацевтически приемлемой соли и одного или более фармацевтически приемлемых наполнителей и антиоксиданта, при этом стадии также проводят при низком давлении водяных паров и низком давлении кислорода.
Основным недостатком этого способа является то, что при его осуществлении требуются дополнительные технические средства для создания пониженного давления кислорода и паров воды.
Прототипом предложенного изобретения является способ получения композиции с антиоксидантными свойствами (Cory J.Stephanson, G.Patrick Flanagan, Synthesis of a Novel Anionic Hydride Organosiloxane Presenting Biochemical Properties. / Int. Journal of Hydrogen Energy. - Vol.28, Issue 11, 2003. - P.1243-1250), в котором в сосуд, содержащий 100 мл дистиллированной и деионизированной воды, помещают 10 г микрокластеров кремнезема (Microcluster Silica®) (Flantech Group, Soquel, CA). Постоянный поток восстановителя - газообразного водорода пробулькивают через аквариумный камень в воду и вводят в реакционный сосуд, вытесняя весь воздух из сосуда и повышая давление до 172 кПа; после чего сосуд запечатывают. В верхней части сосуда размещают два вольфрамовых стержня, которые соединяют с 20 А трансформатором постоянного тока. К вольфрамовым стержням подают напряжение 500 В. В диапазоне напряжений от 350 до 750 В между электродами поддерживают постоянную дугу без расплавления. Напряжение подают в течение 30 с, после чего ток отключают и в сосуд прокачивают дополнительно водород, создавая плазму. Образец оставляют в плазме в течение 30 мин, после чего восстановленный кремнезем выгружают и взвешивают на аналитических весах.
Основным недостатком этого способа является то, что при его осуществлении используют специальное сложное оборудование: для создания газообразного водорода, для поддержания в реакционном сосуде низкого давления, для создания и поддержания плазмы. Кроме того, композиция, полученная по способу-прототипу, обладает сравнительно низкими антиоксидантными свойствами.
Основным техническим результатом предложенного изобретения является использование более простого и недорогого оборудования. При этом композиция, полученная предложенным способом, обладает равными или более высокими антиоксидантными свойствами, так как отрицательное значение окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) раствора, содержащего заявляемую антиоксидантную композицию, достигает: -743÷-834 мВ, а раствора-прототипа: -743 мВ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения композиции с антиоксидантными свойствами, при котором наноразмерный порошок кремнезема обрабатывают в присутствии воды и восстановителя, согласно предложенному решению, в качестве восстановителя используют порошок магния, и смесь наноразмерного порошка кремнезема, порошка магния и воды подвергают механохимической обработке не менее 8 минут, при этом для получения смеси используют 19,3-54,1% наноразмерного порошка кремнезема, 77,2-42,4% порошка магния и 3,5-25,1% воды.
Пример конкретного выполнения 1.
Навески 0,75 г порошка магния, 0,75 г наноразмерного кремнезема и 0,044 г дистиллированной воды, что соответствует 46,85% порошка магния, 46,85% наноразмерного кремнезема и 6,3% дистиллированной воды, помещают в фарфоровую ступку, перемешивают и подвергают механохимической обработке, а именно растирают пестиком в течение 60 минут, в результате чего происходит химическая реакция. Таким образом получают образец 1. В работе (Механохимический синтез в неорганической химии: Сб. науч. тр. - Н-ск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 259 с.) показано, что «в процессе совместной механической обработки твердых смесей происходят измельчение и пластическая деформация веществ. При этом ускоряются процессы массопереноса и происходит эффективное смешение компонентов на атомном уровне, что и обеспечивает ускорение химического взаимодействия между твердыми реагентами». При получении в крупных масштабах композиции с антиоксидантными свойствами заявляемым способом для механохимической обработки исходной смеси следует использовать экструдеры, дезинтеграторы или мельницы: шаровые, вибрационные и т.п.
Используемый наноразмерный кремнезем приготовлен нами золь-гель методом из кремниевой кислоты, полученной по методике (Ю.В.Карякин. Чистые химические реактивы. Руководство по лабораторному приготовлению неорганических препаратов. - М.-Л.: ГНТИ, 1947. - С.252-253), путем добавления этилового спирта, согласно рекомендациям (Р.Айлер. Химия кремнезема: Пер. с англ. под ред. В.П.Прянишникова. - М.: Мир, 1982. - Ч.2, с.633) с последующей фильтрацией осадка на воронке Бюхнера и сушкой в течение 8-и часов при комнатной температуре, а затем в течение 2-х часов при температуре 130°C.
На фиг.1 представлены электронно-микроскопические снимки порошков: a - наноразмерного кремнезема, 6 - композиции с антиоксидантными свойствами. Из фиг.1 видно, что оба образца состоят из слабо агломерированных частиц округлой формы размером 10-30 нм.
Испытания антиоксидантной активности полученной заявленным способом композиции проводят путем измерения окислительно-восстановительного потенциала по методике, близкой к описанной в прототипе. Для этого 0,1 г образца помещают в 100 мл дистиллированной воды, перемешивают и через определенные промежутки времени измеряют ОВП. Измерения проводят с помощью прибора «рН-150 МИ» с использованием рабочего платинового электрода ЭРП-101 и хлорсеребряного электрода сравнения ЭСр-10103. По полученным данным строят кинетические зависимости ОВП от времени, которые представлены на фиг.2, где 1 - для образца 1; 3 - для прототипа.
Для сравнения прототипа с предложенным решением нами использовались также результаты испытаний ОВП способа-прототипа, приведенные в материалах статьи (Cory J.Stephanson, Anne М. Stephanson, G.Patrick Flanagan, Antioxidant Capability and Efficacy of Mega-H™ Silica Hydride, an Antioxidant Dietary Supplement, by In Vitro Cellular Analysis Using Photosensitization and Fluorescence Detection. / Journal of Medicinal Food - Vol.5, Issue 1, 2002. - p.9-16). Нами проведены измерения ОВП композиции, выполненной в соответствии со способом-прототипом, в качестве которой взят коммерческий продукт «Mega-Н™», выпускаемый в США (271 Airpark Road, Cottonwood, Arizona), № партии A2519 1010, в состав которого помимо восстановленного кремнезема входят дополнительно следующие вещества: витамин С, цитрат калия, карбонат калия, олеиновая кислота. Проведенные нами сравнительные испытания со способом-прототипом показали, что ОВП композиции с антиоксидантными свойствами, полученной по предлагаемому способу, составляет: -820 мВ (см. таблицу), а у композиции, полученной по способу-прототипу: -743 мВ.
| Таблица | |||||||
| Пример № | Образец № | Кол-во Mg, % | Кол-во SiO2, % | Кол-во H2O, % | Время механической обработки, мин. | ОВП через 7 минут после растворения, мВ | Примечания |
| 1 | 1 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 60 | -820 | Заявляемый объект |
| 2 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 45 | -800 | ||
| 3 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 32 | -776 | ||
| 4 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 16 | -758 | ||
| 2 | 5 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 8 | -743 | |
| 6 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 4 | -728 | ||
| 7 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 2 | -708 | ||
| 8 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 1 | -695 | ||
| 9 | 46,85 | 46,85 | 6,3 | 0 | -472 | ||
| 10 | 0 | 96,5 | 3,5 | 15 | +6 | ||
| 11 | 19,3 | 77,2 | 3,5 | 15 | -544 | ||
| 12 | 32,1 | 64,4 | 3,5 | 15 | -642 | ||
| 13 | 42,4 | 54,1 | 3,5 | 15 | -743 | Заявляемый объект | |
| 3 | 14 | 48,25 | 48,25 | 3,5 | 15 | -834 | |
| 15 | 57,9 | 38,6 | 3,5 | 15 | -800 | ||
| 16 | 64,4 | 32,1 | 3,5 | 15 | -788 | ||
| 17 | 77,2 | 19,3 | 3,5 | 15 | -743 | ||
| 18 | 96,5 | 0 | 3,5 | 15 | -498 | ||
| 19 | 45,7 | 54,3 | 0 | 15 | -693 | ||
| 20 | 43,5 | 51,7 | 4,8 | 15 | -749 | Заявляемый объект | |
| 21 | 41,6 | 49,4 | 9,0 | 15 | -758 | ||
| 4 | 22 | 38,1 | 45,2 | 16,7 | 15 | -764 | |
| 23 | 34,2 | 40,7 | 25,1 | 15 | -743 | ||
| 24 | 31,5 | 37,5 | 31,0 | 15 | -730 | ||
| 25 | 24,7 | 29,4 | 45,9 | 15 | -726 | ||
| 26 | 17,3 | 20,5 | 62,2 | 15 | -522 | ||
| Прототип | -743 |
Аналогичные результаты были получены при использовании наноразмерного кремнезема, полученного гидролизом тетраэтоксисилана.
Пример 2.
Полученные образцы 2-9 (см. таблицу) композиции с антиоксидантными свойствами аналогичны по составу образцу 1, но приготовлены при разном времени механохимической обработки. В колонке 7 таблицы представлены результаты измерений их ОВП. Видно, что для достижения значения ОВП не хуже, чем у прототипа, механохимическую обработку следует проводить не менее 8 минут.
Пример 3.
Образцы 10-18 композиции с антиоксидантными свойствами, содержащие 3,5% воды и разные количества порошков магния и нанодисперсного кремнезема, получены путем механохимической обработки их смеси в течение 15 минут (см. таблицу). Из таблицы видно, что антиоксидантными свойствами не хуже, чем у прототипа, обладает антиоксидантная композиция, в которой содержание магния составляет 42,4-77,2%. Из таблицы следует также, что этому количеству магния соответствует содержание нанодисперсного кремнезема 54,1-19,3%.
Пример 4.
Образцы 19-26 содержат различное количество дистиллированной воды от 0 до 62,2%. Из таблицы видно, что антиоксидантными свойствами не хуже, чем у прототипа, обладает антиоксидантная композиция, в которой содержание дистиллированной воды составляет 3,5-25,1%.
Пример 5.
Образец 27 в отличие от других образцов содержит дополнительно витамин C, карбонат калия, цитрат калия, олеиновую кислоту аналогично композиции по способу-прототипу - «Mega-Н™». Для получения образца 27 навеску 0,9 г образца 1 смешивают в фарфоровой ступке с навеской 0,1 г смеси, состоящей из равных частей витамина C, карбоната калия, цитрата калия и олеиновой кислоты, и перетирают в течение 10 мин. Затем измеряют изменение во времени ОВП этого образца после растворения. Кинетическая кривая 2 для этого образца, представленная на фиг.2, практически совпадает с кривой 1 изменения ОВП для образца 1.
Как видно из таблицы, ОВП полученной по заявляемому способу композиции достигает: -743÷-834 мВ, а раствора-прототипа: -743 мВ, причем лучшие результаты получены при содержании в смеси 19,3-54,1% наноразмерного порошка кремнезема, 77,2-42,4% порошка магния, 3,5-25,1% воды и времени механической обработки не менее 8 минут.
Способ получения композиции с антиоксидантными свойствами, при котором наноразмерный порошок кремнезема обрабатывают в присутствии воды и восстановителя, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют порошок магния и смесь наноразмерного порошка кремнезема, порошка магния и воды подвергают механохимической обработке не менее 8 мин, при этом для получения смеси используют 19,3-54,1% наноразмерного порошка кремнезема, 42,4-77,2% порошка магния и 3,5-25,1% воды.
