Способ получения композиции на основе оксида алюминия

Изобретение относится к области химической технологии, в частности технологии получения композиции на основе оксида алюминия, лития цитрата и полиметилсилоксана для различного назначения, в том числе и для медицины, а также для применения их в качестве носителей, дозаторов для ферментов, гормонов, клеток, биологически активных веществ, лекарственных препаратов, пищевых и минеральных добавок. Способ получения композиции включает нанесение путем иммобилизации при комнатной температуре лития цитрата в водном растворе и водной эмульсии полиметилсилоксана на поверхность оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой в условиях перемешивания с последующей сушкой при температуре не выше 50°C в течение не менее 4 ч и термообработкой при температуре не выше 200°C в течение не менее 1 ч. Технический результат - новая технология получения композиции на основе пористого оксида алюминия, лития цитрата и полиметилсилоксана, обеспечивающая упрощение и удешевление процесса, экологическую безопасность при сохранении качества композиции. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области химической технологии получения новых материалов, композиций на основе оксида алюминия для различного назначения, в том числе и для медицины - для применения их в качестве вспомогательных веществ, лекарственных препаратов, носителей, дозаторов для биологически активных веществ, для использования в ветеринарии, косметологии.

Известно использование оксида алюминия в качестве сорбента, осушителя, известны способы получения на его основе сорбционной композиции с углеродом (как гидрофобным средством для формирования гидрофильно-гидрофобной химической природы поверхности) в получении высокотемпературного (до 800°C) углеродминерального сорбента медицинского назначения в качестве энтеро- и гемосорбента [1]. Известны технологические подходы к получению сорбционной композиции с улучшенными органолептическими и потребительскими свойствами (композиция белого цвета) на основе оксида алюминия и модифицирующего компонента - кремнийорганического соединения полиметилсилоксана (ПМС), создающего гидрофобные центры на поверхности оксида алюминия. Композиция характеризуется достаточно высокими сорбционными свойствами, в меньшей степени, по сравнению с углеродминеральным сорбентом на основе оксида алюминия, травмирует элементы крови [2].

Наиболее близкая по технической сущности композиция, получаемая путем иммобилизации на поверхности оксида алюминия лития цитрата четырехводного из водного раствора, сушки получаемого полупродукта и последующей иммобилизации кремнийорганического полимера полиметилсилоксана из органического растворителя - хлороформа. После удаления органического растворителя и температурной обработки полученная композиция по экспериментальным данным обладает выраженным психотропным эффектом за счет лития, постепенно высвобождающегося с поверхности композиции при контакте с водной средой [3]. Такой двухстадийный способ получения позволяет получить композицию с пролонгированным высвобождением лития с твердой поверхности композиции при ее контакте с жидкой средой, например, при энтеральном приеме внутрь. Факт постепенного высвобождения лития особенно важен в связи с быстрым преодолением литием гематоэнцефалического барьера и быстрым поступлением в мозг, что и обусловливает низкий терапевтический индекс по его концентрации в крови при терапии психических расстройств. Превышение же терапевтической дозы лития приводит к тяжелым побочным явлениям.

Недостатком способа получения такой композиции является использование при его получении двухстадийной схемы нанесения ингредиентов путем иммобилизации: сначала лития цитрата из водного раствора с последующей сушкой и затем полиметилсилоксана из органического растворителя хлороформа с последующим удалением последнего из пористого пространства оксида алюминия.

Последовательность стадий иммобилизации увеличивает длительность процесса, длительность стадий, связанных с сушкой для удаления воды после иммобилизации лития цитрата и удалением органического растворителя после стадии иммобилизации полиметилсилоксана. Использование органического растворителя делает технологию получения дорогой и экологически небезопасной, требующей применения специального оборудования.

Предлагаемое изобретение решает задачу упрощения и экологической безопасности процесса с сохранением положительных качеств, физико-химических характеристик и биологических свойств получаемых композиций, что достигается сокращением числа стадий и исключением из процесса органического растворителя.

Задача решается способом получения пористой композиции, включающим одностадийную иммобилизацию смеси водного раствора лития цитрата и водной эмульсии полиметилсилоксана с размерами частиц 60-400 нм на поверхности высокопрочного оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой в условиях перемешивания с последующей низкотемпературной сушкой при 50°C до влажности до 5 мас.% и далее - температурной обработкой при 200°C в течение 1 ч с формированием гидрофильно-гидрофобной природы поверхности за счет гидрофильных центров оксида алюминия и гидрофобизатора - полиметилсилоксана. Получаемые композиции в виде порошка, гранул белого цвета с размерами частиц 0,04-1 мм содержат до 0,8% лития и до 0,8% ПМС.

Такая технология одностадийной иммобилизации смеси компонентов на пористом оксиде алюминия позволяет получить композиции на основе оксида алюминия, лития цитрата и полиметилсилоксана с оптимальными свойствами по физико-химическим и биологическим параметрам. Формирование гидрофильно-гидрофобной химической природы поверхности оксида алюминия осуществляется при совместной иммобилизации смеси компонентов на оксиде алюминия и далее при низкотемпературной сушке и непродолжительной термообработке при 200°C. Получаемый продукт удовлетворяет требованиям, предъявляемым к композиции, носителю для получения препаратов различного назначения.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и таблицей.

Пример 1.

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,2-1,0 мм в количестве 100 см³ помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см³. Включают вращение колбы, постепенно добавляют приготовленную смесь раствора лития цитрата четырехводного (содержащего 0,8% лития в 20 мл водного раствора) и водной эмульсии ПМС с эффективным размером частиц D_эфф, равным 400 нм, (0,8% ПМС в 25 мл водной эмульсии). Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 50°C и вращении колбы (30 об/мин) сушку проводят в течение 4 ч до сыпучего состояния с влажностью до 5%. Далее композицию подвергают термообработке в сушильном шкафу при 200°C в течение 1 ч. После охлаждения композицию выгружают.

Характеристики композиции следующие: гранулы белого цвета, величина удельной поверхности 178,7 м²/г, объем пор 0,42 см³/г, содержание лития 0,8%, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 37,4 мг/г композиции. При контакте композиции с водой в соотношении 1:50 при 37°C и периодическом круговом перемешивании в течение 30 минут в водный раствор высвобождается 57,8% лития.

Пример 2.

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,1 мм в количестве 100 см³ помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см³. Включают вращение колбы, постепенно добавляют приготовленную смесь раствора лития цитрата четырехводного (0,2% по литию в 15 мл водного раствора) и водной эмульсии ПМС с эффективным размером частиц D_эфф, равным 400 нм, (0,4% ПМС г в 20 мл водной эмульсии). Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 50°C и вращении колбы (30 об/мин) сушку проводят в течение 4 ч до сыпучего состояния с влажностью до 5%. Далее композицию подвергают термообработке в сушильном шкафу при 200°C в течение 1 ч. После охлаждения композицию выгружают.

Характеристики композиции следующие: порошок белого цвета, величина удельной поверхности 156,2 м²/г, объем пор 0,26 см³/г, содержание лития 0,2%, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 28,8 мг/г композиции. При контакте композиции с водой в соотношении 1:50 при 37°C и периодическом круговом перемешивании в течение 30 минут в водный раствор высвобождается 47,3% лития.

Пример 3.

Носитель - оксид алюминия с размером округлых гранул 0,1 мм в количестве 100 см³ помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см³. Включают вращение колбы, постепенно добавляют приготовленную смесь раствора лития цитрата четырехводного (0,5% по литию в 15 мл водного раствора) и водной эмульсии ПМС с эффективным размером частиц D_эфф, равным 400 нм, (0,4% ПМС г в 20 мл водной эмульсии). Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 50°C и вращении колбы (30 об/мин) сушку проводят в течение 4 ч до сыпучего состояния с влажностью до 5%. Далее композицию подвергают термообработке в сушильном шкафу при 200°C в течение 1 ч. После охлаждения композицию выгружают.

Характеристики композиции следующие: порошок белого цвета, величина удельной поверхности 155,8 м²/г, объем пор 0,26 см³/г, содержание лития 0,5%, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 28,6 мг/г композиции. При контакте композиции с водой в соотношении 1:50 при 37°C и периодическом круговом перемешивании в течение 30 минут в водный раствор высвобождается 47,8% лития.

Пример 4.

Носитель - оксид алюминия с размером округлых частиц 0,04 мм в количестве 100 см³ помещают в круглодонную стеклянную колбу на 500 см³. Включают вращение колбы, постепенно добавляют приготовленную смесь раствора лития цитрата четырехводного (0,5% по литию в 13 мл водного раствора) и водной эмульсии ПМС с эффективным размером частиц D_эфф, равным 60 нм, (0,2% ПМС в 10 мл водной эмульсии). Перемешивание проводят в течение 30 мин при комнатной температуре. Включают обогрев и при 50°C и вращении колбы (30 об/мин) сушку проводят в течение 4 ч до сыпучего состояния с влажностью до 5%. Далее композицию подвергают термообработке в сушильном шкафу при 200°C в течение 1 ч. После охлаждения композицию выгружают.

Характеристики композиции следующие: порошок белого цвета, величина удельной поверхности 100,3 м²/г, объем пор 0,05 см³/г, содержание лития 0,5%, адсорбционная способность по красителю метиленовому голубому 24,5 мг/г композиции. При контакте композиции с водой в соотношении 1:50 при 37°C и периодическом круговом перемешивании в течение 30 минут в водный раствор высвобождается 33,3% лития.

В таблице 1 представлены данные по примерам 1-4.

Таблица 1.

Обозначение: Sуд. - удельная поверхность композиции, м²/г; V - объем пор, см³/г;

p - насыпная плотность, г/ см³; D_эфф - эффективный размер частиц эмульсии ПМС;

МГ - адсорбция красителя метиленового голубого, мг/г композиции.

Приведенные данные в примерах и таблице подтверждают, что техническим результатом решаемой задачи является новая технология получения композиции на основе пористого оксида алюминия, лития цитрата и полиметилсилоксана, обеспечивающая упрощение и удешевление способа получения, экологическую безопасность при сохранении качества композиции.

Источники информации

1. Патент РФ №№2026733, 2026734, B01J 20/20, 1995 г.

2. Пористый сорбент на основе оксида алюминия. Патент РФ №2094116, БИ №23, 1997 г.

3. Пористый сорбент на основе оксида алюминия. Патент РФ №2142846, БИ №35, 1999 г.

Способ получения композиции, включающий нанесение путем иммобилизации при комнатной температуре лития цитрата в водном растворе и водной эмульсии полиметилсилоксана на поверхность оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой в условиях перемешивания с последующей сушкой при температуре не выше 50°C в течение не менее 4 ч и термообработкой при температуре не выше 200°C в течение не менее 1 ч.