Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1 Препараты на полимерной основе 10
1.2 Полигуанидины 16
1.2.1 Гелеобразование полигуанидинов 22
1.2.2. Поликатионная природа полигуанидинов 28
1.2.3. pH-чувствительность гидрогеля ПГМГгх 31
1.2.4 Токсичность гидрогеля ПГМГгх 33
Выводы к главе 1 39
Глава 2. Материалы и методы исследования 40
2.1 Материалы исследования 40
2.2 Методы исследования 40
ГЛАВА 3. Синтез n-фенил, n-октилзамещенного и разветвленного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и гидрогелей на их основе 47
3.1 Полимерообразование 47
3.2 Синтез и исследование модельных соединений 55
3.3 Синтез и исследование физико-химических свойств гидрогелей полигексаметиленгуанидин гидрохлорида 59
Выводы к главе 3 76
Глава 4. Разработка технологии получения и показателей качества производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида 77
4.1 Разработка технологии получения и показателей качестваN-замещенных производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида 77
4.2 Разработка технологии получения и показателей качества гидрогеля полигексаметиленгуанидин гидрохлорида 89
Выводы к главе 4 99
Общие выводы 100
Список литературы 101
- Поликатионная природа полигуанидинов
- Токсичность гидрогеля ПГМГгх
- Синтез и исследование модельных соединений
- Разработка технологии получения и показателей качества гидрогеля полигексаметиленгуанидин гидрохлорида
Введение к работе
Актуальность. На сегодняшний день в медицинской практике
применяется значительное количество различных дезинфицирующих средств,
имеющих в своем составе вещества синтетического и природного
происхождения. Однако, начиная со второй половины XX-го столетия,
возникла проблема роста устойчивости микроорганизмов к действию
дезинфектантов (Савилов Е.Д. и др., 1996). Наиболее остро эта проблема
проявилась в лечебно-профилактических учреждениях при борьбе с
внутрибольничными инфекциями (Gayan E. И др., 2015). Для
противодействия развитию устойчивости применяется ротация
дезинфицирующих средств, что неприемлемо в долгосрочной перспективе, так как рано или поздно микроорганизмы начнут проявлять резистентность к их действию (Шкарин В.В. и др., 2012). В связи с чем, актуально разработать методы синтеза новых или модификации уже имеющихся соединений, обладающих антимикробными свойствами. Следует отметить, что в современных реалиях особое внимание уделяется безопасности биологически активных средств: отсутствие или низкая токсичность по отношению к человеку и животным; наличие свойств биоразлагаемости; отсутствие коррозирующего эффекта и др. (Григорьева М.Н. и др., 2015).
Полигуанидины - класс полимеров, обладающих высокой биоцидной активностью и низкой токсичностью. Они широко используются в качестве основных действующих веществ многих дезинфицирующих средств, при этом высокая реакционная способность гуанидиновой группировки открывает возможности изменения структуры полимера, что может существенно отразиться на антимикробных свойствах и будет весьма актуально при решении проблемы внутрибольничных инфекций (Воинцева И.И. и др., 2009). Наличие свойств геле- и комплексообразования в совокупности с высокой биоцидной активностью полигуанидинов открывает перспективы получения эффективного однокомпонентного средства наружного применения, что весьма актуально при антимикробной химиотерапии ран и ожогов, так как при их лечении существует высокая вероятность заражения раны микроорганизмами, вызывающими различные инфекционные заболевания, которые могут привести к серьезным осложнениям, не исключающим летальный исход (Галаев Ю.В. и др., 1995; Григорьева М.Н. и др., 2012).
Таким образом, направленное изменение структуры полигуанидинов
является актуальным и может привести к созданию целого ряда материалов,
обладающих высокой антимикробной активностью и открывая возможности
применения их в качестве основных действующих веществ
дезинфицирующих и ранозаживляющих средств.
Цель и задачи исследования
Цель работы: синтез производных полигексаметиленгуанидин
гидрохлорида и стандартизация средств на их основе.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
провести синтез Ж-октил, Ж-фенилзамещенного и разветвленного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, определить основные молекулярно-массовые характеристики полученных полимеров;
синтезировать гидрогель на основе разветвленного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, исследовать его физико-химические свойства;
определить показатели качества водорастворимых и гелеобразных полимерных производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида;
разработать проект Фармакопейной статьи предприятия (ФСП) «Полигексаметиленгуанидин гидрохлорида гидрогель» и лабораторный регламент на производство гидрогелевой формы полигексаметиленгуанидин гидрохлорида.
Научная новизна.
Впервые проведен синтез N-замещенного ряда
полигексаметиленгуанидин гидрохлорида с разной степенью замещения фенильными и октильными фрагментами. Физико-химическими методами анализа установлено, что изменение содержания заместителей в полимерной цепи оказывает влияние на молекулярно-массовые характеристики полученных полимеров. Для октилзамещенных полимеров наблюдается понижение среднечисловой молекулярной массы при увеличении числа октильных фрагментов, наличие которых подтверждается на их ИК-спектрах ростом интенсивности пиков при 2967 см-1.
Разработан способ синтеза гидрогеля на основе разветвленного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида, заключающийся в сшивании концевых аминогрупп полимера карбонильными соединениями. Впервые показано, что для гидрогелей полигексаметиленгуанидин гидрохлорида возможен гидролиз, приводящий к распаду гидрогеля на исходный полимер, концентрация которого была определена физико-химическими методами.
Теоретическая и практическая значимость работы
Установлено выраженное антимикробное действие N-замещенных производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида; ранозаживляющее действие гидрогеля полигексаметиленгуанидин гидрохлорида.
Разработаны и предложены проекты нормативных документов:
Фармакопейная статья предприятия (ФСП) «Полигексаметиленгуанидин гидрохлорида гидрогель»;
Лабораторный регламент на производство гидрогелевой формы полигексаметиленгуанидин гидрохлорида.
Внедрены:
Технология получения и методы стандартизации гидрогеля
полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в учебном процессе кафедры
фармации медицинского института БГУ;
Методы стандартизации гидрогелевой формы
полигексаметиленгуанидин гидрохлорида апробированы на ООО «Малом
инновационном предприятии «АРУРА».
Работа выполнена в соответствии с программой и планом научно-исследовательских работ Байкальского института природопользования СО РАН по проекту V. 44.5.1 «Макромолекулярный дизайн полигетероариленов и нанокомпозитов на их основе, с комплексом заданных эксплуатационных показателей» в рамках программы V. 44.5. «Создание эффективных атом-экономных методов направленного органического и элементорганического синтеза целевых соединений на основе аренов, гетероциклов, ацетилена и их производных» (номер государственной регистрации 0339-2014-0004), а также в рамках проекта РФФИ и РБ № 15-43-04205 рсибирьа «Разработка высокоэффективных дезинфекционных препаратов на основе полигуанидинов» и при поддержке Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» в рамках договора №9318/ГУ2015 о предоставлении гранта на выполнение научно-исследовательских работ от 24.12.2015 г. по проекту «Разработка ранозаживляющего препарата на основе полимерной антимикробной матрицы».
Методы исследования
Применительно к проблематике диссертации использован комплекс спектральных (УФ, ИК), термических (ТГ/ДСК), химических и статистических методов исследований, а также современные методики сбора и обработки исходной научной информации.
Личный вклад автора
Автор непосредственно принимал участие в постановке цели и задач исследований, проведении экспериментальных работ, обобщении полученных данных, оформлении и представлении научных работ.
Соответствие диссертации паспорту научной деятельности
Научные положения диссертационной работы соответствуют специальности 14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия. Результаты проведенного исследования соответствуют пункту 1 -исследование и получение биологически активных веществ на основе направленного изменения структуры синтетического и природного происхождения и выявление связей и закономерностей между строением и свойствами веществ и пункту 2 - Формулирование и развитие принципов стандартизации, и установление нормативов качества, обеспечивающих терапевтическую активность и безопасность лекарственных средств.
Апробация работы и публикации:
Материалы диссертационной работы представлены и обсуждены на:
II Всероссийская молодежная научная конференция с
международным участием «Экологобезопасные и ресурсосберегающие
технологии и материалы» (Улан-Удэ, 15-17 мая 2014 г.);
Всероссийская научная конференция с международным участием «II
Байкальский материаловедческий форум» (Улан-Удэ, 29 июня - 5 июля
2015 г.);
55-я научно-практическая конференция преподавателей, научных работников и аспирантов (Улан-Удэ, 18-29 апреля 2016 г.);
XIII международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Перспективы развития фундаментальных наук" (Томск, 26-29 апреля
2016 г.);
VIII школа-семинар молодых ученых России «Проблемы устойчивого
развития региона», посвященная 25-летию БИП СО РАН (Улан-Удэ, 23-27
июня 2016 г.).
Публикации
Основное содержание работы отражено в 14 научных работах, из которых 4 статьи в журналах рекомендованных ВАК МОиН РФ.
На защиту выносятся:
способ синтеза Ж-фенил и Л- октилзамещенного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и гидрогеля на основе разветвленного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида;
результаты разработки показателей качества водорастворимых и сшитых производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида;
технология получения производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида.
Объем и структура диссертации
Поликатионная природа полигуанидинов
П.А. Гембицкий более 40 лет назад впервые синтезировал полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГгх), и разработал достаточно простой и безопасный метод синтеза этого полимера, выпускаемого в разное время под названиями "Метацид", "Полисепт", "БИОР", "БИОПАГ" [4, 70].
Полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (ПГМГгх) – твердый полимер светло–желтого цвета, является стабильным соединением: безводный полимер в закрытой таре сохраняет свои свойства не менее 15 лет. Химическая деструкция полимерной цепи на отдельные фрагменты происходит только при кипячении в щелочных и кислотных средах. Продуктами химической деструкции являются аммиак, углекислота и солянокислый гексаметилендиамин (ГМДА). ПГМГгх гигроскопичен, растворим в воде практически до 50% концентрации (при 600С), нерастворим в спиртах и других органических растворителях. Водные растворы ПГМГгх прозрачны, бесцветны, не имеют запаха; 1% водный раствор с рН=7.7 – 8.7 в закрытой емкости сохраняет свои свойства в течение, по крайней мере 2 года [19].
Промышленный выпуск ПГМГгх впервые был организован на ОАО "Фарма-Покров" (Владимирская обл.); в настоящее время производные ПГМГгх под различными торговыми марками изготавливаются и используются как в России, так и за рубежом.
Первый опытный реактор для синтеза ПГМГгх был сконструирован и изготовлен в 1982 г. в институте нефтехимического синтеза РАН [70]. Реактор (рисунок 1.6)представлял собой цилиндрический сосуд из нержавеющей стали вместимостью 50 л с электрообогреваемым кожухом, заполненный жидким теплоносителем. Загрузку и разгрузку реактора осуществляли через широкую верхнюю горловину, на которой была укреплена металлическая трубка, соединенная с вытяжной вентиляцией для удаления выделяющегося аммиака. Для удобства разгрузки реактор подвижно закрепляли на станине с помощью двух полуосей: после окончания реакции вязкий расплав ПГМГгх свободно стекал через горловину перевернутого реактора в лоток, где застывал, а затем измельчался для удобства герметичной упаковки в полиэтиленовые мешки, так как ПГМГгх гигроскопичен.
Полигуанидины характеризуются широким спектром свойств: антимикробными, антивирусными, спороцидными, фунгицидными, инсектицидными, пестицидными, альгицидными [22, 25, 27, 89, 106, 117, 114]. К наиболее известным гуанидинсодержащим полимерам относятся: 1. полиалкиленгуанидины, содержащие внутри или на концах макромолекулярной цепи углеводородные радикалы различной длины и структуры; 2. полиоксиалкиленгуанидины, содержащие внутри макромолекулярной цепи кислородные мостики различной длины; 3. полибигуанидины, содержащие две гуанидиновые группировки в каждом повторяющемся звене макромолекулы.
Благодаря наличию в повторяющихся звеньях макромолекулярной цепи гуанидиновой группировки, несущей положительный заряд, эти полимеры являются поликатионами [19]. Гуанидиновая группировка присутствует в составе многих лекарственных веществ (сульгин, исмелин, фарингосепт) и антибиотиков (стрептомицин, бластицидин, мильдомицин). Производные гуанидина, например, агматины и хордатины [122, 123], также представлены среди специфических веществ, с помощью которых растения защищаются от атаки микроорганизмов.
К настоящему времени накоплено достаточное количество информации, отражающей результаты исследований антимикробной активности гуанидиновых биоцидов. Так, в начале 70-х годов, установлено, что антимикробный эффект ПГМГгх наиболее выражен в отношении грамположительных видов организмов [19]. Водные растворы, содержащие небольшие концентрации ПГМГгх (0.05-0.10%), способны за короткий промежуток времени (5-25 мин) вызывать гибель широкого спектра патогенной микрофлоры (золотистый стафилококк, синегнойная и кишечная палочки, ботулинические бактерии и др.). Отмечено усиление антибактериальных свойств при увеличении температуры и уровня pH[73, 74].В 90-х годах осуществлен ряд исследований по выявлению сравнительной активности солей гуанидиновых полимеров. Установлено, что вещества в разной степени действуют на аэробную и анаэробную микрофлору (таблица 1.1 и 1.2).
Токсичность гидрогеля ПГМГгх
Гуанидин гидрохлорид (ГГХ) используется без предварительной очистки (фирма "AcrosOrganics" 99%, Тпл=185-189С). Гексаметилендиамин (ГМДА) очищается методом перегонки при температуре 205С, сбор фракции осуществляется в интервале 202-205С. Н-октиламин (фирма "AcrosOrganics" 99+ %) применяется без предварительной очистки. N,N – дифенилгуанидин (ДФГ) очищается перекристаллизацией из этилового спирта (Tпл=150-151C). N,N – дифенилгуанидин гидрохлорид (ДФГгх) получается путем растворения ДФГ в 0.1Н растворе соляной кислоты с последующим концентрированием и перекристаллизацией. Полученный продукт представляет собой белые игольчатые кристаллы хорошо растворимые в воде (Тпл= 130-131C).
Синтез N-замещенных производных полигексаметиленгуанидин гидрохлорида Методика. ПГМГгх и N-фенилзамещенный ПГМГгхполучается методом поликонденсации в расплаве соответствующих эквимольных количеств ГМДА и гуанидинсодержащих мономеров в две стадии в течение 6 ч. Первый этап синтеза при 165 C проводится в течение 2.5 ч, затем температура повышается до 185C. Синтез N-октилзамещенных полимеров осуществляетсяinsitu путем добавления определенного количества алкилирующего агента (н-октиламин) к эквимольному количеству ГМДА и ГГХ в аналогичных условиях (Табл. 2.1). Полученные полимерные продукты растворяются в дистиллированной воде, фильтруются через фильтр Шотта №1 с последующей сушкой при Т= 90 100С. После удаления воды полимеры сушатся в вакуумном пистолете при 78C и давлении 3.7 МПа до постоянной массы. Исходя из соотношений исходных реагентов рассчитывается степень замещения гуанидиновых групп в полученных (со)полимерах по формулам ((1) для N-октилзамещенных, (2) для N-фенилзамещенных):
Методика. Навески ГМДА и ГГХ(табл. 2.2) загружаются в пробирку и загружаютсяв масляную баню. Нагрев повышается до 120оС ±1оС и поддерживается в течение 40 мин. Далее температура повышается до 165оС ±1оС в течение 140 мин.
Определение характеристической вязкостиN-фенилзамещенного и серии разветвленного полигексаметиленгуанидин гидрохлорида. Для водных растворов ПГМГгх [9] характерен эффект полиэлектролитного набухания, т.е. процесс аномального повышения вязкости разбавленных растворов, создающий проблему при определении характеристической вязкости полимера. Поэтому для избавления от отклонений линейной зависимости приведенной вязкости, необходимо экранировать заряды полиионов путем добавления низкомолекулярных солей. В результате чего набухание клубка, вызванное взаимным отталкиванием фиксированных на цепи зарядов, уменьшается. Зависимость вязкости ПГМГгх в водном растворе имеет нелинейный характер и аномально увеличивается при уменьшении концентрации. При измерении вязкости в растворах NaCl разной ионной силы наблюдались изменения наклона прямой зависимости приведенной вязкости от концентрации (рисунок 2.1). Так в 0.2 н. растворе соли NaCl концентрационная зависимость практически отсутствует, в 0.3 н. появляется положительная концентрационная зависимость, а в 0.4 и 0.5 н. растворах NaCl приведенная вязкость практически совпадает. В более концентрированных растворах соли наблюдается помутнение раствора, полимер выпадает в осадок. Поэтому дальнейшие исследования проводились в растворе 0.3 н. NaCl [10]. Ппр 0,12
Методика. Готовится раствор полимера с концентрацией 5г/дл объемом 11 мл. Для подавления полиэлектролитного эффекта добавляется навеска 0.193 г NaCl. Измерения проводятся в капиллярном вискозиметре Уббелоде с висячим уровнем в термостате с постоянной температурой 25оС ± 0.1 [64]. Характеристическую вязкость находили экстраполяцией линейных зависимостей приведенной и логарифмической вязкости от концентрации к нулевой концентрации.
Определение степени превращения, среднечисловой молекулярной массы и количества концевых аминогрупп.
Методика. Степень превращения (Р) определяется методом концевых групп путем обратного титрования[84]. К раствору полимера объемом 5 мл с концентрацией 3 г/дл добавляется 5 мл 0.01 Н раствора HCl и несколько капель индикатора метилового оранжевого до появления розового окрашивания. Далеераствор титруется 0.02 Н NaОН до перехода розовой окраски в соломенную.
Синтез и исследование модельных соединений
Сравнение ИК-спектров полученных гидрогелей с исходным полимером выявило ряд различий. Так, на рисунке 3.15 приведены спектры исходного ПГМГгх и гидрогеля I, синтезированного с использованием формальдегида. Поглощение в области валентных колебаний аминогрупп при 3250 см-1 у гидрогеля I наблюдается уменьшение их интенсивности, объясняемое расходом концевых аминогрупп полимера взаимодействующих с формальдегидом. При этом поглощение при 2780 см-1 на спектре гидрогеля отсутствует, хотя на спектрах модельного соединения такая полоса присутствует и отнесена к изолированной метиленовой группе между атомами азота, образующаяся в результате взаимодействия аминогрупп с формальдегидом. Наличие таких изолированных групп подтверждали при рассмотрении области деформационных колебаний.
Увеличенное изображение ИК-спектров: 1-ПГМГгх, 2-гидрогель I в области поглощения аминогрупп. За счет образования метиленового мостика, связывающего концевые аминогруппы, атомы азота проявляют отрицательный индуктивный эффект усиливая полярность -CH2- группы, блокируя ножничные деформационные колебания (1460 см-1), при этом провоцируя усиление веерных и крутильных колебаний в диапазоне от 1300 см-1 до 1270 см-1 (Рисунок 3.17).
При изучении строения модельного соединения II было установлено, что взаимодействие глиоксаля с аминогруппами проходит с образованием пятичленного цикла с характерными сигналами при 1575 см-1 (плечо). Однако помимо цикла, происходит восстановление карбонильных групп альдегида до -ОН групп, что видно на ИК-спектре гидрогеля II (рисунок 3.18) в области деформационных колебаний 1000-1200 см-1.Известно, что гидроксильная группа поглощает также в области 3000-3500 см-1, но их наличие подтвердить затруднительно, так как в этой области наблюдается перекрывание полос -ОН и -NH2 групп. При сравнении спектров гидрогеля II и модельного соединения II прослеживается аналогичное строение этих веществ, исходя из чего, можно сделать вывод о том, что процесс формирования этих структур идет подобно друг другу.
ИК-спектры: ПГМГгх (1), Гидрогель II (2). Приведенные схемы синтеза гидрогелей являются условными представлениями процесса образования пространственно-сшитой структуры, так как весьма затруднительно определить количество разветвлений в исходном полимере, а также количество сшивок образуемых в результате взаимодействия с альдегидом. Поэтому провести элементный анализ полученных гидрогелей не представляется возможным, из-за сложностей с изображением элементарного звена гидрогеля. Однако наличие метиленового мостика, образующегося при взаимодействии формальдегида с аминогруппами полимера, косвенно можно подтвердить применением метода ТГ/ДСК анализа, позволяющего оценить термоокислительную деструкцию полимера. Так, из рисунка 3.19 видно, что начало потери массы начинается при достижении 100оС, что связано с испарением воды из образца гидрогеля, термическая деструкция полимера начинается от 350оС. На ДСК кривой при 229оС присутствует экзотермический эффект, при сравнении с ДСК исходного полимера (рисунок 3.20) подобный эффект отсутствует, принципиальным отличием структуры исходного полимера и гидрогеля заключается в наличии метиленового мостика, связывающего аминогруппы полимера, поэтому можно сделать вывод о том, что термическая деструкция гидрогеля начинается с разрушения метиленового мостика образующегося в результате реакции.
Таким образом, физико-химическими методами анализа была изучена структура гидрогелей на основе ПГМГгх и альдегидов. Установлено, что при взаимодействии с формальдегидом структура гидрогеля отлична от модельного соединения, так, при 2780 см-1 отсутствует поглощение изолированной метиленовой группы между азотами, это можно объяснить меньшим количеством аминогрупп идущих на взаимодействие, поэтому интенсивность этой полосы не проявляется на спектре, однако наличие метиленового мостика подтверждается при изучении области деформационных колебаний. ТГ/ДСК анализ гидрогеля I косвенно подтверждает наличие изолированной метиленовой группы. Исследование гидрогеля II показало, что процесс формирования пространственно-сшитой структуры проходит подобно модельному соединению II, так, сравнение ИК-спектров обоих соединений показало наличие одинаковых полос поглощения в области 1000-1200, 3000-3200, 1575 см-1, отнесенных к деформационным и валентным колебаниям -ОН группы и поглощению пятичленного цикла соответственно.
Разработка технологии получения и показателей качества гидрогеля полигексаметиленгуанидин гидрохлорида
После механической обработки, гель претерпевает центрифугирование, необходимое для удаления лишней воды. Продукт загружается в пробирки для центрифугирования, которые далее помещаются в центрифугу. Центрифугирование проводится в течение 40 мин и скорости 3000 оборотов/мин. Потери основного вещества, на данной стадии возникают из-за переноса механически обработанного геля из стакана в пробирки для центрифугирования и обратно.
После центрифугирования полученный гель взвешивается и отправляется на сушку. ТП 2.6 - Сушка гидрогеля. Полученный набухший и механически обработанный гидрогель полигексаметиленгуанидин гидрохлорида помещается в сушильный шкаф, разогретый до температуры 35-40оС на 24 часа. После сушки масса сухого гидрогеля составляет 9.6 г. Нарушение технологического процесса на данной стадии может быть вызвано высокой температурой в сушильном шкафу, т.к. гидрогель начинает термическую деструкцию от 90оС. Выход на стадии составляет 75 %. Выход от начала технологического процесса 71.1 %. Показатели качества полученных полимеров разрабатывались согласно ОФС.1.1.0006.15 - «Фармацевтические субстанции». Описание. Гидрогель полигексаметиленгуанидин гидрохлорида представляет собой светло-желтый порошок с зеленоватым отливом. Запах отсутствует. Не растворим в воде и спирте.
Были определены параметры оказывающие влияние на показатели качества: соотношение количества концевых аминогрупп полупродукта с количеством формальдегида; равновесная степень набухания. концентрация полупродукта. Установлено, что при добавлении раствора альдегида в эквимольном количестве относительно количества аминогрупп полимера происходит образование гидрогеля с низкой степенью набухания, однако если увеличить количество альдегида, то степень набухания гидрогеля начинает возрастать (рисунок 4.6). QP,r/r 100 80 60 40 30 1 3 5 6 Избыток альдегидов, моль
Рост степени набухания наблюдается до трехкратного избытка. Поэтому оптимальным количеством альдегида используемого для сшивки концевых аминогрупп полимера с получением гидрогеля обладающего высокой степенью набухания является 1:3 (ю(аминогрупп) : ю(альдегида), моль).
Концентрация полупродукта оказывает влияние на степень набухания гидрогеля, а также на его выходы (таблица 4.6).
Подлинность гидрогеля ПГМГгх определяется применением ИК-спектрометрии. ИК-спектр должен содержать ряд полос поглощения: полосы при 2930 и 2855 см-1 – валентные ассиметричные и симметричные колебания группы СН2 соответственно; область 1470 см-1 – деформационные колебания СН2;гуанидиновая группировка поглощает при 1580-1620 см-1.
Потеря в массе при высушивании. В соответствии с требованиями ГФ XIII, том 1, ОФС 1.2.1.0010.15 не превышало 5%. Содержание тяжелых металлов проводили в соответствии с требованиями ОФС.1.1.0006.15 «Фармацевтические субстанции» (не более 0,01 %). Сульфатная зола. Проводили согласно ОФС 1.2.2.2.0014.15 – «Сульфатная зола». Не более 0.1%. Количественное определение. Количественное определение гидрогеля ПГМГгх проводится методом обратного титрования раствора гидролизата.
Методика. Точную навеску 10 мг сухого гидрогеля помещается в стакан с объемом 25 мл и заливается 9 мл воды очищенной, через 5 мин к пробе добавляется 5 мл 0.1 Н НCl и оставляют на 5 ч. К полученному раствору прибавляется 1 капля метилового-оранжевого, цвет раствора приобретает розовый окрас. Раствор оттитровывается 0.02 Н NaOH до изменения цвета на соломенный. Расчет количества полимера проводится по формуле: где С1– концентрация кислоты HCl; V1– объем кислоты HCl; С2– концентрация NaOH; V2 – объем NaOH пошедший на титрование кислоты. NT=0.00286 моль/г – для разветвленного ПГМГгх. Расчет содержания полимера в пробе проводится по формуле: Таблица 4.7 – Количественное определение полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в гидрогеле. № серии (NH2), моль Содержание, % Х
Хранение гидрогеля в набухшем состоянии следует проводить не более 5 суток, поэтому для длительного хранения было предложено перевести гидрогель из набухшего состояния в сухую форму. В ходе исследований было установлено, что для сухого гидрогеля сроки хранения намного выше, что было подтверждено снятием ИК-спектров образца гидрогеля с разницей съемок с момента синтеза 1 год (рисунок 4.7; таблица 4.9). Рисунок 4.7. ИК-Спектры гидрогеля ПГМГгх/ф: 1-после синтеза; 2-через год.
При сравнении ИК-спектров образца гидрогеля (рисунок 4.7) выраженных отличий не выявлено, все полосы поглощения соответствуют сигналам ПГМГгх, поэтому можно сделать вывод о том, что в сухом состоянии гидрогель не претерпевает никаких процессов деструкции, изменения структуры и т.п.