Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКСТРАНАЛЯ

Изобретение относится к способу получения декстраналя (декстрана, содержащего альдегидные группы, декстранового альдегида), который может применяться в качестве носителя и модификатора природных и синтетических биологически активных веществ и фармакологических субстанций.

Одним из видов модифицированного декстрана является его альдегидная форма, т.е. когда декстран представляет собой альдегид. По классификации ИЮПАК (Международный союз теоритической и прикладной химии) такой декстран называют декстраналь или декстрановый альдегид. Преимуществом декстрановых альдегидов по сравнению с другими модифицированными декстранами является их высокая биологическая активность и, как следствие, большая эффективность веществ, созданных на их основе.

Известные способы модифицирования декстрана, такие как окисление, восстановление имеют существенные недостатки, например, модифицированный химическим способом декстран может содержать токсичные примеси.

Из уровня техники известен способ получения диальдегиддекстрана по патенту РФ №2087146 (опубл. 20.08.1997 г.), основанный на химическом окислении декстрана. Окисление декстрана ведут периодатом натрия, что приводит к образованию в продукте йодсодержащих примесей, которые обладают токсическим действием и снижают эффективность использования окисленного декстрана в составе лекарственных препаратов. Кроме того, данный метод многостадиен и трудоемок, что ограничивает перспективы его использования для промышленной реализации.

Известен принятый за прототип способ получения диальдегиддекстрана по евразийскому патенту №011718 (опубл. 28.04.2009 г.), включающий модификацию декстрана с молекулярной массой 20-75 кДа в виде 5-25% водного раствора.

Недостатки данного способа: наличие в конечном продукте примесей марганца и уксусной кислоты; большие потери продукта до 25%; плохая растворимость продукта; высокая стоимость.

В работе Медведева B.C. «Разработка технологического процесса получения полиальдегиддекстранов окислением декстранов перманганатом калия» (Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Бийск: БТИ АлтГТУ, 2014. - С. 129), посвященной изучению способов окисления декстрана, известно, что для образования альдегидов в декстранах при окислении необходима энергия 16-85 кДж/моль.

Таким образом, для получения активной формы декстрана с альдегидами необходимо обработать исходный декстран на аппарате с энергией 16-85 кДж/моль. Примерами таких аппаратов для механоактивации могут быть роторно-пульсационный аппарат, дезинтегратор, ультразвуковой аппарат, планетарная мельница или любой другой.

Задачей настоящего технического решения является создание простого, высокопроизводительного и экономически привлекательного способа получения декстраналя, пригодного к использованию как в лабораторных, так и в промышленных условиях, позволяющего получать продукт, применимый в фармацевтической, косметической и пищевой отраслях промышленности за счет отсутствия в нем вредных примесей путем создания условий, исключающих использование для модификации химических веществ, при одновременном исключении потерь продукта.

Применение механоактивации при помощи роторно-пульсационного, ультразвукового или других аппаратов известно из уровня техники, но их используют для активации при реализации гидролиза, измельчения, увеличения удельной площади поверхности, смешения сред. В предлагаемом техническом решении механоактивация необходима для образования нового строения декстрана и получения его альдегидной формы. Это позволяет использовать известные приемы и аппараты для решения новых задач с получением нового продукта без примесей.

В качестве исходного сырья используют декстран с молекулярной массой 20-75 кДа в виде 5-25% водного раствора.

В соответствии с настоящим изобретением использование механоактивации декстрана приводит к получению декстраналя, не загрязненного какими-либо соединениями, как, например, йод или диоксид марганца. По сравнению с известными способами получения модифицированного декстрана использование механоактивации позволило полностью исключить использование химических реактивов, повысить выход получаемого продукта до 99,9%, тем самым существенно снизить его стоимость (на 60%).

Обработку в любом аппарате следует проводить не менее 1 часа, при этом, чем длительнее обработка, тем большее количество альдегидных групп образуется. Для количественного определения содержания альдегидов применяли метод титрования йода.

Анализ экспериментов (см. табл.) показал, что при обработке более 7 часов существенного увеличения количества альдегидных групп не происходит.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявляемого способа.

Пример 1. Механоактивация декстрана в роторно-пульсационном аппарате (например, РПА 1,5-55-К-У) с энергией 50 кДж/моль.

Для приготовления 15% водного раствора декстрана в приемную емкость загружают 17 кг воды и 3 кг декстрана. Запускают роторно-пульсационный аппарат, и обрабатываемый раствор прокачивается по контуру «приемная емкость - роторно-пульсационный аппарат - приемная емкость» в течение 2 часов. После обработки водный раствор декстраналя сливают в канистры и отправляют на хранение. Выход целевого продукта составляет 99,9%. Вредные примеси отсутствуют.

Пример 2. Механоактивация декстрана в лабораторном дезинтеграторе (например, DESI 11) с энергией 85 кДж/моль.

Для приготовления 25% водного раствора декстрана в приемную емкость загружают 15 кг воды и 5 кг декстрана. Запускают дезинтегратор, и обрабатываемый раствор прокачивается по контуру «приемная емкость - дезинтегратор - приемная емкость» в течение 1 часа. После обработки водный раствор декстраналя сливают в канистры и отправляют на хранение. Выход целевого продукта составляет 99,9%. Вредные примеси отсутствуют.

Пример 3. Механоактивация декстрана источником ультразвука (например, УЗТА-1/22-ОПД) с энергией 16 кДж/моль.

Для приготовления 5% водного раствора декстрана в приемную емкость загружают 19 кг воды и 1 кг декстрана. Запускают насос, который прокачивает раствор декстрана по замкнутому контуру «приемная емкость - насос - ультразвуковой аппарат с трубной насадкой - приемная емкость». Время обработки раствора 4 часа. После обработки водный раствор декстраналя сливают в канистры и отправляют на хранение. Выход целевого продукта составляет 99,9%. Вредные примеси отсутствуют.

Целевым продуктом механической обработки является декстраналь, который находится в водной фазе в виде 5-25%-го водного раствора. Для получения сухого продукта его необходимо осадить этанолом и высушить любым известным способом, например, в сушильном шкафе.

При этом следует отметить, что для механоактивации могут быть использованы и более мощные устройства, но это экономически нецелесообразно.

Таким образом, предложенный способ получения декстраналя практически реализуем, технологически целесообразен и позволяет удовлетворить давно существующую потребность в решении поставленной задачи.