ГЛАВА 1

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Поверхностноактивные вещества (ПАВ) представляют собой большую группу химических соединений. Они могут быть получены синтетическим путем или выделены из природных источников — растительного, животного и минерального сырья.

Общим свойством всех ПАВ является их способность адсорбироваться на поверхности раздела фаз с образованием моно- или полимолекулярного слоя ориентированных молекул (ионов), что приводит к изменению молекулярной природы поверхности и снижению межфазной поверхностной энергии.

Типичное поверхностноактивное вещество является амфифильным соединением, в молекуле которого содержатся гидрофильная и липофильная группы.

Гидрофильная часть молекулы ПАВ обладает электрическим дипольным моментом и наиболее часто представлена такими группами, как карбоксильная —СОО-, сульфатная — О5Оз“, сульфонатная —SO3“, полиоксиэтиленовой цепью, а также другими группами, содержащими в своем составе чаще всего азот, реже фосфор или серу.

Липофильная (гидрофобная) часть молекулы представляет собой обычно углеводородный радикал, лишенный заметного дипольного момента, что обусловливает сродство молекулы к неполярным или малополяр- пым средам. Он может иметь как ациклическое строение, так и карбоциклическое (преимущественно производные бензола и нафталина).

Гидрофильная (а) и липофильная (б) части молекулы могут быть непосредственно соединены между собой, как, например, в олеате калия:

CHS - (СН2)7 — CH = CH — (СН2) 7 — COOK|б| ' |_а —I

или же разделены.

Так, в молекулах оксиэтилированного эфира полипро- пиленгликоля две гидрофильные группы находятся по краям, а липофильная — посередине:

НО(С2Н4О)Х- (С3Н6О)„— (ОС2Н4)УОН! а I ]_ б —J I а I

В дистеарате сахарозы, наоборот, липофильные группы находятся с обеих сторон молекулы

н он но н

Все поверхностноактивные вещества в той или иной степени растворимы в воде, причем этот процесс сопровождается либо диссоциацией, либо гидратацией молекулы ПАВ. В зависимости от этого все ПАВ принято делить на следующие группы: 1) анионные; 2) катионные; 3) амфолитные; 4) неионные-

Анионные поверхностноактивные вещества

В водном растворе анионные ПАВ диссоциируют, образуя органические анионы

RCOONa ^ RCOO- + Na+,

которые определяют поверхностную активность этих веществ. Природа же катиона оказывает существенное влияние только на растворимость. Например, натриевые и калиевые мыла хорошо растворимы в воде, а кальциевые и магниевые — нерастворимы. К анионным ПАВ принадлежат многие классы химических соединений, подробные сведения о которых содержатся в работе Ф. В. Неволина.

В табл. 1 представлены наиболее распространенные анионные ПАВ (F. Piischel).

ТАБЛИЦА 1. СВЕДЕНИЯ О НЕКОТОРЫХ АНИОННЫХ ПАВ

Наименование ПАВ

Строение

Na — соль первичных алкилсульфатовВторичные алкилсульфаты*Разветвленные вторичные сульфатыВторичные алкилсульфо- натыАлкил бензолсульф она тыNa — соль первичных алкилсульфатовВторичные алкилсульфаты*Разветвленные вторичные сульфатыВторичные алкилсульфо- натыАлкил бензолсульф она тыR — СН2 — OSO3Na

Na — соль первичных алкилсульфатов

Вторичные алкилсульфаты*

Разветвленные вторичные сульфаты

Вторичные алкилсульфо- наты

Алкил бензолсульф она ты

Na — соль первичных алкилсульфатов

Вторичные алкилсульфаты*

Разветвленные вторичные сульфаты

Вторичные алкилсульфо- наты

Алкил бензолсульф она ты

RiR2CH(OSO3Na)

R1R2 — неразветвленные

R1R2 — сильно разветвленные

RiR2CH(SO3Na)

R - С6Н4 — SO3Na

Алкилбензамидазосуль- фонатыСоли высших жирных кислот (мыла)Сложные эфиры моноглицеридсульфатовСульфированные жирноароматические карбоновые кислотыСложные эфиры суль-фоянтариой кислотыБутиловый эфир сульфорицинолевой кислотыСложные эфиры сульфоната лкилкарбоновых кислотN-ацилметиламиноалкил- сульфонатыN-ациламиноалкил- сульфонатыN-aлкил-N-apилкapбaми- доалкилсульфатыАлкилбензамидазосуль- фонатыСоли высших жирных кислот (мыла)Сложные эфиры моноглицеридсульфатовСульфированные жирноароматические карбоновые кислотыСложные эфиры суль-фоянтариой кислотыБутиловый эфир сульфорицинолевой кислотыСложные эфиры сульфоната лкилкарбоновых кислотN-ацилметиламиноалкил- сульфонатыN-ациламиноалкил- сульфонатыN-aлкил-N-apилкapбaми- доалкилсульфатыRCOONaRCOONaRCOOCH2 — СИОНCH2OSO3Na r_ CH —R1 — СООНAr — SO3HROOC—CH—ch2-coorSO3NaR — и-бутил до и-октилаRCHR — COOC4H9OSO3NaROOC — C2H4 -— SO3NaRCO — N — C2H4 — SOsNaCH3RCO — N — CnH2n — SO3NaRiR,RiCH — CO — N — C6H5IIOSO3NaC2H5RCOOCH2 — СИОНCH2OSO3Na r_ CH —R1 — СООНAr — SO3HROOC—CH—ch2-coorSO3NaR — и-бутил до и-октилаRCHR — COOC4H9OSO3NaROOC — C2H4 -— SO3NaRCO — N — C2H4 — SOsNaCH3RCO — N — CnH2n — SO3NaRiR,RiCH — CO — N — C6H5IIOSO3NaC2H5Диалкилнафталинсуль- фонаты

Алкилбензамидазосуль- фонаты

Соли высших жирных кислот (мыла)

Сложные эфиры моноглицеридсульфатов

Сульфированные жирноароматические карбоновые кислоты

Сложные эфиры суль-фоянтариой кислоты

Бутиловый эфир сульфорицинолевой кислоты

Сложные эфиры сульфоната лкилкарбоновых кислот

N-ацилметиламиноалкил- сульфонаты

N-ациламиноалкил- сульфонаты

N-aлкил-N-apилкapбaми- доалкилсульфаты

Алкилбензамидазосуль- фонаты

Соли высших жирных кислот (мыла)

Сложные эфиры моноглицеридсульфатов

Сульфированные жирноароматические карбоновые кислоты

Сложные эфиры суль-фоянтариой кислоты

Бутиловый эфир сульфорицинолевой кислоты

Сложные эфиры сульфоната лкилкарбоновых кислот

N-ацилметиламиноалкил- сульфонаты

N-ациламиноалкил- сульфонаты

N-aлкил-N-apилкapбaми- доалкилсульфаты

RCOONa

RCOONa

RCOOCH2 — СИОН

CH2OSO3Na r_ CH —R1 — СООН

Ar — SO3H

ROOC—CH—ch2-coor

SO3Na

R — и-бутил до и-октила

RCHR — COOC4H9

OSO3Na

ROOC — C2H4 -— SO3Na

RCO — N — C2H4 — SOsNa

CH3

RCO — N — CnH2n — SO3Na

Ri

R,RiCH — CO — N — C6H5

II

OSO3NaC2H5

RCOOCH2 — СИОН

CH2OSO3Na r_ CH —R1 — СООН

Ar — SO3H

ROOC—CH—ch2-coor

SO3Na

R — и-бутил до и-октила

RCHR — COOC4H9

OSO3Na

ROOC — C2H4 -— SO3Na

RCO — N — C2H4 — SOsNa

CH3

RCO — N — CnH2n — SO3Na

Ri

R,RiCH — CO — N — C6H5

II

OSO3NaC2H5

Продолжение

Наименование ПАВ

Строение

Модифицированные мыла N-мeтил-N-кapбo- ксиметиламиды высших кислот

Конденсат полипептида с жирными кислотами

Конденсат полипептида и алкилсульфоновых кислот

R — СО — N — СН2 — COONa

1

СНз

R — СО — (NH — CH — CO^ONa

1 R.

R — SO2 — (NH —- CH — CO)QONa

Ri

ггКатионные поверхностноактивные вещества

г

г

Катионные ПАВ диссоциируют с образованием положительно заряженных поверхностноактивных органических катионов, что можно представить на примере алкил- триметиламмоний хлорида:

СНз

+

СНз

R—N —СНз

ci-

R - N - СНз

+ ci-.

СНз

СНз

Катионные ПАВ представлены главным образом следующими соединениями (Ф. В. Неволин ):

5) алкилпиридиновыеСОЛИ5) алкилпиридиновыеСОЛИ1) соли первичных аминов {R — №Нз]+А-

5) алкилпиридиновые

СОЛИ

5) алкилпиридиновые

СОЛИ

" R XI +

» вторичных аминовНН2А~

. Ri / ' R X+

» третичных аминовR]МН2А-

. Rz / J

2)

четвертичные аммо-[R — N— (Rb R2, R3)]+A~

3)

ниевые соли

сульфониевые соеди-[R — S(Rb R2)]+A~

нения

4)

фосфониевые соеди-[R — Р (Ri, R2, Ra) ] +А-

иения

Роль катионных ПАВ с каждым годом возрастает благодаря их моющему и бактерицидному действию, а некоторые представители из них, например цетилпириди- ний хлорид, вошли в арсенал лекарственных средств (Ф. П. Тринус).

АмфолитныеЭоверхностноактивные вещества

Поверхностноактивные вещества, составляющие группу амфотерных соединений, характеризуются тем, что они могут отдавать или принимать протон в зависимости от того, в какой среде — кислой или щелочной — они находятся. Схематически это можно изобразить следующим образом:

кислая средащелочная среда

RNH2CH2COOH ^ RNH2 — СН2 - COO- ^ RNH — СН2СОО- катионная формацвиттер-ионная формаанионная форма

Необходимым условием амфотерности ПАВ является близость констант кислотной и основной ионизации.•

Степень превращения поверхностноактивного соединения в катионную или анионную форму зависит от pH среды. В настоящее время амфолитные ПАВ применяются чаще всего в растворах с pH 4,0—9,0. Однако анионные и катионные свойства, например алкиламинокарбоновых кислот (алкиламинопропионовой кислоты), наиболее четко проявляются при pH 11,0 и 2,0.

К амфолитным ПАВ относят чаще всего соединения, содержащие одновременно: •

карбоксильную и аминогруппу RNHRiCOO-;

сульфоэфирную и аминогруппу RNHRiOSO'sl

сульфонатную и аминогруппу RNHRiSO-3-

Наиболее типичным представителем этого класса ПАВ является а-алкил-бетаин, получивший торговое название бетаин:

R — CH — СОО-

N+(CH3)3.

Неиоиные гсверхнсстнсактивиые вещества

По темпам роста производства и числу научно-исследовательских работ неионные ПАВ заняли видное место

в химии и технологии сарфактантов. Основными методами получения неионных ПАВ служат реакции сочетания полиоксиэтилена с алкилфенолами, высшпмп жирными кислотами и алкилбензолами.

Неионные поверхностноактивные вещества представляют особую ценность для медицинской промышленности. Это объясняется несколькими причинами:

свойства неионных ПАВ, зависящие от соотношения гидрофильной и липофильной частей молекул, можно изменять; укорачивая или удлиняя углеводородную цепочку и меняя степень полимеризации, например окиси этилена, можно получить продукты с самыми разнообразными химическими и физическими свойствами;

неионные ПАВ обладают большой устойчивостью к воздействию щелочей, кислот и солей; они совместимы с большинством лекарственных веществ; смешиваются с органическими растворителями;

в) в отличие от ионных ПАВ, неионные ПАВ оказывают меньшее раздражающее действие на кожный покров и слизистые; они не агрессивны, повышают резорбцию лекарственных веществ; эффективны как вспомогательные вещества в приготовлении лекарственных форм.

К классу неионных ПАВ, не подвергающихся электро-' литической диссоциации, принадлежат главным образом следующие соединения:

полиоксиэтиленовые эфиры жирных кислот

О

II

R — С- (ОС2Н4)ПОН

полиоксиэтиленовые эфиры жирных спиртов R- (ОС2Н4)ПОН;

полиоксиэтиленовые эфиры полипропиленгликолей

Н (С2Н4О) х — (С3Н6О) „ - (С2Н4О) „ОН;

полиоксиэтиленовые эфиры меркаптанов

R-S(C2H4O)„H;

полиоксиэтиленовые эфиры алкплфенолов

R —С6Н4О(С2Н4О)пН;

полиоксиэтиленовые соединения с амидными И другими промежуточными группами.

В табл. 2 приводится перечень неионных ПАВ, наиболее часто используемых в фармацевтической и парфюмерной промышленности (F. PGschel).

ТАБЛИЦА 2. НЕИОННЫЕ ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Наименование ПАВ

Строение

1. Полиэтиленоксидные производные

Эфиры - ПОЛИГЛИКОЛЯ II высших жирных КИСЛОТ

R —СО- (ОС2Н4)пОН

/ (С2Н4О)хН

Полигликольампд

RCON

X (С2Н4О)УН

Моноалкилполиэтилен- гликолн

R— (ОС2Н4)пОНI

Алкилфениловый эфир полиглнколя

R—^^^^” (ОСг^^п^^

Сульфоэфир полигликоля

R_ (OC2H4)m-OSO3Na R — алкил или алкилфенил m от 2 до 8

Полиоксипроизводные

О

СНСН—СН2ОС R

Эфир ангидросорбита и। 2I

жирных кислот (спе-^^СН—ОН

иы)^Сн"

I

ОН

Полигликоле- вый эфир аи- гидросорбита п жирных кислот (твины)Полигликоле- вый эфир аи- гидросорбита п жирных кислот (твины)СН2 ^CH-CH2OC-R

Полигликоле- вый эфир аи- гидросорбита п жирных кислот (твины)

Полигликоле- вый эфир аи- гидросорбита п жирных кислот (твины)

I I

1ЦОСН—-СНОо-СН /Сн—о(сн2—сн2о)пн п СН.

О-(СН2-СН2О)ПН

Алкилоламиды жирных кислот

МоиоэтаиоламидыR — CONH — С2Н4ОН

/ С2Н4ОН

ДиэтаиоламидыR—CON

\ С2Н4ОН

R — NH — С2Н4 X

N-алкилдиэтилентриамии-N _ СН2СООН

карбоновые кислоты р^^С2Н4/

Наименование ПАВНаименование ПАВПродолжениеСтроениеПродолжениеСтроениеN - алкиласпарагиновая кислотаN-алкил-Р-аланииПолиглнколевый эфир по- л'ипропилеигликоляПолиглнколевый эфир этилеидиамииополи- пропиленгликоляДиалкилдИоксиацети- леиАлкил-сахаруретаиыN - алкиласпарагиновая кислотаN-алкил-Р-аланииПолиглнколевый эфир по- л'ипропилеигликоляПолиглнколевый эфир этилеидиамииополи- пропиленгликоляДиалкилдИоксиацети- леиАлкил-сахаруретаиыR —NH —СН —СООНR —NH —СН —СООНСН2 — СООН

Наименование ПАВ

Наименование ПАВ

Продолжение

Строение

Продолжение

Строение

N - алкиласпарагиновая кислота

N-алкил-Р-алании

Полиглнколевый эфир по- л'ипропилеигликоля

Полиглнколевый эфир этилеидиамииополи- пропиленгликоля

ДиалкилдИоксиацети- леи

Алкил-сахаруретаиы

N - алкиласпарагиновая кислота

N-алкил-Р-алании

Полиглнколевый эфир по- л'ипропилеигликоля

Полиглнколевый эфир этилеидиамииополи- пропиленгликоля

ДиалкилдИоксиацети- леи

Алкил-сахаруретаиы

R —NH —СН —СООН

R —NH —СН —СООН

R — NH — СН2 — СН2 — СООН Н(ОС2Н4)Х — (ОСзН6)„ — (ОС2Н4) уОН

R — (ОС3Н6)П- (ОС2Н4)ХОНСН2 —N[(C3H6O)n— (С2Н4О)ХН]2

СН2 — М[(СзН6О)п— (С2Н4О)ХН]2Ri х/R, .

с-с^с-с

R2R2

R2

R2

R — NH — СО —R — NH — СО —(сахароза)(сахароза)В наибольшем количестве производятся анионные детергенты (главным образом сульфомыла). На их долю в США приходится 67—71% всей массы выпускаемых на рынок синтетических ПАВ. Неионные продукты в общей массе выпускаемых ПАВ составляют26—28%,катионные и амфолитные —2—7% (Ю- Т. Лившиц, Г. Ф. Борисович, Л. Б. Дымшиц). Наличие большого ассортимента синтетических ПАВ на капиталистическом рынке объясняется, по-видимому, не столько реальной потребностью в них промышленности и населения, сколько результатом конкуренции между различными фирмами.

R — NH — СО —

R — NH — СО —

(сахароза)

(сахароза)

По поводу того, какие поверхностноактивные вещества производить в нашей стране, акад. П. А. Ребиндер справедливо заметил, что «...задача промышленности и науки в нашей стране и в других социалистических странах состоит, очевидно, не просто в том, чтобы догнать в этом отношении США и другие капиталистические страны, а в том, чтобы выбрать действительно необходимый, обоснованный совокупностью разнообразных применений ассортимент поверхностноактивных веществ различных типов из нескольких десятков реагентов, который удовлетворил бы требования всех основных областей народного хозяйства. Чтобы выяснить, какие ПАВ должна производить наша промышленность, следует прежде всего решить вопрос о механизме и эффективности действия этих веществ».

ГЛАВА 2

ГИДРОФИЛЬНО-ЛИПОФИЛЬНЫЙ БАЛАНС ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Гидрофильно-липофильный баланс как метод оценки ПАВ

Поверхпостноактивные вещества, используемые в различных отраслях промышленности в роли эмульгаторов, смачивающих, диспергирующих, моющих и солюбилизирующих средств, представляют собой большой ассортимент химических соединений разнообразной природы, состава и строения. Естественно, что выбор для определенных целей необходимых веществ является весьма трудной задачей. С целью решения этой проблемы более 20 лет назад была предпринята попытка найти количественную характеристику ПАВ, по которой можно было бы судить о его конкретной пригодности. В роли такой величины было выбрано соотношение гидрофильной и липофильной части молекулы, так называемый гидрофильнолипофильный баланс (ГЛБ).

Согласно системе ГЛБ, предложенной в 1949 г. W. Griffin, каждому поверхностноактивному веществу соответствует определенная величина ГЛБ. Самое низкое значение ГЛБ имеет олеиновая кислота (1), а самое высокое— натрий-лаурилсульфат (40). Для всех остальных ПАВ величина ГЛБ находится в пределах от 1 до 40. На основании величин ГЛБ определяется сфера использования ПАВ, например:

Число ГЛБ3—67—98—1313—1515—18Число ГЛБ3—67—98—1313—1515—18Применение ПАВЭмульсия вода/маслоСмачивателиЭмульсия масло/водаМоющие вещества СолюбилизаторыПрименение ПАВЭмульсия вода/маслоСмачивателиЭмульсия масло/водаМоющие вещества Солюбилизаторы(В/М)(М/В)(В/М)(М/В)

Число ГЛБ3—67—98—1313—1515—18

Число ГЛБ3—67—98—1313—1515—18

Применение ПАВ

Эмульсия вода/масло

Смачиватели

Эмульсия масло/вода

Моющие вещества Солюбилизаторы

Применение ПАВ

Эмульсия вода/масло

Смачиватели

Эмульсия масло/вода

Моющие вещества Солюбилизаторы

(В/М)

(М/В)

(В/М)

(М/В)

Следует отметить, что величина ГЛБ характеризует не только поверхностноактивное вещество, но и «требуемое» значение ГЛБ для масляной фазы, фактически то значение ГЛБ эмульгатора, который образует максимально устойчивую эмульсию с этой фазой. Это значение наиболее часто определяют по аддитивной схеме с помощью двух ПАВ, значения ГЛБ которых известны и которые обеспечивают наивысшую стабильность эмульсионной системы.

ГЛБм = ГЛБ1Х + ГЛБ2(1 — X),

где X — весовая доля первого эмульгатора в смеси, ГЛ Б, и ГЛБ2 — числа ГЛБ эмульгаторов.

Зная величины ГЛБ отдельных компонентов эмульсии, можно рассчитать общее значение ГЛБ для данной системы. Величина ГЛБ, полученная в результате вычис-

Т АБ л ИЦ А 3. ЧИСЛА ГЛБ, ПРИ КОТОРЫХ ПРОИСХОДИТ ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЛИПОФИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Вещества липофильной природы (масляная фаза)

Тип эмульсии

вода/масло

масло/вода

Кислоты:

лауриновая

16

линолевая

олеиновая

рпценолевая

16

стеариновая

Спирты:

—

17

цетиловый

15—13

дециловый

лауриловый

14

тридепиловый

—

14

Масла:

касторовое

14

хлопковое хвойное

—

7,5

парафиновое (тяжелое)

4

10,5

10—12

парафиновое (легкое)

4

петролят

7—8

силиконовое

—

10,5

Воски:

пчелиный карнаубский

5

9 (10—16)

14,5

9,5

12 (15)

микрокристаллический

Ланолин безводный

Вазелин

4

10,5

Парафин

4

ю

Керосин

14

Диметилфталат

15

ления, показывает, что для эмульгирования данной системы необходим эмульгатор (или смесь эмульгаторов)' с такой же величиной ГЛБ. Подробный расчет для смешанной масляной фазы приводит A. Alcon.

Таким образом, метод ГЛБ позволяет правильно подобрать соответствующие' эмульгаторы (или их смесь) для образования эмульсии типа масло/вода и во- да/масло.

A. Alcon, Р. Carter, К. Bergwein, N. SchonfelcI приводят данные о величине ГЛБ ряда липофильных веществ, составляющих масляную фазу, при которых происходит эмульгирование. Эти данные обобщены в табл. 3.

Следует указать, что величину ГЛБ для неионных ПАВ (состав которых постоянен и в отличие от ионных ПАВ не зависит от наличия в растворе электролитов), можно определить расчетным путем, исходя из состава эмульгатора. Например, для эфиров жирных кислот и многоатомных спиртов величину ГЛБ можно определить по следующему уравнению:

ГЛБ = 20 (1 — Э_),

где S — число омыления, А — кислотное число.

В случае твина-20 (оксиэтилированный монолаурат ангидросорбита), для которого величины S и Л равны соответственно 45,5 и 276:

ГЛБ = 20 (1 -—= 16,7.

276 '

В случае затруднительного определения числа омыления можно пользоваться следующей формулой:

ГЛБ = ^EL,

5

где Е— содержание окиси этилена (вес.%), Р — содержание многоатомного спирта-глицерина, сорбита (вес.%). Для оксиэтилированных спиртов и ланолина при значениях £==65,1 вес.%, Р = 6,7 вес.%.

ГЛБ = 65Ш7 _ 7Г8 _ и355

Если оксиэтилированный продукт не содержит многоатомного спирта (а содержит высший жирный спирт), формула приобретает вид:

ГЛБ =.

5

Так, для оксиэтилированной стеариновой кислоты (мт ри 49) при £=76 вес.%:

ГЛБ = — = 15,2.

В последующие годы J. Т. Davies была предложена формула для вычисления величин ГЛБ поверхностно- активных веществ с помощью так называемых групповых чисел: ГЛБ = 7+2 (групповые числа гидрофильных групп)—2 (групповые числа липофильных групп). В табл. 4 приводится значение групповых чисел.

ТАБЛ ИЦ Л 4. ТАБЛИЦА ГРУППОВЫХ ЧИСЕЛ ГЛБ

Тип групп

Значение групповых чисел

Гидрофильные группы

— SO4~Na+

— СОО-К+ — COO-Na+ — N (четвертичный амин) Эфирная группа (сорбитановое кольцо) Эфирная группа — соон

— ОН (свободная)

— О —

— ОН (сорбитановое кольцо)

Липофильные группы

— СН =

— сн2

— СНз

Сложные группы (дериват-группы) - (СН2-СН2-О) - ' — (СН2-СН2— О) —

+ 38,7+ 21,1+ 19,1 + 9,4 + 6,8 + 2,4+ 2,1 + 1,9 ■ + 1,3 + 0,05+ 38,7+ 21,1+ 19,1 + 9,4 + 6,8 + 2,4+ 2,1 + 1,9 ■ + 1,3 + 0,05— 0,475'— 0,475'0,150,15Однако величины ГЛБ, найденные путем вычисления по указанным выше формулам, не учитывают важной особенности молекул ПАВ — их пространственной конфигурации, сильно влияющей при образовании имуль- сии на ее стабилизацию. Это ведет к тому, что устойчивость эмульсий, приготовленных с помощью эмульгаторов одинакового состава и с одинаковой вычисленной величиной ГЛБ (но различной пространственной конфигурации), оказывается разной. Так, устойчивость эмульсии, приготовленной с помощью глицеринмоноолеата (цис-изомер), значительно ниже, чем эмульсия, приготовленная с глицеринмоноэлаидинатом (транс-изомер), имеющим в соответствии с расчетными данными то же значение ГЛБ.

+ 38,7

+ 21,1

+ 19,1 + 9,4 + 6,8 + 2,4

+ 2,1 + 1,9 ■ + 1,3 + 0,05

+ 38,7

+ 21,1

+ 19,1 + 9,4 + 6,8 + 2,4

+ 2,1 + 1,9 ■ + 1,3 + 0,05

— 0,475'

— 0,475'

0,15

0,15

Это явление указывает на большую ассоциацию парафиновой цепочки в случае транс-изомеров.

СН2 — О — СО — (СН2) 7С—н

СИ2ОНН—С—(СН2)7—сн,

сн - он

моноглнцерид-9-транс-октадецеиовой кислоты(элаидиновой)

СН2 — О — СО — (СН2)7 с - н

СН—ОН СНз—(СН2)7 —С —н

СН2ОН

моноглнцерид 9-цис-октадеценовой кислоты(олеиновой)

Аналогично транс-изомеры а-моноглицеридов линолевой и линоленовой кислот понижают в большей степени поверхностное натяжение на границе поверхностей хлопковое масло/вода, чем соответствующие цис-изомеры, что также не учитывается при вычислении величины ГЛБ (W. Wasch, Н. Swartz, К. Ziircher). Параллельно с увеличением поверхностной активности изменяется способность к ассоциации: транс-изомеры а-моноглицеридов линолевой и линоленовой кислот имеют большую степень ассоциации (соответственно И] = 7,8, аг = 13,6) по сравнению с цис-изомерами а] = 3,3; аг = 10,6.

Кроме расчетных методов определения величины ГЛБ, проведено большое количество работ, в которых установлена связь между эмпирическим числом ГЛБ и многочисленными физико-химическими свойствами ПАВ, такими, как устойчивость эмульсий, поверхностное, или межфазовое, натяжение, критическая концентрация ми- целлообразования, коэффициент распределения между двумя фазами, образование нерастворимых комплексов при титровании фенолом и ряд других, сведения о которых имеются в обзорных работах отечественных авторов (И. А. Грицкова, Р. М. Панич, С. С. Воюцкий, М. X. Глузман, Г. С. Балшура, Г. В- Цагераишвили).

Величины ГЛБ для некоторых групп ПАВ, используемых в фармацевтической практике

Среди разнообразных синтетических ПАВ, выпускаемых промышленностью, в отечественной фармацевтической практике наиболее широкое применение получили тви-

ны — эфиры полиоксиэтилированного сорбината и высших жирных кислот, спены — сложные эфиры сорби- тана и высших жирных кислот, сложные эфиры жирных кислот и многоатомных спиртов этиленгликоля, глицери- \ на, пентаэритрита, оксиэтилированные продукты жирных кислот и высших спиртов, алкилоламиды высших жирных = кислот, жиросахара, олигоэфиры и др. В табл. 5—10 приводятся величины ГЛБ для некоторых классов ПАВ. Наиболее полные сведения имеются в работе Р. Becher.

1. Твины

Общая формула:

О

О

СН2

СН — СН2 — О — С — R

Н(ОСН2—СН2)П—О—С

н

СН —он

СН

О—(СН2—СН2—О)пН

R — радикал высшей жирной кислоты.

Торговая марка

Оксиэтилироваиный ангидросорбнт

п

ГЛБ

Твин-20

монолаурат

20

116.7

Твин-21

монолаурат

4

13,3

Твин-40

»

монопальмитат

20

15,6

Твин-60

»

моностеарат

»

20

14,9

Твин-61

»

моноолеат

»

—

9,6

Твин-65

»

тристеарат

—

10,5

Твин-80

»

моноолеат

20

15,0

Твин-81

»

моноолеат

5

10,0

Твин-85

»

триолеат

»

—

н,о

ТАБЛИЦА 5

П. Спены

Общая формула

о

о

сн2

носн

СН

СН —СН2 —О —С —R

СН —он

он

R — радикал высшей жирной кислоты.

ТАБЛИЦА 6

Торговая марка

Химическое название

ГЛБ

Спен-20

Монолаурат ангидросорбита

8,6

Спен-40

Монопальмитат ангидросорбита

6,7

Спен-60

Моностеарат ангидросорбита

4,7

Спен-65

Тристеарат ангидросорбита

2,1

Спен-80

Моноолеат ангидросорбита

4,3

Спен-85

Триолеат ангидросорбита

1,8

Тетрастеарат ангидросорбита

0,5

III. Жиросахара

Общая формула

6

аосн2 ■

С

но ъ—Г2Y

н он но

к н

о f сн2ов

н о

а) Моноэфнр сахарозы: А= С R;B = H

О

6) Диэфир, сахарозы: А=В=—С—R

ТАБЛИЦА 7

Торговая марка жиросахаров фирмы «Howardeof JIford L. t. d.»

Химическое название

ГЛБ

Сорбестер 5.12

Лаурина? сахарозы (моно- и диэфир)

12,8

Сорбестер S.2I2

Дилауринат сахарозы

Сорбестер S.312

Тридауринат сахарозы

Сорбестер S.17

Олеат сахарозы (моно- и диэфир)

Сорбестер S.217

Диолеат сахарозы

Сорбестер S.317

Триолеат сахарозы

Сорбестер S.18

Стеарат сахарозы (моно- и диэфир)

11,2

Сорбестер S.218

Дистеарат сахарозы

7,0

Сорбестер S.318

Тристеарат сахарозы

Сукродет D.600

Моиопальмитат сахарозы Дипальмитат сахарозы

11,8

7,5

IV. Мири

Общая формула:

О

. II

НО — СН2 — (СН2 — О — СН2)п — СН2 — О —С —R а — радикал высшей жирной кислоты.

ТАБЛИЦА 8

Торговая марка

Химическое название

п

ГЛБ

Мири-45

Полиоксиэтиленстеарат

8

Н,1

Мири-49

»

--

15 0

Мири-51

»

16 0

Мири-52

40

16 9

Мири-53

17,9

Мири-59

-—

V. Эфиры гликолей и высших жирных кислот

ТАБЛИЦА 9

Сложные эфиры гликолей и высших жирных кислот

ГЛБ

Этиленгликоля

2,7—3,6

Диэтиленгликоля

4,7—6,5

Пропиленгликоля

■ 3,4—4,5

Тетраэтиленгликоля

7.7 '

Гексаэтиленгликоля

9,6

Глицерина

3,8

VI. Натуральные эмульгаторы и мыла

ТАБЛИЦА 10

Эмульгатор

| - ГЛБ

Камедь акации

8,0

Желатин (Pharmagel В)

9,8

Метилцеллюлоза (Methocel, 15 cps)

10,5

Камедь трагаканта

13,2

Олеат натрия

Олеат калия

20

ГЛАВА 3

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Токсикологическая оценка ПАВ

Отечественной промышленностью вырабатывается необходимый ассортимент ПАВ, удовлетворяющий производственные потребности, среди которых наибольшее распространение получили: 1) «контакт Петрова»—сульфированное соляровое-.или веретенное масло или керосин; 2) сульфанол (додецилбензолсульфонат натрия), получающийся из бензола, алкилированного хлоралка- нами состава Сю—Сю с последующим сульфированием;

ДС — сульфированные алкилбензолы нефти; 4) некаль БХ — сульфированный алкилнафталин; 5) «Новость»— сульфированные первичные спирты; 6) поверхностноактивные вещества неионного типа: ОП-7, ОП-10, ДБ, КАУФЭ-14, УФЭ-8 и др.—продукты конденсации алкилфенолов с окисью этилена; 7) стеароск-6, К.ю—ы, Э5, ЧПЗ — оксиэтилированные эфиры жирных кислот.

Все эти классы ПАВ тщательно исследуются в токсикологическом отношении и соответствующие данные приводятся в работе Н. В. Лазарева. Но особую важность приобретает определение токсичности тех ПАВ, которые используются в различных лекарственных формах.

Обобщая данные, приведенные в монографии Ф. В. Неволина и других литературных источниках, можно сделать заключение, что токсичность синтетических ПАВ находится в пределах, приведенных в табл. 11.

Таким образом, наиболее токсичными являются катионные ПАВ, менее токсичными — анионные и наименее— неионные ПАВ. Следует отметить, что величина LD50 в пределах данного класса ПАВ зависит как от молекулярной структуры, так и от молекулярного веса. Известно, что полиоксиэтилены с высоким молекулярным весом при приеме внутрь практически нетоксичны, тогда

ТАБЛИЦА 11. ВЕЛИЧИНЫ LD50 ПАВ ПРИ ВНУТРИВЕННОМ И ОРАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ

Наименование класса соединений ПАВ

Доза LD3o, г/кг

Способ введения

ПАВ

Неполимерные четвертичные аммони-

0,05—0,5

Орально

евые соединения

Типичные аиионоактивные вещества

2—8

»

(сульфаты и сульфонаты)

Неионные ПАВ

5—50

»

Эфиры полиоксиэтилена и полиэти-

0,4—1,5

Внутривенно

ленгликоля

как их низшие гомологи, например диэтиленгликоль, при введении с пищей белым крысам (с содержанием 1, 2 и 4%) замедляли рост, вызывали дегенеративные изменения в печени и почках, появление в мочевом пузыре оксалатных камней и новообразований на слизистой обо-' лочке, в моче — гиалиновых цилиндров. Кроме этого, , алкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля общей формулы

алкил —С6Н4 —О(СН2СН2О)ПН

(где и = 7; 10), известные под названием ОП-7 и ОП-10, . а также «смачиватель ДА», при вдыхании человеком аэрозоля (в виде «тумана») 30% водного раствора в течение 3 мин вызывает слабое раздражающее действие верхних дыхательных путей у ряда лиц. При попадании в полость рта 50% водного раствора ощущается резкое1 жжение в течение нескольких часов. LD50 ПАВ отечественного производства КАУФЭ-14 и УФЭ-8 равна 3,2 г/кг,; а ЧНПЗ — 10 г/кг (Н. В. Лазарев).

Действие «синтетических жиров» и глицеридов, Ф состав которых входят жирные кислоты, полученные окислением парафиновой фракции нефти, а также сложных эфиров полигликолей высших жирных кислот и гликолевых эфиров ангидросорбита, недостаточно изучено, хотя некоторые ПАВ (полисорбат 60) находят примене-

ние за рубежом как добавка к хлебобулочным изделиям. Имеются сообщения о токсичности глицеридов, содержащих в своем составе жирные кислоты с длиной цепи менее 12 атомов углерода в отличие от их высших гомологов (В. Schafiroff, G. R. Mulholland, Н. С. Baron).

Вредное действие полиоксиэтиленмоностеарата очень незначительно (R. S. Harris, Н. Sherman, W. N. Jetter). Р. Ceriona сообщает об отсутствии токсических явлений при приеме внутрь твинов и спенов в количестве з—5 г. Однако R. W. Moncrieff, исследуя действие на организм животных полиоксиэтиленпроизводных моностеарата, сорбитанлаурата, алкилбензолсульфоната и других ПАВ, пришел к выводу, что предельные дозы этих ПАВ для человека составляют 0,3—3,0 мг в день.

Следует отметить, что, согласно некоторым данным, твины и в меньшей мере сиены относятся к веществам типа коканцерогенов, т. е. способны усиливать действие типичных канцерогенных веществ. Однако исследования, проведенные за рубежом, доказывают противоположное: в малых концентрациях твин-60 обладает антиканцерогенным свойством. Этот вопрос безусловно требует детального изучения в связи с широким использованием твинов и спенов фармацевтической промышленностью (А. М. Schwartz, J. М. Perry, J. Berch).

Карбоксиметилцеллюлоза и ее производные, широко применяющиеся при изготовлении покрывающих составов для таблеток, драже и других лекарственных форм, нетоксичны вследствие своей индифферентности (химической неизменяемости в пищеварительном тракте).

Анионоактивные вещества — лаурилсульфат, амид- сульфонат—менее токсичны, чем алкиларилсульфонаты или диоктилсульфосукцинаты (А. М. Schwartz, J. М. Perry, J. Berch).

Фармакологическое действие ПАВ

Дерматологическое действие. Подавляющее количество ПАВ при использовании имеет непосредственный контакт с кожей человека, поэтому следует обращать внимание на их дематологическое действие.

Известно, что мыла при длительном контакте вызывают раздражение кожи, причем это явление более характерно для натриевых солей С8—С10 насыщенных жирных кислот состава по сравнению с их высшими гомоло-

гами. Алкплсульфаты, особенно с длиной жирной цепи

меньше С^, и алкиларилсульфонаты раздражают кожу

сульфоэфиры,сульфоэфиры,а также продуктыа также продуктыконденсацииконденсациивысшихвысшихсильнее, чем мыла. Сульфоэтерифицированные масла и

сульфоэфиры,

сульфоэфиры,

а также продукты

а также продукты

конденсации

конденсации

высших

высших

жирных кислот и белков не вызывают заметного раздра

жения кожи, поэтому многие очищающие и моющие ком

позиции включают соединения этих типов.

Причиной возникновения профессиональных дерматозов, особенно на предприятиях текстильной промышленности, могут быть такие ПАВ, как триэтаноламин, первичный алкилсульфат натрия, импортные детергенты— «Дитилан ОТ», «Сапиль О», «Неввол» (Е. М. Соколова).

Поверхностноактивные вещества по убыли раздражающего действия на кожу человека можно расположить в следующий ряд:

катионные> анионные> неионные.

Н. Stiipel, анализируя работы различных авторов, изучавших раздражающее действие ПАВ, пришел к заключению о том, что многие методы оценки раздражения кожи моющими средствами несовершенны. По его мнению, механизм раздражающего действия нельзя считать

достаточно ясным, так как трудно установить, что явля

ется первопричиной раздражения — обезжиривающее действие или денатурация белка. Кроме этого, Н. Stiipel,

в отличие от других исследователей, не решается утвер- ,

ждать, что синтетические моющие средства по своему раздражающему действию отличаются от мыл, если они находятся в моющих составах.

При рассмотрении дерматологических свойств ПАВ необходимо учитывать тот факт, что pH кожи находится в пределах 5,5—6,5, поэтому ПАВ анионного типа будет сдвигать pH кожи в щелочную сторону, для восстановления которого требуется время до 2 ч (Ф. В. Неволин).

+сг+сгВведению ПАВ в лекарственную форму всегда должны предшествовать опыты на животных. Так, например, исследование А. А. Ивановой, Е. А. Иевлевой, Т. С. Кондратьевой, Г. С. Короза показали, что додецилдиметил бензиламмоний хлорид:

+

сг

+

сг

c6h5-ch2-n-rc6h5-ch2-n-rСНз

c6h5-ch2-n-r

c6h5-ch2-n-r

СНз

в концентрации 1:1000 в кожных аппликациях таких мазевых основ, как вазелин, эмульсионная основа (30% эмульсия воды в вазелине с 10% эмульгатора Т-2) и гидрофильная основа (5% — водный раствор метилцел- люлозы), не оказывает раздражающего действия на кожу морских свинок и не влияет на состояние аллергической реактивности кожи.

Влияние на слизистую оболочку глаз. Растворы многих ПАВ при попадании в глаза вызывают болезненное ощущение и при большей концентрации могут повредить глазную ткань.

По силе раздражающего действия на глаза основные три группы ПАВ располагаются в том же порядке, что и по влиянию их на кожу. Прямой связи между раздражающим действием ПАВ на слизистые глаз и такими физико-химическими характеристиками, как поверхностное натяжение, способность к смачиванию, пенообразо- ванию. как указывает L. Hazleton, нет. С этим трудно согласиться, так как физико-химические свойства ПАВ безусловно должны играть определенную роль в механизме раздражения.

Поверхностноактивные вещества и гемолиз. Существенным недостатком синтетических ПАВ является то, что внутривенное введение их растворов сопровождается гемолизом эритроцитов. При этом оболочка эритроцитов разрушается или становится проницаемой для гемоглобина, который выходит из них в окружающую среду. Изучение процесса разрушения эритроцитов под влиянием ПАВ является весьма ценным в познании как механизма гемолитического действия ПАВ, так и гемолиза вообще. Так, например R. Croes и R. Ruyssen, изучая адсорбционные свойства алкилсульфатов с помощью меченых соединений, установили, что гемолиз идет уже в том случае, если меньше половины поверхности эритроцитов покрыто адсорбционным слоем ПАВ. Е. Ponder и R. Ponder показали, что гемолитическое действие ряда гомологов жирных сульфатов и алкил- диметилбензиламмония хлорида проявляется при концентрациях, более низких по сравнению с критической концентрацией мицеллообразования. Гемолиз, вызываемый ПАВ, задерживается в присутствии холестерина и фосфолипидов- (В. A. Pethica, J. Н. Schulman).

Введенные в ток крови ПАВ взаимодействуют не только с эритроцитами, но и с другими составными ее частя-

мн. Так, тритон N-100 (полиоксиэтиленовый эфир ал- 1 килфенола) повышает в очень высокой степени фагоци- ‘ тозное действие лейкоцитов (L. J. Berry, R. W. Starr, Е. С. Haller), а сульфонаты лигнина действуют как антикоагулянты (Т. A. Loomis, R. Е. Beyer).

Другие действия ПАВ. Заслуживают внимания ) данные об изучении влияния добавок ПАВ в пищу на ее| усвоение и физиологические функции организма. По это-1 му поводу имеются сообщения Т. W. Perry, W. М. Beeson,! В. W. Vosteen о том, что продукт конденсации лаурило-| вого спирта с окисью этилена, введенный в рацион цып-] лят, значительно стимулирует их рост. Подобное дейст-Я вне проявляют некоторые алкиларилсульфонаты и про-1 дукты конденсации жирных аминов с окисью этилена.! Более быстрому перевариванию зерна животными спо-1 собствует бензалконий хлорид (R. L Gates), а лецитин и] жирные моноглицерины повышают усвоение жиров] (Н. С. Tidwell). Замечено, что твины ускоряют усвояе-1 мость лекарственных средств (дигиталиса и строфанти-] на) в желудке лягушек (У. Nakano), а введение их в же-1 лудочно-кишечный тракт человека не оказывает сущест-1 венного влияния на перистальтику (Н. D. Janovitz,] F. Hollander, R. Н. Marshak). Однако многие ПАВ по-| давляют действие ферментов. Так, анионные ПАВ явля-1 ются сильными ингибиторами гиалуронидазы, тогда как! катионные и неионные проявляют слабое действие или] почти не действуют на нее.]

М. Mathews, изучая действие алкилсульфатов на гиа-| луронидазу, пришел к выводу, что образование мицелл] необходимо для проявления их ингибирующего действия.! D. Hockenhull обнаружил подавление действия сукцинат-1 дегидрогеназы ионными и неионными ПАВ. W. Wainino и ii М. Aronoff изучали действие различных ПАВ на липазу! сока поджелудочной железы. Имеются и такие ПАВ, ко- ’ торые способны активизировать действие ферментов. 1 Так, бензалкония хлорид усиливает фибринолитическую t активность трипсина (Т. Astrup).

F. Hohensee считает, что действие четвертичных аммониевых ПАВ напоминает действие ядов кураре, которые парализуют нервно-мышечные центры и подавляют действие холинэстеразы и внутриклеточных окислительных ферментов. Поэтому применение их как вспомогательных веществ в технологии лекарств для внутреннего примене-] ния требует осторожности. Замечено, что ПАВ способны ] 24■

адсорбироваться на поверхности бактерий и вирусов, поэтому можно ожидать влияния их на жизнедеятельность микроорганизмов. Опыты Р. Benigno и Т. Berty с анионными ПАВ показали, что они, располагаясь на поверхности микроорганизмов, усиливают сопротивляемость последних действию пенициллина и стрептомицина.

Интересно, что твин-80, способствуя росту туберкулезных микобактерий, в то же время значительно ослабляет действие на них четвертичных аммониевых соединений, обладающих бактерицидным действием (В. D. Davis, R. J. Dubos). Установлено, что тот же препарат настолько тесно связывается с бактериями, что изменяет их жизнедеятельность (G. Middlebrook, R. J. Dubos).

Многие ПАВ применяются в качестве химических средств защиты растений, среди которых высоким гербицидным действием обладают катионные ПАВ.

Приведенные данные о токсикологическом и фармакологическом влиянии ПАВ свидетельствуют о разностороннем и не всегда прогнозируемом действии этих соединений. Поэтому внедрению в медицинскую практику различных ПАВ должно предшествовать самое детальное и всестороннее изучение их влияния на жизнедеятельность человеческого организма.

О биологическом разрушении детергентов

Как уже указывалось, производство синтетических моющих средств (детергентов) в последнее десятилетие значительно возросло и соответственно произошло сокращение употребления мыла. Эта тенденция, по-видимому, сохранится и в будущем. Широкое использование детергентов породило важную проблему — очистки сточных вод. Так как многие детергенты, в отличие от мыл, не разрушаются микроорганизмами, находящимися в сточных водах, и не задерживаются фильтрующими установками, то это приводит не только к загрязнению рек или других водоемов, но и к проникновению ПАВ в источники питьевой воды и воды для промышленных нужд. Рассматриваемый нами вопрос в настоящее время широко обсуждается и в этом направлении проводятся многочисленные исследования. Так как подробное изложение результатов этих исследований не входит в нашу задачу, мы приведем лишь некоторые факты. Полные и систематизированные данные приводятся Ф. В. Неволиным.

Было показано, что за 3 ч лаурилсульфат расщепляется полностью, а алкилбензолсульфоиат и нонилфеннл-

этиленоксид за это время разрушаются лишь на 0,3%, а за 6 ч — па 40—60% (J. Л. Eldih). Среди неионных ПАВ наиболее быстро гидролизируются сахароглицериды и их производные — до 30 мин (R. Colson). Алкилбензол-i сульфонаты разлагаются бактериями приблизительно5 на 60%. Несмотря на то содержание алкилбензолсуль-' фонатов в количестве 5 • 10"7 г/л не влияет на запах и

вкус питьевой воды и что потребление ежедневно 100 мг

этих веществ в течение 4 мес не вызывает нарушений в

указать, что содержание •КН7 г/л уже приводило к в течение 48 ч (W. Kline), проблеме .биологическогоуказать, что содержание •КН7 г/л уже приводило к в течение 48 ч (W. Kline), проблеме .биологическоговремявремяуделяетсяуделяетсябольшоебольшоеорганизме человека, следует этих ПАВ в концентрации 3,5 гибели 50% подопытных рыб Следует также отметить, что разрушения ПАВ в настоящее

указать, что содержание •КН7 г/л уже приводило к в течение 48 ч (W. Kline), проблеме .биологического

указать, что содержание •КН7 г/л уже приводило к в течение 48 ч (W. Kline), проблеме .биологического

время

время

уделяется

уделяется

большое

большое

внимание.

Физиология и токсикология жиросахаров

Предполагающаяся безвредность сложных эфиров сахарозы и высших жирных кислот и возможность использования их в фармации, косметике, технологии пищевых продуктов поставили вопрос о промышленном производстве этих веществ и вместе с тем о необходимости всестороннего исследования влияния жиросахаров на организм человека (при наружном применении, приеме per os внутримышечном и внутривенном введении). Согласно данным S. Kioroglian, разовая доза моноэфиров сахарозы при оральном применении для крыс, составляющая около 5 г/кг, не оказывает вредного действия.

При добавлении к кормам животных 10% моностеарата сахарозы отрицательных симптомов не отмечено (Н. Hopkins). Индифферентность жиросахаров можно объяснить тем, что под воздействием гидролитических ферментов в желудке молекула жиросахара распадается на безвредные и легко усваиваемые организмом вещества—глюкозу, фруктозу и жирную кислоту. Это было доказано с помощью меченного радиоактивным углеродом пальмитата сахарозы: при введении жидкости Рингера, содержащей указанный выше эфир сахарозы, в изолированный кишечник морской свинки в сыворотке крови сразу же появлялась смесь глюкозы с фруктозой и пальмитиновая кислота (С. A. Rhodes). При изучении влияния

жиросахаров (ЖС), включенных в лекарственные формы для лечения глазных заболеваний, было показано (Н. Hopkins), что применение глазной примочки, приготовленной на 10% водном растворе стеарата сахарозы, не вызывает боли или раздражения.

Относительно возможности использования жиросахаров в лекарственных композициях для внутримышечного и внутривенного введения имеются противоречивые сообщения. С одной стороны, в работах, выполненных сотрудниками лабораторий американской н итальянской фирм, выпускающих эфиры сахарозы, сообщается, что внутривенные инъекции водных растворов жиросахаров не вызывают опасений с точки зрения токсичности, раздражения и боли (Н. Hopkins, L. Osipow, С. A. Rhodes. Р. Ro- vesti, S. Kioroglian). С другой стороны, японский исследователь Н. Mima, изучая действие витаминов А и D в водных растворах моноэфиров сахарозы различных карбоновых кислот, отметил, что токсичность этих эфиров выше таковой для твинов, поэтому применение их для инъекций требует большой осторожности. Н. Hopkins, определяя LD50 для крыс при внутрибрюшном введении растворов мономиристата сахарозы, установил, что LD5o равна 579 мг/кг и что мономиристат сахарозы вызывает гемолиз. Наряду с этим Н. Hopkins приводит пропись эмульсии хлопкового масла для парентерального введения. в которой содержание эфиров сахарозы составляет 0,45%. При этом указывается, что токсичность эфиров сахарозы в данном случае уменьшается, потому что жиросахар (сарфактант) находится в связанном виде.

Как следует из изложенного, токсикология жиросахаров. являющихся новым классом ПАВ, изучена недостаточно.

Резюмируя приведенные работы, можно отметить, что при пероральном применении жиросахара безвредны для организма, а при внутривенном вызывают гемолиз. Однако величина .концентраций каждого жиросахара, при которой наступает разрушение эритроцитов, не установлена.

Эфиры сахарозы и высших жирных кислот являются уникальными диетическими продуктами, представляющими источник углеводов, жира и поэтому могут быть использованы как питательные средства. Так, S. Kioroglian указывает, что усвоение жиров является «деликатной проблемой», например, в питании детей и лиц стар-

шего возраста. По его мнению, эта проблема может быть решена с помощью эфиров сахарозы, так как из нее мо-

жно приготовлять питательные эмульсии, легко усваива: ющиеся организмом. Исследования показали, что при пе) роральном применении эфиров сахарозы не обнаружив вается неусвоившегося жира. Жиросахара могут быт( использованы для лечения расстройств пищеварения, связанных с затруднительным с физиологической точки

зрения процессом усвоения растительных и животных: жиров (G. R. Ames). Таким образом, жиросахара, воз-; можно, окажутся ценными не только как поверхностноактивные вещества, но и как лечебные питательные продукты.

Часть II. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЖИРОСАХАРОВ

ГЛАВА 4

СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ, моно-, ДИ-, ТРИ-, ПОЛИСАХАРИДОВ и ВЫСШИХ ЖИРНЫХ кислот

Эфиры моносахаридов

Производство синтетических детергентов неионного характера с каждым годом возрастает. Все время изыскиваются новые типы ПАВ и сырьевая база для их приготовления. Одним из источников являются продукты природного происхождения, в частности углеводы, моно-, ди- и полисахариды, многоатомные спирты как ациклического, так и карбоциклического строения (ксилит, сорбит, маннит, инозит и др.).

Получение поверхностноактивных ациклических сложных эфиров ксилита описали L. Nobile, R. Allegrini, A. Poma. Метод получения основывается на взаимодействии ксилита с метиловым эфиром жирной кислоты в присутствии катализатора К2СО3 в среде диметилформ- амида (ДМФА). Реакцию проводят при 92—95°С, давлении 250 мм рт. ст. в атмосфере азота. По окончании реакции вещество экстрагируют бутанолом, растворитель удаляют и образовавшийся продукт окончательно очищают перекристаллизацией из дихлорэтана или этилацетата.

Способ получения сложных эфиров сорбита с насыщенными алифатическими жирными кислотами (Си—С2г) запантентован W. Griffin и R. Behrens, а диэфиры кислот, входящие в состав льняного масла, и сорбита, получены W. Ruble, J. O'Donnel, Н. Feeler и J. Cowan. Описан также синтез эфиров многоатомных спиртов (сорбит, маннит и дульцит) с жирными кислотами и алифатическими одноатомными спиртами (Ci — CI6) (J. В. Martin). О синтезе эфиров инозита и жирных кислот, выделенных из соевого и хлопкового масел, сообщает W. Huber. К. Hess и Е. Messmer предложили метод получения и исследовали свойства пентаэфиров глюкозы с

жирными кислотами, содержащими в своем составе 2—18'

атомов углерода (табл. 12).'

Как видно из табл. 12, сложные эфиры глюкозы и

жирных кислот до 10 атомов углерода, а также непре-

ТАБЛИЦА 12 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ ГЛЮКОЗЫ И КАРБОНОВЫХ кислот

Эфир глюкозы и карбоновой кислоты

[а]16 D

0,5% раствора в хлороформе

Температура плавления, °C

Температура

Консистенция

кипения, °C

при

Дав-

мм рт. ст.

а-Пента-ацетат- глюкоза

Пента-изопропи-

+ 80,87

111—112

193, 195

1

Кристалл Сироп

нат-глюкоза а-1 (снта-прогшо-

+61,06

205

2

Сироп

нат-глюкоза

Пента-изобутират-

+73,31

240

4

Густое

глюкоза

масло

Пента-изовалерат-

глюкоза

а-Пента-бути-

рат-глюкоза

+52,04

215—220

' 228—230

2

1,5

Густое

Пента-изовале- рат-глюкоза

+75,19

242

2

масло

Масло

а-Пента-изовале-

рат-глюкоза

+43,68

242

3

Масло

а-Пента-капро-

нат-глюкоза

+ 44,28

240—245

0,01

Масло

а-Пента-нальми-

+ 34,30

65—63

?4ягкая

тат- глюкоза а-Пента-стеарат- глюкоза а-Пента-олеат-

глюкоза

+34,17

+ 27,51

70—71

масса Кристаллы Вязкое масло

дельных жирных кислот являются густыми ИЛИ ВЯЗКИМИ! жидкостями. Эфиры пальмитиновой и стеариновой кислот — кристаллические вещества.

Способ получения эфиров жирных кислот и алифатических полиоксисоединений (маннит, сорбит, глюкоза и фруктоза) с кислотами — лауриновой, пальмитиновой, олеиновой, стеариновой предложен R. Wicker и М. Gates.. Е. Pollitzer патентует новый тип ПАВ, активных как в водной, так и в неводной среде, представляющих собой

продукт конденсации кислот таллового масла с глюкозой, фруктозой и дегидроглюкозой. Приведенные данные свидетельствуют о том, что синтезу эфиров моносахаридов и высших жирных кислот уделяется значительное внимание, однако наибольшее распространение нашли эфиры сахарозы и высших жирных кислот.

Эфиры дисахаридов — эфиры сахарозы и высших жирных кислот. Синтез эфиров сахарозы и высших жирных кислот

Методы синтеза. В основе многочисленных способов получения жиров сахарозы и высших жирных кислот лежат общие и достаточно распространенные методы синтеза эфиров карбоновых кислот. Впервые эфиры сахарозы были получены М. Berthelot в 1860 г. по реакции этерификации глюкозы со стеариновой кислотой в присутствии водоотнимающих агентов.

Более широкое распространение получили методы, основанные на применении хлорангидридов карбоновых кислот, поскольку эта реакция необратима в отличие от реакции этерификации. Выделяющийся во время процесса хлористый водород можно уводить из сферы реакции или поглощать каким-либо основанием, например едким натром, пиридином и т. и. В 1920 г. К- Hess и Е. Messmer реакцией сахарозы, суспендированной в, смеси пиридина и хлороформа с хлорангидридами пальмитиновой и стеариновой кислот, синтезировали октапальмитат и октастеарат сахарозы, а также ряд эфиров глюкозы с уксусной, пропионовой, масляной, валериановой, пальмитиновой и стеариновой кислотами. В германском патенте («I. G. Farbenindustrie»), опубликованном в 1929 г., сообщается о получении эфиров сахарозы с линолевой и линоленовой кислотами. Синтез эфиров сахаров, крахмала и целлюлозы с высшими жирными кислотами описал Е. Bayer. В. Harris путем нагревания эквимолекулярных количеств сахарозы и хлорангидрида стеариновой кислоты получил с небольшим выходом моностеарат сахарозы. Более совершенной явилась модификация этого метода, предложенная V. Babayan и A. Atikian, которые синтезировали эфиры сахарозы с жирными кислотами с числом углеродных атомов 2—24 взаимодействием водного раствора сахарозы с хлор ангидридом соответствующей кислоты при медленном добавлении 50% водного

раствора NaOH для поддержания pH реакционной массы в интервале 9—10.

Для получения эфиров сахарозы были также использованы ангидриды кислот, на основе которых Е. Lorant в 1934 г. получил ряд полиэфиров сахарозы и пальмитиновой кислоты. Реакцию проводили в среде сульфурил- хлорида в присутствии монохлоруксуснон кислоты и перхлорате магния. В последующие годы продолжались поиски наиболее оптимальных условий реакции образования эфиров сахарозы с различными жирными кислотами. В 1962 г. G. Toney и Н. Davis описали синтез эфиров сахарозы низших жирных кислот—пропионовой и изо- масляной. Указанные эфиры были получены взаимодействием сахарозы с ангидридом жирной кислоты в присутствии натриевых или калиевых солей жирной кислоты, содержащихся в реакционной смеси в концентрации 5—10%. Температура реакции 80—150°С, продолжительность процесса от 0,25 до 1,5 ч.

Однако перечисленные методы синтеза жиросахаров являются малоперспективными главным образом из-за малой доступности ангидридов и хлорангидридов высших карбоновых кислот. Значительно более перспективны методы, основанные на реакции переэтерификации между метиловыми или этиловыми эфирами высших жирных кислот и сахарозой по схеме:

» Оо

IIII

CnHigO.oCHzOH + RCOCH3—*CiiHI9OI0CH2OCR +

+ СН3ОН.

Переэтерификация представляет собой равновесную реакцию, которую можно сдвинуть в сторону нужного соединения, применяя избыток одного из реагентов, или, что более предпочтительно, удаляя легко кипящий спирт из сферы реакции. Используемые в указанной реакции эфиры жирных кислот получают также переэтерификацией поиродных жиров по схеме:

Ои

Н2С — О — С — RН2С - ОН

IООI

IIIIII

нс — О — С — R + CH3OH->R — С — ОСНз+НС—ОН

I°I

IIII

НгС — О — С — Rсмесь метиловыхН2С — ОН

эфиров жирных кислот

где R — радикал жирной кислоты, или прямой этерификацией жирной кислоты метанолом либо этанолом в присутствии водоотнимающих агентов.

Получение жиросахаров с использованием реакции переэтерификации было осуществлено в 1942 г. В. Я. Го- лант, В. Д. Данилевской и А. М. Егоровой, которые выделили смесь эфиров глюкозы и сахарозы при их взаимодействии с жирами животного происхождения.

Образование эфиров сахарозы является не столь простым процессом, как указано на первой схеме, что объясняется особенностями химического строения сахарозы:

наличием в ней 5 вторичных и 3 первичных гидроксильных групп. Теоретически с таким количеством гидроксильных групп возможно образование 255 изомерных эфиров. Изучением структуры молекулы монолаурата сахарозы установлено, что этерификация сахарозы происходит по гидроксильной группе, находящейся при Се атоме глюкозы. Если происходит присоединение второй молекулы жирной кислоты, то она сочетается с ОН-группой фруктозы также при Се атоме (G. Ames). Эти положения были подтверждены при изучении строения моностеарата сахарозы методом исчерпывающего метилирования в сочетании с газожидкостной хроматографией (М. Roussos).

К числу основополагающих методов получения эфиров сахарозы с использованием реакции переэтерификации относится синтез, который осуществили L. Osipow, F. D. Snell, W. С. York и A. Finchler в 1956 г. Сущность этого метода заключается в том, что сахароза и метиловый эфир жирной кислоты реагируют в присутствии щелочного катализатора в диметилформамиде; продолжительность реакции составляет 12 ч при 90—95°С. Для образования диэфиров молярное соотношение реагирующих веществ изменяют, а время процесса сокращают до 6—7 ч. После окончания реакции растворитель

2 Заказ № 38 33

(ДМФА) удаляют и образовавшийся продукт подвергают очистке. К недостаткам данного метода необходимо отнести сложную процедуру очистки из-за присутствия : в продукте реакции жирных кислот, мыла и диметил-, формамида.

Моно- и диэфиры сахарозы с рицинолевой и 12-кето- олеиновой кислотой синтезировали в 1959 г. К. Mihara и К. Takaoka, используя метиловые эфиры указанных кислот.

Взаимодействие реагирующих веществ проводилось в диметилформамиде и в атмосфере углекислого газа., О разработке промышленного способа получения эфиров 1 сахарозы лауриновой, пальмитиновой, олеиновой и сте- j ариновой кислот сообщил S. Kooroglian. М. Berger получил дилауринат сахарозы, используя метод L. Osipow, причем продолжительность реакции была увеличена до 24 ч, температура поддерживалась в интервале 90—95°С, давление — 95—120 мм рт. ст.

В 1960 г. А. Р. Меннинг синтезировал моно- и дистеарат сахарозы, а затем А. Р. Меннинг, Л. С. Фарбман (Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров), В. П. Леонтьева, В. П. Игнатьева (Ленинградский химико-пищевой комбинат) реализовали способ получения дистеарата сахарозы в опытно-производственных условиях. В 1967 г. В. С. Варламов, Г. И. Оятева, Н. И. Ишутина синтезировали моноэфиры сахарозы и жирных кислот: синтетических состава Сю — С16 и выделенных из хлопкового соапстока-

Моно- и диэфиры сахарозы и высших жирных кислот—каприновой, пальмитиновой, олеиновой и стеариновой— с целью использования их в фармацевтической практике в 1967 г. получены Ф- А. Жогло.

В 1963 г. J- Zajic, AV Bares и В. Auerswald получили моно- и диэфиры сахарозы и кислот: лауриновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и определили их важнейшие физико-химические константы.

R. Ismail и Н. Simons в 1971 г. описали получение сложных эфиров сахарозы с жирными кислотами (С12—С22) путем реакций сложных эфиров жирных кислот с сахарозой в присутствии инертных растворителей. При этом алифатический или ароматический углеводород используют для растворения эфира жирной кислоты, а диметилсульфоксид или диметилформамид — для растворения сахарозы. Исходные вещества берутся в экви-

молярных количествах, продолжительность реакции — 9 ч при 85°С, давлении 100 мм рт. ст. Выход конечного продукта составляет 95%.

L. Osipow и W. Rosenblatt в 1967 г. предложили ми- кроэмульсионный процесс для приготовления сложных эфиров сахарозы, используя взаимодействие метиловых эфиров жирных кислот с сахарозой в присутствии карбоната калия, пропиленгликоля и эмульгатора олеата натрия.

Синтез моно-, ди- и пептаэфиров сахарозы с алифатическими монокарбоновыми кислотами осуществили К. Bricknell и Е. Newmann, при этом использовались алкиловые эфиры жирных кислот и как растворитель диметилсульфоксид (ДМСО) в присутствии щелочного катализатора. С целью азеотропной отгонки образующегося спирта в реакцию вводят бензол или гексан.

Этерификацию сахарозы можно проводить метиловым эфиром жирной кислоты при температуре 50—150° С, давлении 760 мм рт. ст. с применением в качестве растворителя ацилморфолина (S. Komori, М. Okahara, 1961). Запатентован также способ получения эфиров алифатических кислот (С8—С22) с сахарозой переэтерификацией алкиловых эфиров этих кислот в N -формилпирролидине или ацетилпирролидине при 90° С и давлении 30 ммрт. ст. (S. Komori, Н. Niisuhi). Ch. Cardy, F. Schild и R Wicker предложили синтезировать жиросахара в диметилсульфоксиде. Предпочтение этому растворителю авторы отдают потому, что в его присутствии образуется конечный продукт, свободный от загрязнения азотистыми содине- ннями, которые возникают в случае применения диме- тилформамида.

Перечисленные методы синтеза жиросахаров, иногда повторяющие друг друга, носят, как видно, поисковый характер, с целью установления определенных соотношений реагирующих компонентов, наиболее эффективного катализатора, выгодных температурных условий, давления, оптимальной продолжительности процесса.

Кинетика реакции. Исследование кинетики реакции переэтерификации сахарозы с метиловым эфиром жирной кислоты при молярном соотношении 3:1 показало, что сначала метиловый эфир жирной кислоты очень быстро реагирует с образованием моно- и диэфпра приблизительно в равных пропорциях, а по истечении 3 ч молярное соотношение сахароза/остаток кислоты становится

равным 1:1, т. е. дальнейшее нагревание приводит к тому, что сахароза реагирует с диэфиром, образуя моноэфир. Спустя 6 ч после начала реакции количество моноэфира сахарозы становится в 2 раза больше, чем диэфира, а через 12 ч это соотношение составляет около 24:1. Количество мыла, образуемого в результате взаимодействия эфиров жирных кислот с щелочным катализатором, увеличивается постепенно. На протяжении 12 ч почти 20% присутствующего К2СО3 превращается в мыло (L. Osipow, F. Snell, D. Marra, W. York). Было также установлено, что если молярное отношение сахарозы к метиловому эфиру жирной кислоты соответствует 1:2, то в течение 6—7 ч образуется продукт, состоящий не менее чем из 90% диэфира сахарозы, 5% мыла, 2% моноэфира и почти 1% непрореагировавшей сахарозы. Эти исследования вскоре были подтверждены в 1961 г. работами А. Р. Меннинга.

Изучение кинетики образования моностеарата сахарозы А. Р. Меннингом осуществлялось на протяжении 15 ч при полярном соотношении сахарозы и метилстеара- та, равном 3: 1. Полученные данные позволили сделать вывод о наличии двух стадий в процессе получения эфиров сахарозы. Первая стадия характеризуется вступлением в реакцию более 90% метилстеарата и занимает относительно небольшой промежуток времени — около 3 ч. За этот период образуется смесь моно- и дистеарата сахарозы. Во второй стадии наряду с продолжением омыления метилстеарата происходит алкоголиз диэфира, и тем значительнее, чем больше избыток сахарозы. Указанные стадии образования стеаратов сахарозы А. Р. Меннинг представил графически (рис. 1). Как видно из этого графика, соотношение реагирующих веществ 3:1 (в молях) обеспечивает образование преимущественно,моностеарата сахарозы п значительно меньше диэфира. Полученный продукт реакции характеризуется следующим составом: моностеарата сахарозы 81—83%, дистеарата сахарозы—14—17%, стеариновой кислоты (или ее соли)—2—3%. В случае изменения исходных веществ соответственно 1 : 2 после проведения процесса в течение 6—7 ч продукт реакции имеет состав дистеарата сахарозы — 87—92%, моностеарата сахарозы — 5—7%, стеариновой кислоты (или ее соли)—2—4%.

Таким образом, процесс этерификации протекает с образованием незначительных количеств сопутствующих 36

продуктов, моно- или диэфиров, не вступившей в реакцию жирной кислоты, а также мыла, что указывает на необходимость проведения тщательной очистки. Исследования Т. Isikava, Т. Otake, L. Zajic, и В. Auerswald показали, что при этерификации сахарозы метиловыми эфирами жирных кислот образуются в различном количестве и полиэфиры.

Продолжительность реакции, ч

Рис. 1. Кинетика реакции образования стеаратов сахарозы при соотношении сахарозы и метилстеарата 3:1 (по А. Р. Меннингу). / — общий выход стеаратов сахарозы; 2 —содержание моностеарата сахарозы;

3 — содержание днстеарата сахарозы.

При молярном соотношении сахарозы и метилстеарата 3:1 получается лишь незначительное количество три- стеарата сахарозы. Если же изменить молярное соотношение реагирующих веществ в пользу кислотного компонента до 1:1 или 0,6:1, то конечный продукт будет содержать и полиэфиры (Т. Isikava). Так, с помощью хроматографии на силикагеле Т. Otake и О. Tamate установили, что соотношение моно-, ди- и полиэфиров в продукте реакции составляет: для лаурата — 96,1:1,4:1,7, для миристата— 93,6:5,2:1,2, для пальмитата—98,3:0,8:0,8, для стеарата—98,6:0,6:0,8. Поэтому наиболее чистыми продуктами в случае получения моноэфиров сахарозы по методике, предложенной L. Osipow, будут монопальмитат и моностеарат. Для лаурата и миристата сахарозы харак-. терно присутствие значительного количества полиэфиров.

С целью получения моноэфиров J. Zajic и М. Bares описали способ стабилизации моноэфиров сахарозы с жирными кислотами в реакционной смеси. Способ основан на том, что реакция останавливается разложением ката-

лизатора водными растворами веществ кислотного ха-; рактера: фталевой кислоты, кислого фталата калия, му-; равниной кислоты и др. ;

В работе А. Р. Меннинга отмечается, что наличие влаги весьма существенно влияет ла выход продукта реакции, a L. Osipow и соавторы указывают как на обязательное условие па наличие совершенно сухих исходных веществ для получения эфиров сахарозы. Наряду с этим о положительном влиянии влаги в небольшом количестве указывает А. Р. Меннинг. Он установил, что присутствие 0,1% воды способствует процессам омыления не только Диэфира, содержание которого уменьшается (с 59,2 до 37,6%) при одновременном увеличении содержания монопроизводного, но и метилстеарата, относительное количество которого (против расчетного) также уменьшается более чем на 15%. По-видимому, в присутствии влаги и в условиях щелочной среды, создаваемой растворителем и карбонатом калия, происходят реакции (по А. Р. Меннингу): а) частичный гидролиз диэфира; б) разложение метилстеарата:

СпПзбСООСНз + Н2О в щелочной среде С17Н35СООН + СНзОН.

Выделяющаяся стеариновая кислота в присутствии К2СО3 образует стеарат калия:

2С,7Н35СООН + К2СО3 = 2С,7Н35СООК + Н2О + СО2.

Указанные реакции подтверждаются присутствием в конечном продукте значительных количеств стеариновой кислоты и стеарата калия.

Протекающий наряду с омылением дистеарата сахарозы процесс омыления метилстеарата сокращает количество одного из основных реагентов и тем самым приводит к снижению общего выхода эфира. Проведенные синтезы с добавлением воды (0,1%) после 12 ч нагревания с последующим нагреванием в течение 3 ч при атмосферном давлении показали, что содержание моностеарата возрастает, а количество дистеарата соответственно уменьшается. Таким образом, отрицательное влияние влаги сказывается в начале процесса, положительное — в конечной его стадии. Однако J. Novak, J. Hanmer, М. Ranny, J. Prachar рекомендуют удалять воду из реакционной среды путем отгонки ее со смесью гексана и дихлорэтана в соотношении 2:1, а реакцию переэтерификации проводить в безводной среде во избежание побочных реакций.

Выбор растворителя и его токсикологическая оценка. Выбор растворителя для проведения реакции получения жиросахаров имеет очень важное значение. Растворитель должен удовлетворять следующим требованиям: хорошо растворять исходные продукты — сахарозу и метиловый эфир жирной кислоты при температуре около 100° С; обладать высокой полярностью, чтобы обеспечить необходимую скорость реакции; не вступать в реакцию взаимодействия с реагирующими веществами и катализатором и не способствовать разложению синтезируемого вещества. К числу необходимых свойств относятся также малая токсичность растворителя и невысокая стоимость.

Указанным требованиям отвечают преимущественно два растворителя — диметилформамид (ДМФА) и диме- тилсульфокспд (ДМСО), которые впервые применил для получения эфиров сахарозы L. Osipow с сотрудниками.

Кроме этих растворителей, S. Komori, М. Okahara, Н. Niisuhi предлагают другие азотсодержащие соединения: ацилпирролидин, ацилпиперидин, ацилпиридин, ацилморфолин, хинолин (К. Hess, Е. Messmer), пиридин (В. Harris), смесь растворителей — пиридин с хлороформом (Н. Manneck).

В 1961 г. G. Curtis получил патент на производство эфиров сахарозы реакцией обмена в ксилоле. Выход эфиров сахарозы составил 90—96%,в котором содержание моноэфира сахарозы 92—98%.

В случае получения эфиров сахарозы в гетерогенной системе весовое соотношение полярного растворителя (ДМСО, ДМФА) и углеводорода (бензин) составляет 2:1 или 2,5:1 (R. Ismail, Н. Simons).

Количество растворителя, введенного в реакцию, существенно влияет на высокое соотношение образующихся эфиров сахарозы. При получении моноэфира сахарозы отношение ДМФА к сахарозе обычно составляет 3,3 объемных части на 1 весовую часть ее. Если же эта пропорция изменится и будет 2,3:1, а соотношение других веществ останется постоянным, то в результате реакции через 7 ч образуется 26,7% моноэфира сахарозы, а диэфи- Ра — 8,7%. При увеличении времени до 14 ч количество Моноэфира возрастет (L. Osipow, F. Snell, W. York, A. Finchler), а диэфира сахарозы — уменьшится до 7%. Сложные эфиры сахарозы, синтезированные в среде ди- Метилформамида, содержат, как правило, некоторое коли-

чество растворителя. Хотя вакуумная сушка заметной снижает его содержание, все же часть ДМФА остается,Я и удалить следы его очень трудно. Следует учитывать! присутствие в ДМФА небольших количеств метилформ-Я амида, который вызывает ряд побочных реакций с об-Я разованием темноокрашенных веществ невыясненного! состава. Последние сильно затрудняют очистку конечно-Я го продукта и снижают его выход (А. Р. Меннинг). ■

Для определения токсичности днметилформамид до-! бавлялся в рацион крыс в концентрации 0,03 и 0,3 г/кг в 1 течение 28 дней. Наблюдения велись на протяжении я 90 дней. За этот период'не было отмечено летальных ! случаев; общее состояние животных было удовлетвори- I тельным, по внешнему виду они не отличались от кон- 1 трольных животных. Со стороны желудочно-кишечного | тракта никаких изменений также не было заметно. При- 1 рост веса подопытных и контрольных крыс был одинако- 1 вым. Патологоанатомическим исследованием во внутрен- I них органах не обнаружено отклонений. Наряду с этим I констатировалась очень легкая форма стеатоза печени и | наблюдались изменения в почках. На основании этих ис- 1 следований L. Nobile делает вывод, что диметилформ- I амид, употребляемый в дозах 0,03—0,3 г/кг, не токсичен I для крыс. Если учесть, что самое малое количество I ДМФА соответствует тому максимальному содержанию, ! которое находилось в образцах эфиров сахарозы, состав- Я ляющих 25 % всего пищевого рациона животных, то можно Я предположить, что такие дозы диметилформамида прак- Я тически безвредны. Исследования К. Лобановой показы- Я вают, что пары ДМФА все же отрицательно влияют на организм человека. Несмотря на экспериментально установленную безвредность ДМФА в малых дозах, при приготовлении фармацевтических препаратов содержание его должно быть еще меньше, и необходимо обеспечить надлежащую проверку эфиров сахарозы на содержание следов растворителя. Поэтому ведутся поиски ; менее токсичного и более полно удаляемого растворите- 1 ля. В связи с этим большой интерес представляет способ 1 получения эфиров сахарозы в отсутствие растворителей, который предлагают R. Feuge, Н. Beringue, Т. Weiss п М. Brown.I

Катализатор. Получение сахарозы, этрифицирован- нон высшими жирными кислотами, связано с применением катализатора, выбор которого определяется химиче-

сними свойствами сахарозы. М. Ranny и J. Novak указывают, что при нагревании сахарозы с кислотами происходит ее инверсия, а при дальнейшем нагревании возможно образование глюкозы и фруктозы, оксиметил- фурфурола, муравьиной кислоты, левулезы и гуминовых веществ. Однако сахароза достаточно устойчива к действию щелочных агентов. Поэтому в качестве катализаторов могут быть использованы гидроокиси щелочных металлов или их углекислые соли, среди которых наиболее распространены безводный карбонат калия, гидроокись натрия и в некоторых случаях метилат натрия и соли жирных кислот, которые применяются при синтезе эфира. Применение гидроокисей щелочноземельных металлов неудобно, так как образуются нерастворимые сахараты.

Выбор концентрации катализатора в реакционной смеси имеет большое значение, так как увеличение количества щелочи (или К2СО3) способствует образованию мыла, уменьшая тем самым содержание в реакционной см^си метилового эфира жирной кислоты. Если в качестве катализатора применяется карбонат калия, то его берут обычно 0,1 моля в расчете на 3 моля сахарозы и 1 моль алкилового эфира жирной кислоты. Увеличение количества К2СО3 на 50% приводит к уменьшению скорости реакции.

Способы очистки. Первые методы синтеза эфиров сахарозы не обеспечивали получения достаточно чистых моно- или диэфиров, и в настоящее время товарные продукты, например монопальмитат сахарозы, выпускаемый итальянской фирмой «Ledoga», содержит в своем составе 2,02% метилпальмитата, 0,0116% ДМФА и 36% золы, образующейся в результате сжигания пальмитата калия. Поэтому поиски эффективных способов очистки сахарозы разрабатываются многими авторами. Почти все эти методы основываются на извлечении жиросахаров соответствующими растворителями из остатка, полученного после удаления летучих веществ из реакционной массы.

В работах А. Р. Меннинга отмечается, что с помощью экстракции соответствующими растворителями и в определенных условиях можно достичь извлечения отдельных компонентов смеси (моно- и диэфиров сахарозы, алкиловых эфиров высших жирных кислот и свободных кислот) или одновременно всех компонентов смеси с последующим разделением.

Предлагаемые различными исследователями методи- ки отделения эфиров сахарозы и высших жирных кислот от остальной массы (после предварительной отгонки ди- метилформамида) состоят в следующем.

По L. Osipow, F. Snell, W. York , и A. Finchler, сухой остаток, содержащий 54% сахарозы, 1—2% К2СО3 и 45% эфиров сахарозы, растворяют в воде с последующим добавлением 5% раствора хлорида натрия. Смесь нагревают до 80—90° С и выдерживают при этой температуре до ■ отделения эфира сахарозы в виде слоя, который сушат, и ; эфиры сахарозы извлекают н-бутанолом. После отгонки растворителя получают смесь, состоящую из 90% моноэфира сахарозы и 10% побочных продуктов (диэфир сахарозы, мыло и не вступивший в реакцию метиловый эфир жирной кислоты). Для получения чистого моноэфира сахарозы рекомендуется низкотемпературная (—20°С) кристаллизация из ацетона. В 1957 г. L. Osipow, F. Snell и A. Finchler предложили использовать дихлорэтан для извлечения эфиров сахарозы. По данным J. Barcley, после удаления растворителя и высушивания реакционной массы к остатку добавляют воду (0°—5°С) и подкисляют H2SO4, СН3СООН, SO2 или СО2 до pH 3,0—4,0. Выпадающий в осадок эфир сахарозы отделяют, промывают во- , дой, сушат над Р2О5 и кристаллизуют из дихлорэтана. ;

Особенностью предложенного метода выделения V. D’Amato конечного продукта состоит в том, что после удаления ДМФА остаток суспендируют в воде с целью , отделения К2СО3, а не вступивший в реакцию метиловый эфир жирной кислоты извлекают петролейным эфиром. : Остаток растворяют при 45° С в смеси н-бутанола и цик- , логексана (1:1). Полученный раствор промывают водой и 20% раствором хлорида натрия и обесцвечивают об- . работкой активированным углем. После удаления растворителей продукт реакции — жиросахар высушивают. . Существенным недостатком данной методики очистки , является то, что не все эфиры сахарозы и высших кислот - нерастворимы в воде. Так, например, моноэфиры сахарозы и высших жирных кислот с числом углеродных атомов Сю—Си и моноолеат сахарозы в воде растворяются. Следовательно, первая стадия отделения К2СО3 в виде водного раствора от продукта реакции для данных эфиров сахарозы неприемлема.

Н. Hopkins и L. Small для выделения моноэфира сахарозы предлагают после удаления ДМФА и растворения

остатка в воде извлекать их н-бутанолом с последующей его отгонкой. Сухой остаток кристаллизуют из ацетона. Авторы отмечают, что выход нужного соединения составляет лишь 17% и продукт реакции горький на вкус (предполагается наличие мыла, которое не растворяется в ацетоне). Моно- и диэфиры сахарозы рицинолевоп н 12-ме- токсиоленновой кислот К. Mihara и K.Tokaoka очищали последовательной экстракцией их метиловых эфиров петролейным эфиром, а эфиры сахарозы — ацетоном (при этом сахароза не экстрагируется и может быть возвращена в производство). После удаления ацетона жиро- сахар высушивают в вакууме.

Очистка сложных эфиров сахарозы и стеариновой кислоты описана в i960 г. А. Р. Меннингом. Суть его метода заключается в том, что сухой остаток последовательно обрабатывают водой при 15—25° С и этиловым спиртом для извлечения метилового эфира жирной кислоты, а моностеарат и дистеарат сахарозы высушивают. Особенность и ценность данной методики в том, что используется нетоксичный, доступный растворитель — этиловый спирт. Кроме того, в начальной стадии очистки извлекается сахароза, которая после кристаллизации снова может быть возвращена в производство. В 1967 г. эта методика модифицирована. После отгонки ДМФА остаток обрабатывают горячим этанолом при 75—78°, фильтруют, охлаждают до 20°, осадок отделяют и суспендируют в дихлорэтане для удаления непрореагировавшего ме- тилстеарата. О выделении эфиров сахарозы этанолом в зависимости от температуры охлаждения (которая определяется длиной углеродной цепи жирной! кислоты) сообщается во французском патенте фирмы «Ledoga» за 1963 г-

Метод выделения моно- и диэфиров сахарозы и алифатических монокарбоновых кислот, содержащих более 8 атомов углерода, предложил В- Thompson. Согласно его сообщению, после отгонки ДМФА из реакционной массы непрореагировавшую сахарозу и оставшийся растворитель удаляют обработкой водой с последующим рас- дворением твердого остатка в органическом растворителе (например, в амилацетате). Водную фазу отделяют, а верхнюю после промывки несколько раз водой упарива-- Ют и остаток высушивают азеотропной отгонкой воды с амилацетатом. Однако в конечном продукте, по сведениям автора, содержится до 2% ДМФА. В японском патен-

те (К. Kijemia) изложен способ удаления ДМФА до ; содержания менее 0,1% методом двухстадийной тонко-' пленочной выпарки. V. Babayan рекомендует продукт! реакции дважды промывать 15% водным раствором хло-5 рида натрия при 80—90°С и этим отделять эфиры сахарозы от мыла, сахарозы и щелочи. Слой, содержащий ; жиросахар, сушат в вакууме, экстрагируют горячим аце- i тоном, из которого выделяют чистый эфир сахарозы. j

При очистке дилаурата сахарозы М. Berger предло-) жена экстракция бутанолом с последующим промыва- i нием экстракта 10%водным раствором хлорида натрия. ; После упаривания в вакууме остаток, нерастворимый в ; ацетоне, отделяют, фильтрат снова упаривают до сиропообразной консистенции и сушат.

В последние годы были сделаны попытки заменить бутанол ксилолом (L. Osipow), толуолом, смесью этил- , ацетата и бутанола в соотношении 4:1 (N. Tucker), этил- • ацетатом (пат. «Ledoga» № 624273), амилацетатом s (В. Thompson, М. Hammond), метилизобутилкетоном 1 (Т. Davis), дихлорэтаном (L. Osipow), смесью бутанола ) и циклогексана (пат. «Ledoga» № 1336655). S. Komori, ; Н. Niisuhi и М. Okahara предлагают удалить непрореа- : гировавший метиловый эфир жирной кислоты н-гексаном, ’ а эфиры сахарозы извлекать ацетоном с последующей пе- 1 рекристаллизацией.С. Crampton, F. Schild и R. Wicker, ' использовавшие при получении эфиров сахарозы диметил- : сульфоксид, рекомендуют извлекать жиросахар горячим : ацетоном или метилэтилкетоном. При охлаждении из ^‘ экстракта выпадает продукт реакции, содержащий все| же значительное количество примесей — около 25% саха- розы и 1 % метилового эфира жирной кислоты.’

J. Zaijic, М. Bares и В. Auerswald при очистке моно- и диэфиров сахарозы лауриновой и стеариновой кислот ", использовали смесь растворителей гексан — дихлорэтан < в объемном соотношении 2:1. Этой смесью экстрагируют ’ не вступившие в реакцию метиловые эфиры жирных кислот. При очистке моно- и диэфиров сахарозы олеиновой и линолевой кислот их метиловые эфиры удаляют с помощью н-гексана. Конечный продукт реакции троекратно кристаллизовали из ацетона при 10°С. Чистота товарного продукта составляет 95—98%.

Сложные эфиры сахарозы и жирных кислот с числом углеродных атомов меньше 10 являются веществами, которые не кристаллизуются. Получение и выделение таких 44

эфиров (пропионовой и изомасляной) описано G. Toney, И. Davis и R.Goins.

По этой методике сначала отгоняют в вакууме не вступивший в реакцию метиловый эфир жирной кислоты, а оставшийся продукт растворяют в толуоле. Смесь промывают водным раствором щелочи и водой до нейтральной реакции и растворитель затем удаляют в вакууме.

J. Hanmer, J. Novak, М. Ranny и J. Prachar патентуют способ выделения эфиров сахарозы и жирных кислот (Сб—Сзо) путем извлечения их из реакционного раствора (после удаления сахарозы) смесью растворителей. Так, в случае монопальмитата сахарозы первоначально из реакционной массы экстрагируют гексаном не вступивший в реакцию метилпальмитат. Затем удаляют ДМФА и к остатку добавляют смесь гексана с дихлорэтаном. Получаемый после центрифугирования прозрачный раствор сушат в вакуум-выпарной установке. Конечный продукт содержит: монопальмитата сахарозы—78%, дипальмитата сахарозы—11%, сахарозы — 8%; остальное— ДМФА и метилпальмитат. Окончательная очистка, т. е. выделение чистого монопальмитата сахарозы, проводится смесью ацетон — гексан (2:1), которую прибавляют к выделенному продукту в соотношении 15:1. Аналогично выделяют мономиристат. Монолаурат кристаллизуют из ацетона, содержащего 5% воды при 2° С.

Помимо исследований, направленных на извлечение жиросахаров из реакционной смеси, в 1962 г. появились исследования Т. Mori, имеющие целью разработать процесс выделения не вступившей в реакцию сахарозы с целью повторного использования ее. Эти методы базируются на различной растворимости сахарозы и ее эфиров в смеси растворителей, состоящей из 40% толуола в ДМФА. В такой смеси эфиры сахарозы растворяются и углевод выпадает в осадок.

Из приведенных работ видно, что подбор растворителей для выделения жиросахаров имеет решающее значение. Однако использование многих предложенных растворителей не является удачным, поэтому нельзя не согла- ситыся с критической оценкой некоторых растворителей, данной А. Р. Меннингом. Автор считает, что при использовании н-бутанола и ацетона имеют место потери эфиров сахарозы за счет неполноты растворения, чему, как установлено, мешает присутствие сахарозы. Применение смеси этилацетата и н-бутанола улучшает процесс

экстракции, но не настолько, чтобы этот метод получил промышленное использование. Недостаток ксилола, рас- творящего около 8% эфиров сахарозы, состоит в том, что удаление этого высококипящего растворителя затруднительно. Кроме того, смесь ксилола с водой образует стойкие эмульсии, разрушение которых с помощью деэмульгаторов (солей, кислот и т. п.) практически исключает возвращение в процесс производства не вступившей в реакцию сахарозы из-за ее загрязнения и инверсии. J Использование дихлорэтана для извлечения эфиров са- ’ харозы требует большого его количества (20 л на 1 кг 1 продукта) и специальной аппаратуры для отгонки- '

Смесь н-бутанола и воды применять не следует, с одной стороны, из-за большой растворимости н-бутанола в воде (9% при 15°) и воды в бутаноле, а с другой — вследствие незначительной растворимости в бутаноле эфиров сахарозы (моно- и дистеарата сахарозы около 1,5% при 20° С). Все это вынуждает вести экстракцию последних при повышенной температуре, что приводит к дополнительным потерям вещества. Предложено проводить обработку смеси, оставшейся после отгонки ДМФА, ледяной водой, подкисленной до pH "3,0—4,0. Это связано с необходимостью разложения стеарата калия, образующегося в присутствии следов воды, и замедления инверсии сахарозы, протекающей с достаточной скоростью в кислой среде. Однако этот метод очистки нельзя признать экономически целесообразным, так как охлаждение воды требует устройства холодильной установки и термоизоляции аппаратуры.

Таким образом, большое число предложенных методов синтеза и очистки сложных эфиров сахарозы и высших жирных кислот несовершенно. Они не разрешают проблемы максимального использования исходных продуктов и достаточно полного выделения жиросахаров, а также возврата в повторный процесс непрореагировавших веществ. Различные растворители, предлагаемые для экстракции, не всегда сочетают в себе качества, необходимые для обеспечения чистоты получаемого продукта (многие из них токсичны — бензол, толуол, ксилол, дихлорэтан, гексан, н-бутанол п др.). Результаты очистки в большинстве случаев не вполне удовлетворительны—синтезированные вещества содержат определенные количества нежелательных примесей. Поэтому необходимо дальнейшее совершенствование этих процессов.

Анализ эфиров сахарозы и высших жирных кислот

Из-за наличия в молекуле сахарозы 8 гидроксильных групп ее взаимодействие с метиловыми эфирами жирных кислот, как указывалось выше, может привести к образованию ряда моно-, ди- и полиэфиров. Технология получения эфиров сахарозы такова, что в конечном продукте реакции наряду с преобладающим количеством моноэфира всегда присутствуют ди- и полиэфиры, исходные вещества и побочные продукты реакции. Из этого вытекает потребность анализа получаемых эфиров сахарозы, особенно если они предназначены для применения в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Методика анализа эфиров сахарозы и высших жирных кислот, а также сахароглицеридов описана М. Roussos. В работах отечественных (В. С. Варламов, Г. И. Оятева, Н. И. Ишутина) и зарубежных авторов (Е. Kroller, J. Novak, J. Haumer, М. Ranny, J. Prachar, J. Zajic, B. Auerswald, M. Bares) приводятся методики определения таких аналитических показателей, как число омыления, кислотное, йодное и гидроксильное число, угол вращения плоскости поляризации п др. Анализ жиросахаров, основанный на разделении их на сефадексе LH-20 в сочетании с последующим колориметрическим определением описан К. Konishi, Н. Inoue и Н. Taniguchi. С помощью методики ВТУ № 18/1764, разработанной сотрудниками Ленинградского Всесоюзного научно- исследовательского института жиров (ВНИИЖ) и утвержденной Государственным комитетом пищевой промышленности при Госплане СССР, определяется в конечном продукте реакции процентное соотношение моно- п диэфира сахарозы.

Определение содержания моно- и диэфиров сахарозы. Сущность методики определения содержания моно- и диэфиров сахарозы состоит в определении эфирного числа, теоретически рассчитанного и фактически найденного. Так, вычисленное эфирное число для моностеарата сахарозы равно 92,2, а для дистеарата—128,2. Фактически найденное эфирное число исследуемого продукта обозначается через А (А = число омыления — кислотное число). Используя эти данные, составляют уравнение:

92,2х + 128,2(100 —х) = А • 100,

где х — процент моностеарата сахарозы, (100—х)—

пооцент дистеарата сахарозы. Найденные значения х и (100 — х) следует отнести к остатку, полученному от вычитания из 100 суммы процентов всех остальных компонентов. Истинное содержание моностеарата сахарозы в процентах вычисляют по формуле:

% моностеарата сахарозы = -^^ ^х‘ "*" *2™—Л-i™*}.!—х,

где Xi — процент влаги, х2 — процент свободной стеариновой кислоты, х3 — процент стеарата калия, х4 —процент свободной сахарозы. Путем замены в приведенной формуле х на (100 — х) вычисляют процент дистеарата сахарозы.

Установление состава жирных кислот. Газо-жидкостной хроматографией (ГЖХ) метиловых эфиров жирных кислот можно установить количественный и качественный состав углеводородной части молекулы эфира сахарозы, а также проследить, не происходит ли его структурное изменение в процессе синтеза, весь ли продукт вступил в реакцию и т. д. Сущность методики, описанной М. Roussos, заключается в омылении продукта реакции и этерификации образовавшихся свободных жирных кислот метанолом в присутствии серной кислоты.

Ультрафиолетовая спектрофотометрия позволяет определить жирные кислоты, имеющие две или больше двойных связей, после их изомеризации в сопряженную систему. Так, в гликолипиде, выделенном из соевого масла, установлено присутствие 32% линолевой и 8% линоленовой кислот. Максимум поглощения для этих кислот после их изомеризации находится в границах от 223 до 268 нм (линолевая кислота К2зз=94,0; линоленовая кислота

к2зз = 63,2 и К268 = 74,2; к = Ei0-1 %.

Однако количественное определение жирных кислот по этому методу требует предварительного выделения их в чистом виде, поэтому метод ГЖХ более предпочтительный. В заключение следует указать, что с помощью тонкослойной хроматографии можно установить примесь метиловых эфиров жирных кислот в образцах жиросахаров.

Неорганические примеси. Неорганической примесью исследуемых образцов является главным образом карбонат калия, используемый в качестве катализатора. В слу-

чае применения в процессе выделения раствора хлорида натрия возможно и его присутствие. Кроме того, если данные продукты предназначаются для пищевых и фармацевтических целей, необходимо также4 определить в них тяжелые металлы. Все эти примеси устанавливаются общепринятыми методиками.

Определение стеарата калия в отечественном продукте, выпускаемого Ленинградским химико-пищевым комбинатом под названием «Стеараты сахарозы», производится следующим образом. К навеске продукта (0,4—0,5 г), взвешенной на аналитических весах и помещенной в коническую колбу емкостью 250 мл, последовательно добавляют 100 мл горячей (80—90°С) дистиллированной воды, смесь нагревают на песочной бане почти до кипения, добавляют 8—10 капель 1 % спиртового раствора фенолфталеина и горячий (80—90°С), слегка мутный раствор титруют 0,1 н раствором соляной кислоты до исчезновения окраски.

Содержание стеарата калия (х3) вычисляют по формуле:

_ 322,5 • и ■ Т ■ 100 _ 884,3 -и - Т Хз ~ 36,47 ■ Р - Р

где 322,5 — молекулярный вес стеарата калия, 36,47 — молекулярный вес хлористого водорода, и — количество миллиметров 0,1 н. раствора соляной кислоты, пошедшее на титрование, Т— титр 0,1 н. раствора соляной кислоты, Р— навеска продукта (в граммах).

Органические примеси. Из органических примесей в конечном продукте могут быть исходные вещества — свободная жирная кислота, метиловый эфир жирной кислоты и сахар. Методики определения приводятся ниже.

Определение свободной стеариновой кислоты производят по кислотному числу образца продукта. С этой целью навеску препарата (0,5—0,7 г) растворяют в 25 мл нейтрального этилового спирта и нагревают до 45—50°С. Полученный раствор титруют 0,1 н. водным раствором едкого кали в присутствии 5 капель 1 % спиртового раствора фенолфталеина. Кислотное число (к. ч.) вычисляют по формуле:

к ч - у -5'611 К

Р ’

где и —количество миллиметров 0,1 н. раствора КОН, пошедшее на титрование, 5,611 — количество миллиграм-

мов KOH, содержащихся в 1 мл 0,1 н. раствора КОН,, К— поправка к титру, Р — навеска продукта (в грамЗ мах). I

Вычисление содержания свободной стеариновой кис-| лоты в процентах (х2) производят по формуле: I

где 284,5 — молекулярный вес стеариновой кислоты, 56,11 — молекулярный вес КОН.

Определение числа омыления. Число омыления определяют с помощью 0,5 н. спиртового раствора КОН (5 мл) путем нагревания взятой навески (0,5—0,7 г) в колбе с воздушным холодильником в течение 1 ч при непрерывном кипении. По окончании нагрева раствор титруют 0,5 н. водным раствором соляной кислоты в присутствии 3—5 капель 1 % спиртового раствора фенолфталеина.

Число омыления (ч. о.) вычисляют по формуле: ।

„ 0 _ (v-щ) • 28,055 • К ' ' Р

где и —количество миллилитров 0,5 н. раствора НС1, пошедшее на титрование контрольной пробы, yt — количество миллилитров 0,5 н. раствора НС1, пошедшее на титрование пробы с навеской, К—поправка к титру 0,5 н. раствора соляной кислоты; Р— навеска продукта (в граммах).

Общее содержание жирной кислоты (М. Roussos) определяют путем омыления вещества с помощью спиртового раствора 0,5 н. едкого кали, экстракции эфиром, испарения и взвешивания. Свободную жирную кислоту (кислотность) определяют титрованием 0,1 н. спиртовым раствором едкого кали в присутствии фенолфталеина. Для растворения навески продукта реакции используют смесь растворителей: этиловый спирт 95° —этиловый эфир — дистиллированная вода в соотношении 25:75:15.

Жирную кислоту, находящуюся в виде метилового эфира, определяют путем омыления с помощью едкого натра и последующей дистилляцией метанола и определением его по окисляемости 0,1 н. раствором КМпО4 в щелочной среде. Связанную жирную кислоту (т. е. находящуюся в моно- и диэфире) находят путем вычитания из общего содержания жирной кислоты в про-

дукте суммы свободной жирной кислоты и жирной кислоты в виде метилового эфира.

Определение свободной сахарозы. Навеску вещества (около 5 г), взятую на аналитических весах, растворяют при нагревании до 50--60°С в смеси 40 мл н-бутапола и 40 мл 10% водного раствора хлорида натрия. Раствор переносят в делительную воронку и промывают спиртовой слой еще один раз 25 мл 10% водного раствора хлорида натрия, сливая его в воронку с водным слоем. Водные вытяжки трижды промывают порциями по 25 мл н-бутанола. Промытые водные .вытяжки переносят в мерную колбу емкостью 100 мл. доводят объем до метки дистиллированной водой и определяют содержание сахара на поляриметре с длиной трубки 2 дм.

Содержание свободного сахара в процентах (Х4) в образце вычисляют по формуле:

100 - а |пп _ 75,2а ,

где а — угол вращения сахарного раствора, найденный на поляриметре, 2 —длина поляриметрической трубки в дециметрах, Р— навеска веществ (в граммах), 66,5 удельное вращение сахарозы.

Сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института жиров разработан, кроме указанной выше методики, и химический метод, основанный на предварительной инверсии сахарозы (метод Макэна и Шоорля). М. Roussos предлагает производить определение общего сахара после омыления вещества и экстрагирования общей жирной кислоты. Водная часть содержит весь сахар, содержание которого можно определить классическим методом Бертрана.

Другую группу органических примесей составляют такие растворители, как диметилформамид или диметилсульфоксид, метанол, образующийся в процессе реакции, и растворители, используемые для экстракции и очистки эфиров сахарозы — бутанол, дихлорэтан, ацетон и др.

Наличие диметилформамида можно установить, например, колориметрическим методом, в виде диметилдитиокарбамата меди (М. Roussos) и с помощью инфракрасной спектроскопии (М. Roussos и J. Zajic). Вообще качественный и количественный состав растворителей легко определяют методом ГЖХ.

113,61,41,9%12,4%1,0%13,8% Нет113,61,41,9%12,4%1,0%13,8% Нет

113,6

1,4

1,9%

12,4%

1,0%

13,8% Нет

113,6

1,4

1,9%

12,4%

1,0%

13,8% Нет

Содержание растворителя в стеарате сахарозы, согласно методике ВНИЙЖ, определяется путем высушивания навески продукта (20-25 г) до постоянною вес; в вакуум-сушильном шкафу при 50°С и остаточном дав лении 10—20 мм рт. ст. Содержание растворителя в про центах (х) вычисляют по формуле:

у _ 100 (Р-РП

Р ’

где Р— навеска продукта (в граммах), Р\—вес продук та (в граммах), высушенного до постоянного веса. Со держание влаги (х0 определяют аналогичным методом навеска составляет около 5 г.

ТАБЛИЦА 13. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЖИР0САХАР0В1

Эфир сахарозы

Число - омыления

Кислотное число

Гидроксильное число

Йодиое число

Монолаурат

108,0

о,1

738,2

Дилаурат

159,9

0,2

468,2

—

Монолинолеат

94,2

0,3

644,0

62,1

Дилинолеат

127,2

0,25

389,2

116,4

Моиоолеат

94,0

0,4

' 641,8

41,2

Диолеат

127,0

0,3

389,5

57,3

Моностеарат

93,3

0,3

639,5

—

Дистеарат

128,9

0,1

391,0

—

Следует отметить, что аналитические показатели жи- 5 росахаров, полученных различными исследователями, .* естественно, отличаются, поскольку использовались различные методы очистки, условия проведения реакции 1 и др. Так, жиросахара, полученные в ЧССР, имеют, по ; данным J. Zajic, В. Auerswald, М. Bares, следующие пока- - затели (табл. 13).

Показатели продукта этерификации сахарозы стеари- ' новой кислотой (для моно- и диэфира), полученные в ла- : боратории ВНИЙЖ, приводятся в табл. 14.(

В СССР налажено промышленное производство эфи- ) ров сахарозы и высших жирных кислот, главным обра- ] зом стеаратов сахарозы, на Ленинградском химико-пи- | щевом комбинате. Продукт под названием «Стеараты са- i харозы» имеет следующие показатели:1

Эфирное число Кислотное число Стеарат калия Свободный сахар . Содержание влаги . Содержание метилстеарата Днметилформамид .

Дихлорэтан

ТАБЛИЦА 14. ПОКАЗАТЕЛИ ПРОДУКТА ЭТЕРИФИКАЦИИ САХАРОЗЫ СТЕАРИНОВОЙ КИСЛОТОЙ (ПО ДАННЫМ А. Р. МЕННИНГА)

Состав продуктов

Кислотное число

Эфирное число

Гидроксильное число

найдено

числено

найдено

вычис-

найдено

вычислено

1. Моностеарат са

харозы (моно

стеарат сахарозы 84—83%, ди

стеарат сахарозы 14—17%, стеариновая кисло

та 2—3%)4—6096—9892,2 610—622 645,2

2. Дистеарат сахарозы (дистеарат сахарозы 87— 92%, моиостеа- рат сахарозы 5—7%, стеариновая кислота

2—4%)4—8 0 124,5—126,1128,2 400—410 382,4

Выпускаемый продукт находит применение в парфюмерно-косметической промышленности.

Физико-химические свойства эфиров сахарозы и высших жирных кислот

Температура плавления. Определение температуры плавления для вспомогательных веществ в технологии лекарственных форм (мазей, эмульсий) имеет важное значение. Так, например, употребляемые в качестве мазевых основ жиры должны иметь температуру плавления в интервале 34—51° С. Для некоторых парафинов она изменяется в пределах 37—70° С, для восков — в пределах 60—92°С. Если мазевая основа состоит из различных

ТАБЛИЦА 15. ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ЭФИРОВ САХАРОЗ: ОДНООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ кислот

Жиросахар

Углеводородный радикал

Температура плавления, °C

Моноэфиры сахарозы

Капрннат са

С9Н19СО-

98—100°**

харозы

Лауринат саха

СцНгзСи—

92—94°; 82—88°;

розы

90—91°; 89—92°

Миристат са-

С13Н27СО—

92—94°; 65—69°;

67—68°

харозы

Пальмитат са

С15Нз,СО—

60—62°**; 56—63°;

харозы

60—62°

Стеарат саха-

С17Н35СО-

56—60°**; 52—55°;

розы

52—54°

Олеат сахаро

С17Н3зСО-

54—56°**; 50°;

зы

50—54°

Линолеат са-

С17Н31СО—

54—56°; 46°

харозы 12-Оксистеарат

С17Н34(ОН)СО—

58,5—61°

сахарозы

9,10-Диокси-

С17Н33(ОН)2СО-

49—51,8°

стеарат сахарозы

9, 10, 12-Три-

С17Н32(ОН)зСО—

56—60,5°

оксистеарат сахарозы

Лауринат са-

~ харозы

Миристат са-

Днэфиры сахарозы

(С1,Н2зСО-)2

74—77°; 98—99°

(С13Н27СО—)2

102—104°

харозы

Пальмитат са-

(С15Н31СО—)г

108—109°

харозы

Стеарат саха-

(СпНззСО—)2

76—78°**; 109—111°;

розы

55—56°; 66—69°;

Олеат сахаро-

64—67°

(СпН33СО-)2

40—43°**; 44°; 65°

ЗЫ

Линолеат са-

(CnHsiCO—)2

40—43°; 39°

харозы

Октоэфиры сахарозы

а) Насыщенных карбоновых кислот

Ацетат саха-

(СН3СО-)8

72,3°; 67

розы

Пропионат са-

(С2Н5СО-)8

*

харозы

Бутират саха-

(С3Н7СО-)8

*

розы

Продолжение

Жиросахар

Углеводородный радикал

Температура плавления, °C

Каиронат саха

(С5НпСО-)8

*

розы

Каприлат саха

(C7II15CO—)з

*

розы

Капрннат саха

(С9Н19СО-)з

*

розы

Лауринат са

(СцН23СО—)8

*

харозы

Миристат са.

(С,3Н27СО—)з

41—42°

харозы

Пальмитат са

(С15Н31СО—)з

52—53°; 54—55°

харозы

Стеарат саха-

(СпНззСО—)8

57°; 60—61°

розы

5) Ненасыщенных карбоновых кислот

Метакрилат- са

(СН2=ССНзСО—)8

*

харозы

Кротонат саха

(СН3СН=СНСО—)

8*

розы Циннамилат

(С6Н5СН=СНСО—

884°; 86°; 87—88°

сахарозы

Фурилат саха

[СН2=СН-(СН2)з-

90—99°

розыСО—]8

Ундециленат[СН3(СН2)7СН—

сахарозы - СН—СО—]3

Аллилоксикар-(СН2=

бонат саха-СНСН2ОСО—)8

*

розы

* Жидкости.

** Согласно данным автора.

компонентов, то с точки зрения технологии приготовления мазей важно, чтобы ее составные части имели близкие значения температур плавления или давали эвтектические смеси с требуемой температурой плавления. ■

Значение температур плавления синтезированных нами жиросахаров и соединений, для которых данные имеются в литературе, представлены в табл. 15.

Сопоставление температур плавления эфиров сахарозы и одноосновных карбоновых кислот, приведенных в табл. 15, показывает, что имеется довольно значительное отклонение величин. Это можно объяснить различной чистотой продуктов, полученных исследователями. Одна-

.' 58.5—61,6°С. 49,0—51,8°С.56,0—60,5°С.' 58.5—61,6°С. 49,0—51,8°С.56,0—60,5°Скислоты (Н. Simons,*кислоты (Н. Simons,*

.' 58.5—61,6°С

. 49,0—51,8°С

.56,0—60,5°С

.' 58.5—61,6°С

. 49,0—51,8°С

.56,0—60,5°С

кислоты (Н. Simons,*

кислоты (Н. Simons,*

ко общим является то, что момент плавления эфиров сахарозы не наступает резко, поэтому целесообразнее говорить не о температуре плавления, а о начальной точке размягчения, как следует из данных, приведенных в 7 табл. 15. Наличие двойной связи в радикале жирной кис- . лоты обусловливает более низкую температуру плавления (для моностеарата сахарозы 56—60°С, моноолеата

54—56° С, монолинолеата — 46° С). Дальнейшая этери фикация моноолеата сахарозы приводит к образовани продукта воскообразной консистенции. Для эфиров на» сыщенных жирных кислот характерно то, что этерифика-* ция всех 8 гидроксильных групп в молекуле сахарозы ^ понижает температуру плавления: для моно- и октапальмитата она составляет 60°С и 55°С, для моно- и окта- миристата— 67° и 42°. Замещение атомов водорода в углеводородной цепи жирной кислоты на гидроксильную группу существенно не влияет на температуру плавления. Это видно из сопоставления точек плавления жиросаха-

ров — производных стеариновом R- М. Ismail).

12-Оксистеарат сахарозы

9,10-Диоксистеарат сахарозы

9,10,12-Триоксистеарат сахарозы

Анализируя данные температур плавления различных жиросахаров, можно заключить, что между молекуляр- ным строением и температурой плавления существует определенная зависимость. Так, диэфиры сахарозы и насыщенных жирных кислот плавятся при более высокой температуре, чем моноэфиры сахарозы. Однако большинство октоэфиров сахарозы плавится при более низких температурах, чем соответствующие ди- и моноэфиры, что, по-видимому, обусловлено ослаблением когезионных сил взаимодействия между молекулами октаэфиров.

Другая особенность изменения температур плавления ( моноэфиров заключается в том, что точки плавления понижаются с увеличением молекуляного веса, в то время J как для соответствующих свободных жирных кислот наблюдается обратная закономерность.

Наличие двойных связей в остатке жирной кислоты в J молекуле жиросахара способствует понижению температуры плавления, причем увеличение степени ненасыщен- ’ ности приводит к дополнительному уменьшению температуры плавления. Например, для моностеарата сахарозы 56

она составляет 52—60°С, для моноолеата— 54—56°С, для монолинолеата сахарозы — 46° С.

Растворимость. Сложные эфиры сахарозы и высших жирных кислот в зависимости от длины углеводородного радикала, его строения и количества остатков жирной кислоты в их молекулах растворяются различным образом. Растворимость в воде моноэфиров сахарозы и насыщенных жирных кислот, содержащих 10—18 атомов углерода, увеличивается с уменьшением длины углеводородной цепи, причем моноэфиры сахарозы и кислот с 12 атомами углерода и менее хорошо растворимы вводе. К малорастворимым (при 20° С) жпросахарам относятся монопальминат и мопостеарат сахарозы (0,01%). При повышении температуры растворимость указанных эфиров увеличивается, образуется прозрачная гелеобразная масса, которая может содержать более 1 % жиросахара; при охлаждении эфир сахарозы выпадает в осадок. Моноэфиры сахарозы и ненасыщенных жирных кислот (например, олеиновой), в отличие от эфиров насыщенных кислот с таким же числом атомов углерода, хорошо растворяются в воде, образуя при концентрации 5—ю% очень вязкие растворы. Если в углеводородном радикале содержится несколько двойных связей, то такой моноэфир обладает более высокой растворимостью. Так, полученные нами моноэфиры сахарозы и кислот, выделенных из льняного масла, хорошо смешиваются с водой.

Для диэфиров наблюдается аналогичная картина с той лишь разницей, что диэфиры с числом атомов углерода 14 и более растворяются в воде в гораздо меньшей степени, чем соответствующие моноэфиры.

Растворимость моноэфиров сахарозы в алифатических спиртах возрастает с увеличением длины углеводородного радикала в молекуле спирта. Низшие одноатомные спирты растворяют диэфиры сахарозы незначительно. Не растворяются моноэфиры сахарозы и высших карбоновых кислот в алифатических углеводородах— петролейном эфире, гексане, однако как моно-, так и диэфиры сахарозы растворяются в полиэтиленгликоле 400, глицерине, водных растворах углеводов. При 30—40° С жиросахара хорошо растворяются в бензоле: растворимость в нем моностеарата сахарозы составляет 79%, дистеарата — 20,6% (К- И. Орлова, 3. Н. Маркина, Н. А. Петров). Для извлечения эфиров сахарозы из продукта реакции, как было указано выше, наиболее при-

ТАБЛИЦА 16. УГОЛ ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ РАСТВОРОВ ЖИРОСАХАРОВ

Растворитель

этанол

хлороформ

пиридин 1

Эфир сахарозы

концентрация растворов жиросахара-

1,0%

4,1%

0,5%

4,0%

Монолауринат сахарозы

I. Моиоэфнры сахарозы

+42,5°+44,5°+42,3°

Мономиристат сахарозы

+42,2°

+42,9°

Мопопальмитат сахарозы

Моностеарат сахарозы

+39,8°

+39,35°

+40,7°

+ 38,2°

+39,2°

Моноолеат сахарозы

+37,6°

+37,2°

. Монолинолеат сахарозы

—

—

+35,0°

—

II. Дизфиры сахарозы ■

Дилаурннат

сахарозы

—

—

+ 31,0°

+33,2°

Дипальмитат

—

—

—

+ 36,5°

Дистеарат

—

+ 26,2°

—

Диолеат

сахарозы

+47,7°

—

+ 24,0°

+ 37,1°

Дилинолеат

сахарозы

—

—

+22,0°

—

■ III. Октаэфиры сахарозы

. а) Насыщенных карбоновых кислот

Окта ацетат •

сахарозы

+38,36°

—

+59,6°

—

Октапрошшат сахарозы

+57,8°

Октабутират

сахарозы

—.

+46,0°

—

Октакапроиат сахарозы

+38,36°

+33.4°

Октакапролат

сахарозы

—

+ 26.7°

—

Октакаприпат

сахарозы

—

—

+ 19.7°

—

Окталауринат

сахарозы

—

+20,7°

Октамиристат сахарозы

—.

—

+ 18,0°

Продолжение

Растворитель

этанол1

хлороформ |

пиридин

Эфир сахарозы

концентрация растворов жиросахара

1,0%

4,1%

0,5%

4,0%

Октапальмитат сахарозы——+17,4°

Октастеарат сахарозы——+16,9°

б) Насыщенных карбоновых кислот

Октаметакрилат сахарозы——+30,8°

Октакротонат сахарозы——+39,3°

Октаципнамилат сахарозы■——+11,6°

Октафурилат сахарозы——+48,2°

Октаундециленат-

сахарозы——+21,0°

Октааллилоксикар- боиат сахарозы——+39,6°

IV. Пентаэфиры глюкозы

Пентаацетат.

глюкозы——+98,77°

Пентапропннат глюкозы——+61,06°

Пеитабутират глюкозы——+52,04°

Пентаизовалериа- пат глюкозы——+44,28°

Пентаизолвалериа- нат глюкозы——+44,28°

Пентапальмитат

глюкозы——+34,30°

+12,5°

емлемы ацетон и дихлорэтан. Кроме того, моно- и диэфиры сахарозы хорошо растворяются в хлороформе, этилацетате, диоксане, этилцеллосольве, четыреххлористом углероде, толуоле, анилине. В растительных и животных жирах растворимость моноэфира сахарозы невелика: в 100 г подсолнечного масла при 60°С растворяется 0,33 г дистеарата сахарозы, а при 100°С — 0,36 г. Качественная характеристика растворимости эфиров сахарозы приводится С. A. Rhodes и Р. Rovesti.

Угол вращения плоскости поляризации. Величина угла вращения плоскости поляризации [а]о может служить одной из характеристик чистоты продукта. Величины [а]ц20°, взятые из различных литературных источников (К. Hess, Е. Messmer, L. Osipow, F. Snell. W. York, A. Finchler, T. Otake, E. Tamate, J. Zajic, M. Bares), приведены в табл. 16.

ТАБЛИЦА 17. ЗНАЧЕНИЕ pH 0,1% ВОДНЫХ СУСПЕНЗИЙ И РАСТВОРОВ ЖИРОСАХАРОВ (ПРИ 20=С)

Эфир сахарозы

1

j pH

Примечание

Монокаприпат

5,3

Водный раствор s

Монолауринат

6,75

»»

Монопальминат

6,9

Суспензия

Моностеарат

6,65

»

Моноолеат

5,03

Водный раствор

Диолеат

4,85

»»

Дистеарат

7,15

Суспензия

Как видно из табл. 16, величина [а]п20° эфиров сахаро^ зы по мере удлинения углеводородного радикала до оп^ ределенного числа атомов углерода постепенно уменьшав ется, после чего остается неизменной. |

Значения pH водных растворов. Величина кислот^ ности водных растворов жиросахаров представляет интерес прежде всего с точки зрения определения чистоты продукта, так как применение жиросахаров в раз-' личных лекарственных формах в роли вспомогательных веществ требует от них определенной индифферентности.; Величина pH может зависеть от примесей или наличия продуктов гидролитического распада жиросахаров (табл. 17).

Как видно из табл. 17, реакция большинства водных; растворов эфиров сахарозы близка к нейтральной. Моно- и диолеат сахарозы имеют величину pH 5,0 и 4,85.

Электропроводность водных растворов. Определение электропроводности водных растворов жиросахаров представляет определенный интерес с точки зрения выяснения наличия посторонних электролитов, а также оценки гидролитических явлений, которые могут иметь место в данных растворах. Как показывают результаты определений, электропроводность растворов таких образ- 60

цов жиросахаров, как монопальмитат, моностеарат и дистеарат, почти не отличается от электропроводности воды, однако для эфиров сахарозы каприновой, лауриновой и олеиновой кислот имеющиеся отклонения свидетельствуют о наличии в образцах примеси электролитов (табл. 18).

ТАБЛИЦА 18. УДЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ 0,1% ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЖИРОСАХАРОВ*

Эфир сахарозы

Удельная электропроводность, (Ом-см)™1

Монокапринат

7,1 ДО-5

Монолауринат

5,7 ДО-5

Мопопальмитат

1,4 ДО-5

Моноолеат

7,1 ДО-5

Моностеарат •

2,7-Ю"5

Диолеат

3,4 Д0~5

Дистеарат

2,1 ДО"5

* Для растворения применялся дегазированный бидистиллят, имеющий pH 6,3 (20е), х=1,4-10-5 Ом-'см-1.

Вязкость водных растворов. Вязкость, или внутреннее трение, жидкостей характеризует их сопротивление течению. Количественно она определяется величиной касательной силы F, которая должна быть приложена к единице площади сдвигаемого слоя S, чтобы поддержать в этом слое ламинарное течение с постоянной скоростью. Величина вязкости жидкости определяется по формуле Ньютона:

S dx

где Р— напряжение сдвига, поддерживающее течение du

жидкости, — —градиент скорости перемещения слоя жидкости, ц— коэффициент вязкости, характеризующий внутреннее течение жидкости.

Вязкость ПАВ зависит от молекулярного веса, наличия в его молекулах полярных групп, циклов, а также от разветвленности молекул.

В разбавленных суспензиях, эмульсиях и коллоидных растворах вязкость подчиняется уравнению Эйнштейна, согласно которому она линейно возрастает с увеличением

степени объемного заполнения среды частицами и не зависит от размера частиц.

Относительное повышение вязкости среды выражается формулой:

■И = по(1 + аш),

где цо — вязкость дисперсной системы; со — объемная концентрация дисперсной фазы в 1 мл; а — множитель, обусловленный формой частицы. Так, а =2,5 характерна для сферических частиц; для частиц вытянутой формы а > 2,5.

Возникновение в жидкостях пространственных структур из коллоидных частиц и макромолекул резко повышает величину вязкости, которая, в отличие от обычной (ньютоновской), называется структурной. Она резко уменьшается при увеличении давления на раствор, так как это воздействие приводит к разрушению структурных образований. В растворах лиофильных коллоидов вязкость весьма существенно возрастает в зависимости от концентрации, что связано с высокой сольватацией. Резкое изменение внутреннего трения при достижении определенной концентрации ПАВ свидетельствует о начале образования мицелл.

Из изложенного следует, что вязкость коллоидных растворов связана с изменением размеров и формы молекул. а также их сольватируемости. От ее величины зависит скорость растворения веществ. Поэтому определение величины ц часто используется в физико-химическом анализе и при исследовании свойств растворов различных веществ, в том числе и ПАВ. Результаты измерения вязкости растворов жиросахаров могут быть применены для изучения таких свойств, как гидратируемость, образование мицелл, скорость диффузии растворяемого в них лекарственного соединения и др., что непосредственно связано с практическим применением жиросахаров.

Для сравнительной оценки вязкости были приготовлены растворы жиросахаров 0,001; 0,01; 0,05; 0,1 и 0,5% концентрации. Выбор максимальной концентрации определялся наибольшей растворимостью жиросахара. Результаты измерений, представленные в табл. 19, показывают, что вязкость водных растворов жиросахаров в области 0,001—0,1% концентрации по сравнению с водой повышается незначительно (ц ^^ =0,8937 сП)-

Так как мондолеат сахарозы является веществом, хорошо растворимым в воде, то оказалось возможным определить вязкость ее растворов в воде более высокой концентрации. При 20° были получены следующие данные: для 0,5% — 1,2 сП, для 1% — 1,6, для 5% —3,2, для 7% —23,3, для 10%— 32 сП (Ф. А. Жогло).

ТАБЛИЦА 19. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ РАСТВОРОВ ЖИРОСАХАРОВ РАЗЛИЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ (25°С)

Эфир сахарозы

Л (в сП) растворов с концентрацией

0,001%

0,017о

0,05%

0,1%

0,5%

Моностеарат

1,003

1,007

1,009

1,017

—

Моноолеат

1,006

1,008

1,010

1,017

1,202

Монопальмитат

1,008

1,010

1,012

1,028

—-

Поверхностная активность. Эфиры сахарозы и высших жирных кислот, как указывалось выше, относятся к классу неионных ПАВ, в которых гидрофильной частью является молекула сахарозы, а гидрофобной — радикал жирной кислоты. При растворении жиросахаров происходит накопление их молекул на поверхности жидкости, что приводит к снижению поверхностного натяжения.

Ориентацию молекул жиросахаров на границе раздела фаз масло/вода графически можно представить следующим образом (рис. 2).

Формирование адсорбционного слоя происходит более или менее постепенно и тем продолжительнее, чем сложнее и крупнее адсорбирующиеся молекулы. Большой опыт, накопленный при исследовании ПАВ, показывает, что при увеличении концентрации (С) их в растворе поверхностное натяжение снижается до определенного минимума, а затем становится постоянным. Характеристической величиной данного ПАВ служит та концентрация, после которой величина адсорбции (Г) достигает постоянного значения. Ее можно было бы назвать предельной критической концентрацией, которая для разных ПАВ, очевидно, должна быть различной. Указанная зависимость между (Г) и (С) говорит о том, что заполнение поверхностного слоя жидкости молекулами дифильного соединения происходит до тех пор, пока вся поверхность

на границе жидкость — воздух или жидкость — жидкость: не будет занята молекулами ПАВ.

Так как занимаемая молекулой ПАВ площадь на гра-' нице фаз вода — воздух определяется размером ее поляр-j ной части, то для многих соединений жирные кислоты, 1 амиды, спирты с концевыми группами — СООН,— NH2, —СН2ОН она оказывается постоянной (2,05—2,10 нм).

Рис. 2. Расположение молекул жиросахаров иа границе раздела мас- ло/вода.

В соответствии с этим поверхностная активность представителей данного гомологического ряда должна определенным образом зависеть от молекулярного веса. С увеличением длины углеводородного радикала концентрация вещества, необходимая для достижения минимального поверхностного натяжения, уменьшается. Исследования водных растворов солей предельных жирных кислот показали (С. С. Воюцкий), что поверхностная активность этих веществ на границе раствор — воздух в среднем увеличивается в 3,2 раза на каждую группу СН2, причем, если длина цепи жирной кислоты возрастает в арифметической прогрессии, то поверхностная активность увеличивается в геометрической прогрессии. Как будет показано ниже, эфиры сахарозы и высших жирных кислот Сю—Сю предельного ряда также подчиняются правилу Дюкло — Траубе.

«0 е 0- о

X 3 я < О о

«от

<Sg ееа WQH OtS во0, НеВ US_ о л я 2 х 2

я °

8 с sr S с: m С

5 Ef

а

&

о м

о

ъ

1

%0‘S

%0‘1

%9‘0

% Го

%so‘o

%ео'о

%5Ю‘О

%ю‘о

%8Д00'0

%S00‘0

% 100*0

s р,

3 Заказ № 38

В связи с тем что в состав некоторых эфиров сахарозы входят жирные кислоты, имеющие двойные связи (олеат сахарозы, линолеат сахарозы и др.), представляет интерес выяснить влияние двойных связей на поверхност- • ную активность. В данном случае применимо известное

положение о том, что наличие двойных связей в углеводородной цепи молекулы ПАВ приближает его поверх-

ТАБЛИЦА 2L КОНЦЕНТРАЦИИ МОНОЭФИРОВ САХАРОЗЫ, ПРИ КОТОРЫХ ОБНАРУЖИВАЕТСЯ МИНИМАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ (20°С)

Эфир сахарозы

Количество атомов С в углеводородном радикале

Концентрация

%

моль/л

Монокапринат

10

о,1

2-Ю”3

Монолауринат

12

0,05

9,5-10"4

Монопальмитат

16

0,01

1 7-Ю-4

Моностеарат

16

0,01

1,6 ю-4

Моноолеат

18

0,5

8,2-10-3

ностную активность к поверхностной активности молекул с насыщенным радикалом более низкого молекулярного веса. Весьма существенным является также влияние на величину поверхностной активности электролитов. Присутствие электролитов в растворах анионных ПАВ (мыл) ускоряет достижение равновесия поверхностного натяжения и изменяет его. Электролиты в растворах неионных ПАВ почти не влияют на поверхностное натяжение.

Поверхностная активность жиросахаров имеет существенное значение для оценки их эмульгирующей способности, а также для изучения процесса мицеллообра- зования, что тесно связано с проблемой солюбилизации трудно растворимых в воде лекарственных соединений. Поверхностное натяжение водных растворов моноэфиров сахарозы приводится в табл. 20.

Максимальное понижение поверхностного натяжения водных растворов моноэфиров сахарозы и жирных кислот в зависимости от длины углеводородной цепи достигается при следующих процентных и молярных концентрациях (табл. 21).

Данные, приведенные в табл. 21, показывают, что для жиросахаров сохраняется указанное выше правило Дюк- 66

ло — Траубе о взаимозависимости между изменением числа СН2-групп в гидрофобной части молекулы жиросахара и его поверхностной активности. Так, например, для монокаприната сахарозы, имеющего углеводородный радикал с 10 атомами углерода, насыщение адсорбционного слоя на границе раствор — воздух достигается при 0,1 % (2-10^3 моль/л) концентрации, а для монопальмитата сахарозы с 16 атомами углерода соответственно при 0,01% (1,7 • 10^ моль/л), т. е. изменение последней достигается в 10 раз. Таким образом, поверхностная активность жиросахаров на границе раствор — воздух возрастает в 1,5 раза на каждую группу СН2, что соответствует формуле 1,5П, где п— количество групп СН2. Интересно отметить, что для гомологического ряда предельных жирных кислот поверхностная активность увеличивается в 3,2 раза на каждую группу СН2, т. е. в 2 раза больше. Исключение из данного гомологического ряда моноэфиров сахарозы составляет моноолеат (18 атомов углерода в гидрофобной части молекулы, одна двойная связь), поверхностная активность которого приближается к кап- ринату сахарозы, имеющего 10 атомов углерода в цепочке.

С повышением температуры поверхностное натяжение растворов жиросахаров, как и следует ожидать, уменьшается. Так, растворы моностеарата сахарозы в интервале концентраций 0,01 —1,0% имеют поверхностное натяжение при температуре 40°С, равное 50 эрг/см2, при 60°С—33 эрг/см2, при 80°С—28 эрг/см2. Растворы моно- лаурината сахарозы 0,02—0,1% концентрации при 27°С показывают значение поверхностного натяжения 33 эрг/см2 (К. И. Орлова, Э. Н. Маркова, Н. А. Петров).

Интересно отметить, что поверхностное натяжение эфиров сахарозы с ОН-производными стеариновой кислоты (от моно- до тетраоксистеарата сахарозы) колеблется в пределах 31—35 эрг/см2, что свидетельствует о незначительном влиянии ОН-группы на. изменение поверхностного натяжения водных растворов в 0,1% концентрации (Н. Simons).

Полученные L. Osipow с соавт. величины поверхностного и межфазного натяжения растворов моноэфиров сахарозы и лауриновой, миристиновой, пальмитиновой, олеиновой и стеариновой кислот концентрации 1,0; 0,2; 0,1 и 0,05% находятся в пределах соответственно 33,1 — 35,0 эрг/см2 и 5,0—8,4 эрг/см2.

Поверхностное натяжение полуколлоидных растворов моно- и дистеарата сахарозы (полученные А. Р. Меннин- гом) в воде на границе с воздухом и в бензоле на границе с водой при различных температурах исследовали К. И. Орлова, 3. Н. Маркина, Н. А. Петров. Авторы пришли к выводу, что поверхностное натяжение указанных эфиров сахарозы уже при комнатной температуре понижается, а при 60°С их поверхностная активность

выше, чем у моностеарата глицерина.

Критическая концентрация мицеллообразования. При достижении концентрации ПАВ выше определенного значения дифильные молекулы сосредоточиваются в мицеллы— ассоциаты, представляющие собой новую, коллоидную фазу. Эта концентрация получила название критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и является важной константой ПАВ, она была охарактеризована П. А. Ребиндером как «оптимум коллоидности».

Мицеллы для системы масло — вода возникают за счет вандерваальсовых сил между органической фазой и углеводородными цепями молекул, и, таким образом, образуется липофильное ядро мицеллы, которое окружено полярными группами, составляющими ее гидрофильную оболочку. Возникновение таких мицелл приводит к минимуму свободной энергии, т. е. к возникновению устойчивой системы.

На образование коллоидных агрегатов (мицелл) ока-.

зывают влияние такие факторы, как молекулярный вес,1

температура, наличие электролитов и неэлектролитов, концентрация раствора и др. Детально этот вопрос рассматривают в своей работе К. А. Грицкова, Р. М. Панич и С. С. Воюцкий. Авторы указывают, что форма мицеллтемпература, наличие электролитов и неэлектролитов, концентрация раствора и др. Детально этот вопрос рассматривают в своей работе К. А. Грицкова, Р. М. Панич и С. С. Воюцкий. Авторы указывают, что форма мицеллможет быть разнообразной. Так,может быть разнообразной. Так,в разбавленных раствов разбавленных растворах мыл находятся ионные мицеллы с высоким зарядом,рах мыл находятся ионные мицеллы с высоким зарядом,а в более концентрированных — пластинчатые. В разбава в более концентрированных — пластинчатые. В разбавленных же растворах ПАВленных же растворах ПАВсуществуютсуществуютсферическиесферическиеИОН- 3ИОН- 3ные мицеллы. Это положение обосновывается тем, ;ные мицеллы. Это положение обосновывается тем, ;что образование сферической поверхности представ- ; ляет максимальное уменьшение межфазной поверхности ; между водой и агрегатами молекул ПАВ и, следовательно, соответствует максимальному уменьшению общей свободной поверхностной энергии. Р. Becher на основаниичто образование сферической поверхности представ- ; ляет максимальное уменьшение межфазной поверхности ; между водой и агрегатами молекул ПАВ и, следовательно, соответствует максимальному уменьшению общей свободной поверхностной энергии. Р. Becher на основаниирасчетов поверхности различного вида мицелл оксиэти- лированных нонилфенолов приходит к выводу о возможном существовании мицелл цилиндрической формы.расчетов поверхности различного вида мицелл оксиэти- лированных нонилфенолов приходит к выводу о возможном существовании мицелл цилиндрической формы.

температура, наличие электролитов и неэлектролитов, концентрация раствора и др. Детально этот вопрос рассматривают в своей работе К. А. Грицкова, Р. М. Панич и С. С. Воюцкий. Авторы указывают, что форма мицелл

температура, наличие электролитов и неэлектролитов, концентрация раствора и др. Детально этот вопрос рассматривают в своей работе К. А. Грицкова, Р. М. Панич и С. С. Воюцкий. Авторы указывают, что форма мицелл

может быть разнообразной. Так,

может быть разнообразной. Так,

в разбавленных раство

в разбавленных раство

рах мыл находятся ионные мицеллы с высоким зарядом,

рах мыл находятся ионные мицеллы с высоким зарядом,

а в более концентрированных — пластинчатые. В разбав

а в более концентрированных — пластинчатые. В разбав

ленных же растворах ПАВ

ленных же растворах ПАВ

существуют

существуют

сферические

сферические

ИОН- 3

ИОН- 3

ные мицеллы. Это положение обосновывается тем, ;

ные мицеллы. Это положение обосновывается тем, ;

что образование сферической поверхности представ- ; ляет максимальное уменьшение межфазной поверхности ; между водой и агрегатами молекул ПАВ и, следовательно, соответствует максимальному уменьшению общей свободной поверхностной энергии. Р. Becher на основании

что образование сферической поверхности представ- ; ляет максимальное уменьшение межфазной поверхности ; между водой и агрегатами молекул ПАВ и, следовательно, соответствует максимальному уменьшению общей свободной поверхностной энергии. Р. Becher на основании

расчетов поверхности различного вида мицелл оксиэти- лированных нонилфенолов приходит к выводу о возможном существовании мицелл цилиндрической формы.

расчетов поверхности различного вида мицелл оксиэти- лированных нонилфенолов приходит к выводу о возможном существовании мицелл цилиндрической формы.

П. И. Ермилов отстаивает точку зрения наличия двух областей ККМ — ККМ1; при которой образуются малые мицеллы сферической формы и ККМ2, при которой существуют пластинчатые мицеллы. О возможности образования мицелл в форме дисков и палочек говорится также в исследованиях М. Schick, S. Atlas, F. Eirich.

Технические продукты, относящиеся к классу ПАВ, обычно состоят из молекул с различной длиной углеводородной цепи, поэтому они образуют смешанные мицеллы, в которых более длинные цепи изогнуты.

Мицеллообразование неионных ПАВ, к которым относятся и жиросахара, наиболее полно изучено для ок- сиэтилированных алифатических спиртов и алкилфенолов. Существенной особенностью в строении молекул этого класса ПАВ является то, что гидрофильная часть их молекул может быть соизмерима с гидрофобной, тогда как для ионных ПАВ она значительно меньше.

Для определения критической концентрации мицелло- образования неионных ПАВ предложен ряд методов, из которых наиболее распространенными являются: метод солюбилизации красителей и поверхностного натяжения, метод светорассеяния, вязкости и др.

Образование мицелл в растворах жиросахара будет определяться как силами когезии между липофильными группами, так и сродством неэтерифицированных гидрофильных групп сахарозы к молекулам воды. В различных моноэфирах сахарозы и жирных кислот гидрофильная часть молекулы остается постоянной, в то время как углеводородный радикал изменяется, что должно влиять и на величину ККМ.

Гидрофобный остаток молекул жиросахаров имеет строение линейной цепочки. Так как угол между тремя соседними атомами углерода постоянный (109°28'), то цепочка должна приобретать зигзагообразную форму и обладать определенной гибкостью. Наиболее гибкими линейными макромолекулами являются углеводородные цепочки (С. С. Воюцкий). Введение в макромолекулу полярных заместителей приводит к уменьшению гибкое:и цепи. Можно предположить, 'что молекулы моноэфиров сахарозы, в состав которой входят остатки высшей жирной кислоты и сахарозы, не должны обладать большой гибкостью. Мы полагаем, что в водных растворах жиросахаров в области низких концентраций находятся мицеллы сферической формы как наиболее энергетически

выгодные. Это предположение соответствует тому факту, что разбавленные растворы жиросахаров используются для солюбилизации липофильных соединений (Н. Mima, М. Kato).

По мере увеличения концентрации эфира сахарозы в растворе система приобретает гелеобразное состояние, и, следовательно, должна измениться форма мицелл, их размер. Наиболее вероятной формой мицелл следует считать пластинчатую, которая позволяет легко предста- . вить укрупнение при повышении концентрации жироса- харов, параллельное расположение углеводородных цепей и образование структурированных гелей. В такой - структуре соседние мицеллы обращены одна к другой своими гидратированными поверхностями; между ними располагается прослойка из молекул воды, которая как бы связывает отдельные мицеллы жиросахара.

Величины ККМ синтезированных моноэфиров сахарозы и высших жирных кислот, определенные нами методом поверхностного натяжения, и ККМ мыл с теми же углеводородными радикалами приводятся в табл. 22. В ней имеются также данные о ККМ жиросахаров, полученные другими исследователями (Baba Tomio, Busita Takesi, L. Osipow, F. Snell, J. Hickson, W. Wachs, S. Hayano).

Из полученных результатов следует, что при постоянной длине гидрофильной части молекулы ККМ жиросахаров уменьшается с ростом длины углеводородной цепи. Эта закономерность, наблюдаемая и для других ПАВ, связана с увеличением взаимодействия углеводородных цепей, способствующих агрегации.

Данное положение отражено в работе W. Wachs и S. Hayano, в которой установлена следующая зависимость ККМ от числа атомов углерода в углеродной цепи:

10gKKM=4^-+ const,к/

где со — изменение когезионной энергии при переходе одной метиленовой группы из водного раствора в мицеллу; т — число атомов углерода в цепи. При уменьшении гидрофобной цепи на одну СН2-группу ККМ приблизительно удваивается. С этой закономерностью, найденной ранее для неионных ПАВ, согласуются такие данные, полученные для жиросахаров методом солюбилизации.

Отсутствие электрического заряда у молекул жиросахаров способствует мицеллообразованию, поэтому ККМ жиросахаров значительно ниже, чем для ионных соединений, например мыл, с соответствующей жирной кислотой.

к ТАБЛИЦА 22. КРИТИЧЕСКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ МИ ЦЕЛЛООБРАЗОВА. ■ НИЯ (ККМ) МОНОЭФИРОВ САХАРОЗЫ И ВЫСШИХ ЖИРНЫХ кислот, НАТРИЕВЫХ СОЛЕИ СООТВЕТСТВУЮЩИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Сю - Сю ПРИ 20°С

ПАВ

ККМ, Моль/л

Число атомов углерода в липофильной части молекулы ПАВ

10

12

14

16

18

Моноэфиры сахарозыи

высших жирных кислот: найденные методом поверхностного натяжения

1,85-10-4

2,58-Ю”5

1,10-ю-5

4,59-10-5

найденные методом

' солюбилизации

23,8-10-5

15,5-10-5

9,5-Ю-5

6,6 -IO-5

по данным автора

2-10—3

9,5-10-4

—

8,6-10-5

8,2-IO-5

Натриевые соли одноосновных насыщенных жирных кислот

мо-1

5,4-Ю-2

8,4-10-3

3,2-10-3

1,3-10-3

Предполагается, что до критической концентрации мицеллообразования адсорбционная пленка на границе раздела раствор — газ мономолекулярна, а выше ККМ переходит в полимолекулярную. Согласно представлениям П. А. Ребиндера, в формировании полимолекулярной пленки могут принимать участие и мицеллы ПАВ. Данные положения подтверждаются работой М. П. Беспято- ва и Ж- Я. Лещенко, которые пришли к выводу о существовании равновесного состояния между молекулами и

ионами алкилсульфатов, находящихся на поверхности раздела раствор — воздух и в объеме раствора. Характеристикой такого равновесного состояния между молекулами и ионами алкилсульфатов на границе раздела раствор — воздух и в объеме раствора служит коэффициент распределения, зависящий от природы ПАВ, его концентрации, а также от других факторов.

На основании результатов данного метода М. П. Бес- пятов и Ф. Ф. Гладкий указывают на наличие изменений, возникающих в структуре мицелл, находящихся как в объеме раствора, так и в адсорбционном поверхностном слое. Ту концентрацию ПАВ, при которой происходит изменение поверхностноактивных свойств, авторы предлагают называть критической концентрацией образования (превращения) поверхностного слоя (пленки) — ККП в отличие от критической концентрации мицеллообразова- ния — ККМ, характеризующей начало образования мицелл или переход их из одной формы в другую в объеме; раствора. I

Таким образом, можно предположить, что в раство-. рах жиросахаров существует равновесие: 1

молекула жиросахара« растворемолекула жиросахара в поверхностном слоемолекула жиросахара« растворемолекула жиросахара в поверхностном слоемицеллы жиросахара в объеме^ раствора

молекула жиросахара

« растворе

молекула жиросахара в поверхностном слое

молекула жиросахара

« растворе

молекула жиросахара в поверхностном слое

мицеллы на поверхностном!

слое3

Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ). Работами W. Wachs и S. Hayano установлено, что величина ГЛБ сложных эфиров сахарозы и насыщенных жирных кислот, прямо пропорциональная логарифму критической концентрации мицеллообразования (ККМ), выражается формулой:

К"

где К"' и К" — константы.

ГЛБ = 20ГЛБ = 20или ГЛБ = 20или ГЛБ = 20Указанные авторы, сопоставляя формулу Гриффина для расчета

ГЛБ = 20

ГЛБ = 20

или ГЛБ = 20

или ГЛБ = 20

м — м0 м + с &п

(где М — общий молекулярный вес ПАВ; Мо —молекулярный вес гидрофобной части молекулы; С — атомный вес углерода; Дп —увеличение длины углеводородной це- 72

пи) и эмпирическое уравнение ККМ = К • 2~л'1, показывающее зависимости ККМ от изменения длины углеводородной цепи при постоянной гидрофильной части молекулы, выводят новое выражение, устанавливающее связь, между ККМ и ГЛ Б:

ККМ = к ( -А— м.

\ / ль

где К и А — константы.

Таким образом, соотношение между числами ГЛБ и: ККМ позволяет определить величины ГЛБ гомологичных, моноэфиров сахарозы, чего нельзя достичь при пользовании другими расчетными формулами. Кроме того, зна-

Т АБЛ ИЦ А 23. ЧИСЛА ГЛБ МОНО- И ДИЭФИРОВ САХАРОЗЫ И ВЫСШИХ ЖИРНЫХ кислот

Эфир сахарозы

Число ГЛБ

по

Гриффину

по

Девису

установлено экспериментально

Монолауринат

13,0

15,3

15,0

Мономиристат

12,4

14,4

12,8

Монопальмитат

11,8

13,5

П,7

Моностеарат

11,2

12,5

11,8

Моноолеат

—

-,—

—

Дипальмитат

8,34

6,35

—

Дистеарат

—

—

7,5

Диолеат

—•

——

7,0

Сахарогляцериды

—

—

Около 8

чение величины ГЛБ для жиросахаров с достаточной степенью точности может быть найдено по Девису на основании коэффициента распределения между двумя фазами:

ГЛБ = 7 + 0,36 In А-,

где Сь и См — растворимость эмульгатора в воде и: масле.

Числа ГЛБ эфиров сахарозы и высших жирных кислот,, имеющиеся в работах ряда авторов (Н. Hopkins, L. Small,. W. Wachs, S. Hayano, M. Mandak, Z. Gruntova, H. Duckova), приводятся в табл. 23.

Эфиры трисахаридов (раффинозы)

В последнее время ряд исследователей заинтересовались получением сложных эфиров раффинозы и высших жирных кислот, однако такие сообщения немногочисленны. Этот интерес можно отчасти объяснить тем, что раффиноза, в отличие от сахарозы, имеет большую гидрофильную цепочку, а поэтому сложные эфиры ее и высших .жирных кислот должны лучше растворяться в воде, особенно эфиры кислот, имеющих более 16 атомов углерода, например стеарат раффинозы: .

О способе получения моноэфиров раффинозы, выде- .ленной из семян хлопчатника, и жирных кислот С>0—Cis,. сообщают в своей работе В. С. Варламов, Г. И. Оятева, Н. И. Ишутина. Метод получения аналогичен разработанному L. Osipow с соавт. Указанными авторами пред-, ложен способ выделения эфиров раффинозы, а также исследованы пенообразующая способность, поверхност- , ное натяжение, краевой угол смачивания и моющее' действие по сравнению с алкилсульфатами на основе спиртов, полученных восстановлением кислот кокосового масла. Было установлено, что поверхностное натяжение 0.125% водных растворов моноэфиров раффинозы находится в границах 41,14—40,66 эрг/см2 при 20°С, .а их моющая способность равна или уступает алкил- ■ сульфатам.

Из зарубежной литературы известно, что способ получения эфиров раффинозы и жирных кислот (лауриновой, миристиновой, пальмитиновой, стеариновой и олеиновой) запатентован в Японии (S. Enie, J. Kazouki) и Дании. В частности, в датском патенте сообщается об использовании эфиров раффинозы и жирных кислот С8—) ■Сго для солюбилизации медицинского препарата оризо-5 :нола (дат. патент № 112608).

Эфиры полисахаридов (амилозы)

А. Т. Gras и R. О. Feuge опубликовали работу, в которой описаны способы получения, анализ и физико-химические свойства эфиров амилозы и алифатических кислот Сг— Cis, а также эфиров амилозы с кислотами, выделенных из натурального и гидрогенизированного хлопкового масла. Сущность методики получения состоит во взаимодействии амилозы (0,1 моля), диспергированной в диоксане (200 мл) и пиридине (0,5 моля) с последующей конденсацией с хлорангидридом кислоты (0,45 моля), растворенным в 200 мл толуола. Реакция протекает в среде инертного газа в течение 6 ч при температуре 100°С. Этим способом были получены эфиры амилозы и следующих карбоновых кислот (в скобках указывается температура плавления в °C): уксусной (295°), масляной (175°), капроновой (142°), каприловой (118°), каприновой (95,8°), лауриновой (70,0°), миристиновой (49,8°), пальмитиновой (51,5°), стеариновой (56,2°), олеиновой (17,8°), кислот хлопкового масла (жидкость) и гидрогенизированных кислот хлопкового масла (46,0°).

В работе приводятся и другие физико-химические характеристики полученных эфиров. Получение водорастворимых неионных поверхностноактивных моно- и полисахаридов (глюкоза, сахароза или декстран) описано в патенте США (М. J. Rosen, A. Kaychving).

ГЛАВА 5

САХАРОГЛИЦЕРИДЫ

И ДРУГИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ САХАРОВ

Сахароглицериды

Одновременно с разработкой промышленного производства эфиров сахарозы и высших жирных кислот по методу L. Osipow итальянская фирма «Ledoga» приступила к выпуску сахароглицеридов— продуктов реакции переэтерификации сахарозы с натуральными триглицеридами. Схематически реакция изображается:

о

II

СН2 — О — С - R

I0

III

+ сахароза+ сахарозаСН —О —С —R

+ сахароза

+ сахароза

СН2 — О — С — R

сн2-онIОIIIСН—О—С—RОII -СН2 —ОС —R+1 моль моноэфнра сахарозысн2-онIОIIIСН—О—С—RОII -СН2 —ОС —R+1 моль моноэфнра сахарозыСН2 — ОНСН2 — ОНСН-.ОНI0IIIСН2 —О —С —R+моля моноэфирасахарозыСН-.ОНI0IIIСН2 —О —С —R+моля моноэфирасахарозысн2 —онСН —онI 0СН2 — О — С — R+моль диэфирасахарозысн2 —онСН —онI 0СН2 — О — С — R+моль диэфирасахарозы

сн2-он

IО

III

СН—О—С—R

О

II -

СН2 —ОС —R

+

1 моль моноэфнра сахарозы

сн2-он

IО

III

СН—О—С—R

О

II -

СН2 —ОС —R

+

1 моль моноэфнра сахарозы

СН2 — ОН

СН2 — ОН

СН-.ОН

I0

III

СН2 —О —С —R

+

моля моноэфирасахарозы

СН-.ОН

I0

III

СН2 —О —С —R

+

моля моноэфирасахарозы

сн2 —он

СН —он

I 0

СН2 — О — С — R

+

моль диэфирасахарозы

сн2 —он

СН —он

I 0

СН2 — О — С — R

+

моль диэфирасахарозы

Т А Б Л И Ц А 24. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САХАРОГЛИЦЕРИДОВ

Сахаро- глицерид

1 О а S

оз Ю §

2 а (У Н н и

и К и S о = н о X х

X У ГО Я

го С хо а

Ж X сч X

н = s

< X =(

ПальмовогоПолутвер-

масладый воск80°1,237932,803 47

Хлопкового масла То же40—45°1,055833,672 60

Говяжьего сала Твердый42—50°1,079536,282,’б0

Полутвер--

LM 34дый воск55—58°1,022630,202,70

Соевого маслаТо же60—62°1,0416——

Гидрированного

салаТвердый54—60°1,0846——

Таким образом, в процессе переэтерификации натуральных триглицеридов сахарозой образуется смесь моно- и диглицеридов и моно- и диэфиров сахарозы.

Полученные сахароглицериды представляют собой твердые или воскообразные продукты с температурой плавления не выше 80°С. Некоторые физико-химические 76

данные приводятся в табл. 24 («Ledoga», белы, патент № 624765, 1/Ш 1963 г., L. Nobile, Р. Rovesti).

Исследование растворимости смешанных сахароглице- ридов в различных растворителях показывает (Р. Rovesti), что в воде они практически нерастворимы, но растворяются в петролейном и диэтиловом эфирах, а также в минеральном и хлопковом маслах, ацетоне, диоксане, метаноле, этилацетате, анилине и др.

В отечественной литературе способ получения саха- роглицеридов был осуществлен в 1967 г. И. М. Жарковой, А. Р. Меннингом.

Методы анализа сахароглицеридов аналогичны анализу эфиров сахарозы, и их описание содержится в работе М. Roussos.

Другие ПАВ на основе сахаров

О большом интересе к поверхностноактивным веществам на основе сахарозы свидетельствует тот факт, что ряд стран — Италия, Франция, Англия, Япония, Аргентина, Бразилия, Мексика, США — имеют лицензии на их производство (W. Gerhardt, W. Libscher). Изучению синтеза и свойств жиросахаров, особенно эмульгирующего и моющего их действия, уделяется внимание в ЧССР (J. Novak, J. Haumer, М. Ranny, J. Prachar, J. Zajic, M. Bares, B. Auerswald) .Польской Народной Республике (J. Broniara, M. Rogala, J. Szymanowski), в СССР (A. P. Меннинг, И. M. Жаркова, Л. С. Фарб- ман, В. П. Леонтьева, К. И. Орлова, 3. Н. Маркина, Н. А. Петров, В. С. Варламов, Г. И. Оятева, Н. И. Имутина).

Усилия ряда исследователей направлены на получение продуктов сочетания эфиров сахарозы и высших жирных кислот с окисью этилена, пропилена, бутилена (S. В. Crecelius). Так, в патенте США (S. Komori, М. Okahara) описывается способ получения полиоксиэтиленовых производных сахарозы с жирными кислотами, имеющими длинную цепь, например, пальмитата полиок- сиэтиленсахарозы. В японском патенте (S. Komori, М. Okahara) приводится пример сочетания полиоксиалкилена (1—200 групп оксиалкилена) с моно- или диэфиром жирной кислоты С8—С22, иногда взаимодействие жиросахара с окисью этилена осуществляют в присутст-

вии глицерина (L. Nobile, фр. патент № 1379639). Патентуется также способ получения эфиров сахарозы с низшими жирными кислотами (R. Н. Goins, Н. Е. Davis), эфиров жирных кислот и окта-(2-оксипропил)-сахарозы (A. Anderson, J. Melstadt).

Получение ПАВ путем взаимодействия хлорметилового эфира алифатических спиртов С9—С21 с сахарозой разработали О. П. Коренькова, В. А. Луценко, Г. Д. Бережной. Полученные продукты хорошо растворимы в воде и обладают высокими поверхностноактивными свойствами.

Часть III. ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРОСАХАРОВ

ГЛАВА 6

ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРОСАХАРОВ В ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКАРСТВ

Общие замечания

Сложные эфиры сахарозы и высших жирных кислот принадлежат к тем немногим неионным ПАВ, которые- обладают рядом ценных свойств. Они не имеют вкуса и запаха, не ядовиты, не оказывают раздражающего действия на кожный покров и слизистые человека, проявляют поверхностную активность в широком интервале pH, Кроме того, в зависимости от состава жиросахара при обычных условиях они могут иметь как твердую консистенцию, так и воскообразную и жидкую. Перечисленные особенности в сочетании с поверхностноактивными свойствами жиросахаров обусловливают их применение в- фармации, косметике, пищевой промышленности и других областях народного хозяйства в качестве солюбилизаторов, эмульгаторов и стабилизирующих веществ.

Эмульгирующие овойотва жиросахаров

Эмульсия как лекарственная форма занимает значительное место в общем арсенале лекарственных средств, поскольку позволяет вводить в лекарственную форму водо- и жирорастворимые вещества, создавая желательный тип системы масло/вода или вода/масло, подчиняя их, таким образом, целям лечебного процесса. Ценное- свойство эмульсионной формы заключается еще и в том, что резорбция лекарств из масляной фазы с высокой дисперсностью происходит значительно быстрее и полнее, чем из чистого масляного раствора. Кроме традиционного* использования масляных эмульсий для внутреннего и наружного применения, в последнее время широко используются жировые эмульсии и для парентерального* питания. Таким образом, сфера применения эмульсий в- лечебной практике все время расширяется. Важным компонентом любой эмульсионной формы является эмульга-

тор, способный снижать поверхностное натяжение на границе раздела фаз. К нему предъявляется ряд требований, особенно в эмульсиях, предназначенных для лечебной практики. Жиросахара, выгодно отличаясь в физиологическом и токсикологическом отношении от других ( ПАВ, с успехом могут быть использованы в роли стабилизаторов дисперсных систем-

Эмульгирующее действие жиросахаров изучалось рядом исследователей. L. Osipow, исследуя эмульгирующую способность монопальмитата сахарозы и глицеринмоностеарата в 10% эмульсиях силиконового и минерального масла, установил, что стойкость эмульсий с добавкой 1% раствора этих эмульгаторов незначительна. В случае применения смеси этих эмульгаторов стойкость эмульсии значительно повышается, и по истечении 2 ч не замечается какого-либо расслоения фаз. Однако через 3 сут наблюдается слабое всплытие эмульгированной фазы. Для получения устойчивой в течение 3 сут 10% эмульсии минерального масла в воде оптимальным соотношением пальмитата сахарозы к глицеринмоностеарату является 1:3.

Hopkins использовал 0,4% мономиристат сахарозы (ММС) в качестве эмульгатора для получения стабиль- яой 50% эмульсии петролатума следующего состава:

Мономиристат сахарозы1,5г

Вода80,0мл

Метиле алицил ат0,2»

Жидкий петролатум(тяжелый)100,0»

Сахароза20,0г

Вода200,0мл

Жидкий петролатум200 »

Сначала приготовляют первичную эмульсию путем механического диспергирования метилсалицилата в водном растворе ММС (2,5 г в 80 мл), а затем добавляют 100 мл жидкого петролатума при интенсивном перемешивании и растворяют сахарозу в смеси. Остальное количество воды и петролатума вводят порознь. Готовую эмульсию пропускают через ручной гомогенизатор. Менее устойчивые эмульсии образуются с такими растительными маслами, как сезамовое, хлопковое и др.

Заслуживает внимания методика приготовления жировой эмульсии для парентерального питания с помощью моно- и димиристата сахарозы (Sucrodet D-600) следующего состава:

Мономиристат сахарозы0.85г

Декстроза9,2»

Вода170,0»

Дипальмигат сахарозы0.15»

Хлопковое масло30,0»

Мономиристат и декстрозу растворяют в воде при нагревании и перемешивании. Дипальмитат сахарозы подобным образом растворяют в хлопковом масле. Оба раствора нагревают до 90°С и к водной фазе добавляют масляную фазу, смесь интенсивно перемешивают несколько минут. При небольшом охлаждении pH эмульсии доводятся до 7,0 раствором едкого натра, а затем гомогенизируют и стерилизуют ее. На основании этих данных Н. Hopkins делает вывод, что смеси моно- и диэфиров сахарозы более эффективно эмульгируют растительные масла, чем каждый из них в отдельности.

Лучшим эмульгатором для приготовления 10% эмульсии оливкового масла в воде оказался монолауринат сахарозы (0,1%), менее стойкая эмульсия образуется с моно- и дипальмитатом. О возможности применения жиросахаров при изготовлении жировых эмульсий для парентерального введения, а также для энергетически богатой пищи специального назначения указывает L. Nobile. К. Mihara-и К. Takaoka установили, что эмульсионная способность монорицинолеата, моно- и ди-12- кетоолеата сахарозы (для эмульсий типа вода/масло) меньшая, чем моностеарата и моноолеата. В случае эмульсии типа масло/вода касторовое и минеральное масла эмульгируются плохо. Соответственно диэфиры рицинолевой и 12-кетоолеиновой кислот для образования системы вода/масло минеральных масел вполне пригодны; однако для растительных масел устойчивыми в этом случае являются системы типа масло/вода.

8181Сравнительное изучение эмульгирующей активности некоторых эфиров сахарозы и высших жирных кислот проводилось С. Rhodes. Для этой цели встряхивали 5% водную дисперсию жиросахара с равным объемом различных растворителей (бензином, толуолом, петролейным эфиром, керосином, четыреххлористым углеродом). По истечении 5 дней наилучшие результаты получены с лауринатом, пальмитатом и стеаратом сахарозы. С. Rhodes также проводил испытания жиросахаров в качестве эмульгаторов для эмульсии арахисового масла в воде. Испытания заключались в эмульгировании 1 объема ара-

81

81

4 Заказ № 38

хисового масла в 2 объемах 1% суспензии жиросахара в воде путем быстрого перемешивания и пропускания через гомогенизатор. Другая серия опытов состояла в смешении 5 объемов 0,07% суспензии жиросахара с 1 объемом арахисового масла. Результаты опытов показали, что наилучшими эмульгаторами для арахисового масла являются монолауринат или моностеарат сахарозы, их эмульгирующая активность была такой же, как полиок- сиэтиленсорбитанмоностеарата (твин-60) и полиокси- этиленстеарата. Было также установлено, что можно получить стойкие эмульсии типа вода/масло, применяя жиросахара в сочетании с другими эмульгаторами, например с ангидросорбитанмоноолеатом (твин-80).

Мы изучали эмульгирующие свойства эфиров сахарозы и алифатических кислот с длиной углеводородного радикала Сю—Сю с маслами растительного, животного и минерального происхождения — персиковым и касторовым маслами, рыбьим жиром и вазелиновым маслом по схеме аптечного приготовления эмульсий.

Приготавливали 10% масляные эмульсии, содержащие в своем составе вдвое меньше эмульгатора по отношению к масляной фазе. При этом было выяснено, что природа масла существенно влияет на стабильность эмульсии; по-видимому, это связано с прочностью связи адсорбционных слоев системы эмульгатор — масло. В случае использования в роли эмульгатора моноолеата сахарозы устойчивость эмульсий располагается следующим образом: рыбий жир > персиковое масло>касторо- вое масло>вазелиновое масло. Эта закономерность сохраняется и при использовании водорастворимых моно- каприната и монолаурата сахарозы. Сравнительная оценка стабильности масляных эмульсий, приготовленных с помощью моноолеата сахарозы, твинов, стерок- са-40, эмульгатора № 1 и др., показала, что моноолеат сахарозы оказывает такой же стабилизирующий эффект, как и указанные выше эмульгаторы.

Отличительным стабилизирующим свойством обладают монопальмитат и моностеарат сахарозы. Будучи малорастворимыми в воде, они оказывают стабилизирующие действия подобно порошковым эмульгаторам, сохраняя, однако, свойство при повышенной температуре образовывать гелеобразную систему. Стеараты сахарозы, согласно данным отечественной литературы, использовались как эмульгаторы в приготовлении эмульсии 82

кукурузного масла с целью жирового парентерального питания (В. А. Корзан). Таким образом, жиросахара являются тем новым классом ПАВ, которые могут быть использованы в роли эмульгаторов в технологии лекарств.

Жиросахара в приготовлении эмульсионных мазевых основ

Мази представляют собой многокомпонентные системы, в которых главными составными частями являются: лекарственное вещество (носитель фармакологического действия, определяющий назначение мази), вспомогательное вещество (обеспечивающее содержание нужного количества лекарства, необходимую консистенцию и отдачу включенных медикаментов), а также пенетранты, способствующие проникновению лекарственного вещества. Мазевую основу нельзя рассматривать в качестве индифферентного компонента еще и потому, что она обеспечивает сохранность активности лекарств в течение длительного времени при значительных колебаниях температуры. Важное значение имеют скорость и полнота резорбции лекарственных веществ из мазевых основ. Замечено, что действие лекарственного вещества, находящегося в мази, в значительной мере определяется природой использованной основы. Так, А. С. Прозоровский и Ю. А. Благовидова указывают, что «...фармакологическое действие мазей является сложным процессом, зависящим от многих причин. В настоящее время можно считать доказанным, что один и тот же лекарственный препарат, применяемый в виде мази, может оказать совершенно различное действие в зависимости не только от того, как он введен в мазь, но и от того, с какой мазевой основой он комбинирован. Например, пенициллиновая мазь, приготовленная на вазелине, является весьма малоактивной. Та же мазь, но приготовленная на гидрофилизированной вазелнн-ланолиновой основе, обладает выраженным антибиотическим действием, характерным для пенициллина».

Компоненты основ должны подбираться с учетом того, назначается ли лекарственное вещество для глубокого всасывания или для поверхностного действия. Практическое значение имеет легкость удаления мази с поверхности кожи и белья. Следовательно, выбор основы с оптимальными свойствами является очень важным в приготовлении лекарственной формы.

Компоненты эмульсионной основы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Состав эмульсионной основы (вес. %)Состав эмульсионной основы (вес. %)Жиросахара как вспомогательные вещества отвеча- чают ряду требований. Изменяя количество остатков жирных кислот с различной длиной углеводородной цепочки и степенью ненасыщенности, входящих в состав жиросахаров, можно получать водо- и жирорастворимые ПАВ, пригодные для приготовления эмульсионных мазевых основ различных типов. Ранее нами было показано,

Состав эмульсионной основы (вес. %)

Состав эмульсионной основы (вес. %)

Моностеарат

сахарозы Дистеарат

—

—

2

2

1

1

—

—

—

сахарозы Эмульгатор

2

2

—

—

1

1

1

1

1

№ 1

Вазелиновое

—

—

2

2

—

—

—

2

масло

Метнлцел- люлоза,

48

47

30

30

48

47

48

47

30

2°/о раствор

48

46

—

45

48

46

48

46

50

Церезин

2

5

1

1

2

5

2

5

1

Вода

—

—

65

20

—

—

—

—

15

ТАБЛИЦА 25. СОСТАВ ЭМУЛЬСИОННЫХ ОСНОВ, ПРИГОТОВЛЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ МОНО- И ДИСТЕАРАТОВ САХАРОЗЫ

что эфиры сахарозы и высших жирных кислот могут быть использованы в роли ПАВ для приготовления эмульсионных мазевых основ (табл. 25).

Как показал эксперимент, резорбция салициловой кислоты и сульфацила натрия из таких основ происходит более активно, чем из вазелина и ланолина, причем резорбция из эмульсионных основ типа масло/вода идет гораздо лучше, чем из основ типа вода/масло.

Z. Gruntova, М. Mandak, К. Duckova исследовали возможность использования монопальмитата сахарозы в приготовлении эмульсионных мазевых основ следующего состава:

Монопальмитат сахарозы6г

Глицерин14»

.Цетиловый спирт12»

Белый вазелин (или отвердевшее подсолнечное масло)' 62 »

Белый воск6 »

Метилпарабеи,0,3 >

Состав I подогревают на водяной бане до температуры 70°С, прибавляют к теплой смеси II, перемешивают до охлаждения. К полученному концентрату можно прибавлять 100—150% воды, предварительно нагретой до 70—75°С. На базе эмульсионной мазевой основы состава: монопальмитат сахарозы — 3 г, вода — 67 мл, цетиловый спирт — 6 г, белый вазелин — 24 г,— были приготовлены мази ряда лекарственных веществ: борной кислоты (3%), нитрата серебра (2%), серы осажденной (10%), основного галлата висмута (5%), окиси цинка (5%), ихтиола (10%), фенола (2%), салициловой кислоты (10%), резорцина (5%), диацетиламиноазотолуола (2%), камфоры (10%), бензокаина (2%), сульфатиазола (5%), перувианского бальзама (10%), триамционоло- на (1%).

Изучение на примере неомицина скорости освобождения лекарственных веществ из эмульсионных мазевых основ типа масло/вода, приготовленных с помощью монопальмитата сахарозы, по сравнению с основами, включающими в качестве эмульгатора производное полиэтиленгликоля и эмульсионную основу В. Р. (по Британской Фармакопее 1963 г. содержит лаурилсульфат натрия), показало аналогичные результаты.

Солюбилизирующее действие жиросахаров

Перевод в водную фазу жирорастворимых (некоторые витамины, стероиды и др.) или повышение растворимости малорастворимых лекарственных соединений представляет одну из важных проблем фармацевтической технологии. Сравнительно недавно удалось получить прозрачные растворы, содержащие жиро- и водорастворимые витамины одновременно. Предложены специальные приемы, позволяющие переводить в водный раствор стероидные соединения, эфирные масла, камфору и другие вещества.

Несмотря на то, что продолжаются поиски новых специфических органических растворителей, получение водных растворов лекарственных веществ является предпочтительным. Смеси воды с органическими растворителями (спиртами) представляют значительный интерес для технологии лекарств. Водноэтанольные, водноглице- риновые и другие смеси определенного состава часто растворяют лекарственные вещества во много раз лучше, чем каждый компонент в отдельности (А. И. Шкадова).

Повысить растворимость_веществ можно, используя гид- ротропные вещества — посредники растворимости. Увеличение растворимости может также наблюдаться вследствие образования соединений включения (В. П. Гуся- ков).

Широкое распространение для указанных целей получило применение ПАВ. Наблюдающееся при этом повышение растворимости было названо солюбилизацией. В отечественной литературе оно известно как коллоидная (А. И. Юрженко) или сопряженная (С. С. Воюцкий) растворимость. Ее удобно назвать мицеллярной солюбилизацией, так как термин солюбилизации относится и к случаям повышения растворимости, не связанным с использованием ПАВ. Известно, что, мицеллярная солюбилизация определяется как самопроизвольный переход молекул нерастворимого в воде вещества в водный раствор мыла или синтетического моющего вещества с образованием устойчивой коллоидной системы. Акад. П. А. Ребиндер указывает, что «...солюбилизация — сильно повышенная растворимость неполярных или малополярных веществ в мицеллярных растворах мылообразных поверхностноактивных веществ». Классическим примером солюбилизации является растворение углеводородов водными растворами мыл. Механизм этого процесса заключается в том, что молекулы углеводородов или других липорастворимых веществ внедряются внутрь мицелл, в слон между гидрофобными концами молекулы; при этом происходит небольшое увеличение объема мицелл, соответствующее количеству включенного в них солюбилизатора.

Солюбилизированный углеводород в водном растворе ПАВ представляет собой, в отличие от эмульсии, термодинамически устойчивую систему.

Д. Л. Талмуд и соавт. показали, что солюбилизация характерна не только для мицеллярноколлоидных растворов мылоподобных веществ, но и для растворов веществ белковой природы. Одна такая макромолекула поверхностноактивного полимера образует «глобулу», вполне аналогичную мицелле мыла, способную растворять в себе углеводороды. Исследованиями П. А. Ребиндера установлено, что можно получить мицеллярную систему обратного типа, если добавить, например, в масло мыло, которое растворилось бы только или преимущественно в масляной фазе. В этом случае образующиеся мицеллы §6

«обратного типа» Солюбилизируют воду своими гидрофильными ядрами, что соответствует повышению суммарной растворимости воды в неполярной фазе. Явление прямой и обратной солюбилизации, а также переход от одного типа системы к другому с обращением фаз наглядно указывает на двухфазный характер мицеллярных растворов мыл. Так как коллоидная растворимость связана с наличием мицелл, ее величина будет определяться концентрацией мицелл, их размером, а также будет зависеть от температуры и присутствия различных добавок, которые изменяют коллоидно-химическую природу мицеллообразующего вещества. Естественно также предположить, что степень солюбилизации будет зависеть от природы растворяемого соединения — от его полярности, величины и формы молекулы и др.

Солюбилизирующее действие жиросахаров по отношению к жирорастворимым витаминам, эфирным маслам и труднорастворимым лекарственным веществам изучалась S. Komori, М. Okahara, Н. Mima, М. Nisikava, R. Colson.

Для улучшения процесса растворения жирорастворимых витаминов и их производных Н. Mima и М. Nisikava использовали моноэфиры сахарозы и одноосновных жирных кислот, содержащие 8—20 атомов углерода. Например, к 0,05 г витамина А (2 100 000 ед/г) добавляют 2,5 г монолаурата сахарозы и 20 мл воды и полученный препарат разбавляют водой. При этом образуется нерас- слаивающийся устойчивый раствор (Н. Mima, М. Nisikava). Измерены также прозрачность и устойчивость водных растворов витамина А и витамина D с различными моноэфирами сахарозы. Так, линолеат сахарозы хорошо растворяет витамин А-пальмитат, лаурат сахарозы— витамин А-ацетат, капрат сахарозы — витамина A-спирт и витамин D. Н. Mima подтверждает, что с целью улучшения процесса растворения витамина А (оптимальное значение ГЛБ для витамина А-пальмитата 14,5—15,5) лучше подходит линолеат сахарозы, для витамина А-ацетата (ГЛБ—15,8—16,2) — лаурат, капронат и миристат сахарозы, для витамина A-спирта и витамина D (ГЛБ которых имеет значение 17,9) —эфиры сахарозы с каприновой, каприловой и лауриновой кислотами. Водные растворы этих витаминов не мутнеют при нагревании.

Солюбилизирующее действие указанных выше витаминов эфирами раффинозы и высших жирных кислот со-

общается в работе Н. Mima. Пальмитат, олеат и миристат раффинозы, практически не имеющие запаха и вку- । са, по своему солюбилизирующему действию не уступают твинам. Растворы витаминов А и D пригодны для перорального введения.

Солюбилизирующее действие моноэфиров сахарозы и высших жирных кислот по отношению к эфирным мас-

ТАБЛИЦА 26. ВЕСОВЫЕ КАЧЕСТВА МОНОЛАУРАТА САХАРОЗЫ (МЛС), НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЭМУЛЬСИЙ и РАСТВОРОВ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ

Эфириое масло

Эмульсия эфирное масло/моно- лаурат сахарозы

Раствор эфирное масло/мо- иолаурат сахарозы

Мандариновое (натуральное)

1:1

1 : 3

Апельсиновое

1 :3

1 : 12

Лимонное

1 :3

1 : 15

Лимонное (натуральное)

1 : 1

1 : 4

Перечной мяты (натуральное)

1 : 1

1 : 13

Эвгенола

1 : 17а

1 : 20

Белой сосны

1 : Р/з

1 : 15

Сосновое

1 : 1

1 : 4

Малиновое (синтетическое)

1:7=

1:1.

Земляничное

1 : 1

1 :9

Мед

Сабайон

1 : ’А

1 :2/=

1 : 1

1 : 1

1 * 35

Вишневое.

1 : 1

лам рассматривает в своей работе R. Colson. Им экспериментально установлено, что самой высокой растворяющей способностью обладает монолаурат сахарозы. Другие моноэфиры сахарозы располагаются в нисходящем порядке следующим образом: мономиристат>моноолеат> монопальмитат>моностеарат>сахароглицериды. Для получения 1 % водного раствора эфирных масел предложена следующая пропись (в весовых частях).

ПропиленгликольI

Этоксилированныйполйарилэфир2

Монолаурат сахарозы2

Эфирное масло2

Компоненты смешивают до образования прозрачного раствора и разводят 93 частями воды. Полученный раствор остается прозрачным в течение 20 дней для масел:

лавандового, жасминового, розового, гвоздичного, сиреневого, цитронеллового и апельсинового.

Минимальные соотношения эфирное масло/монолау- рат сахарозы, обеспечивающие образование эмульсии и раствора, приводятся в табл. 26.

Из табл. 26 видно, что для образования эмульсионных и водных систем эфирных масел требуется значительное количество монолаурата. Однако это не имеет принципиального значения, так как жиросахара практически не токсичны, способствуют быстрому проникновению в кожу, благоприятно влияют на кожный покров и слизистые и обладают рядом технологических преимуществ по сравнению с другими ПАВ. Н. Hopkins показал, что растворимость фенобарбитала в 5% растворе твина-80 составляет 0,6 г/100 мл раствора; в 5% растворе мономиристата сахарозы растворялось 0,3—0,4 г этого же препарата. Растворимость фенобарбитала в воде составляет 0,1 г/100 мл. Однако окончательного вывода о солюбилизирующей способности эфиров сахарозы и высших жирных кислот сделать нельзя, так как исследований, посвященных этому вопросу, в широком плане не проводилось.

Другие лекарственные формы

Суспензии. Инъекционные препараты, содержащие в своем составе нерастворимые в воде формы пенициллина, стабилизированного 0,01—0,1% дилауратом сахарозы с добавлением 0,5—10,0% мочевины и 0,0001—0,01% эти- лендиаминтетрауксусной кислоты, описаны в американском патенте (М. L. Berger). В этом же патенте приведена пропись суспензии сульфата дигидрострептомицина. О стабилизирующей роли монолаурата, монопальмитата и дипальмитата сахарозы в суспензии серы, сульфатиазола и основного нитрата висмута сообщают К. Duckova, L. Gruntova, М. Mandak. Ими установлено, что агрегатную стабильность суспензий названных препаратов лучше всего обеспечивает монолаурат сахарозы (1% раствор), ортокинетическую стабильность—1 и 2% раствор монопальмитата сахарозы. На основании оценки ресуспендирования и вкуса авторы приходят к заключению о целесообразности стабилизации суспензии для внутреннего применения 1 и 2%. раствором монопальмитата сахарозы. Нами был предло-

жен моноолеат сахарозы в роли стабилизатора суспензии серы, которая вводилась животным с целью выяснения влияния некоторых пищевых веществ на организм при воздействии элементарной серы (Р. С. Кузив).

Применение жиросахаров в производстве таблеток. Для покрытия таблеток, в состав которых входит моностеарат сахарозы совместно с олеоилполигликолевым эфиром, сообщается в германском патенте (Н. Kramer, Н. Hofer). W. Scholtan предлагает покрывать перорально вводимые лекарственные препараты пролонгированного действия тонкой пленкой, состоящей из эфиров ди-, трисахаридов, а также пентастеаратом сахарозы. Вместо ранее применяемых обволакивающих материалов — шеллака, зеина, желатина, поливинилпирролидона, поливинилового спирта, эфиров целлюлозы и др. Н. Neki, Е. Av at a, A. Yamaguti рекомендуют водоустойчивую смесь для покрытия таблеток, состоящую из моноолеата сахарозы и поливинилбутираля. Авторы предлагают и влагопрочные покрытия из эфиров сахарозы с жирными кислотами, имеющими 8—30 атомов углерода. Такое покрытие таблеток отличается механической прочностью и повышает сопротивляемость к действию влаги. Другое преимущество средств для оболочек из полиэфиров сахарозы по сравнению с другими покрывающими средствами (например, из производных целлюлозы) заключается в том, что при расщеплении их ферментами желудочно-кишечного тракта образуются легко усвояемые организмом продукты.

С целью замены сахарной оболочки, которая используется как пленочное покрытие для некоторых таблетированных препаратов, Т. А. Грошевым разработана рецептура покрытия на основе дистеарата сахарозы, в состав которой входит:

Оксипропилметилцеллюлоза. . . .3,2 г

Дистеарат сахарозы3,2 »

Спирт этиловый — хлороформ (1:1).. 100мл

Распадаемость таблеток феррокаля, покрытых таким составом, соответствует нормам Государственной Фармакопеи СССР X издания.

Влияние сложных эфиров сахарозы и высших жирных кислот на устойчивость витамина А в таблетках (эфиры сахарозы выполняли роль наполнителей) изучали Н. Takenaka и соавт. Было показано, что жиросахара

обладают малой гигроскопичностью и повышают устойчивость витамина А-пальмитата в большей степени, чем широко применяемые в настоящее время наполнители — глюкоза и картофельный крахмал.

В последнее время жнросахара (стеарат, пальмитат, линолеат и олеат сахарозы) патентуются (франц, патент № 7630 т) как вещества для лечения заболеваний, связанных с нарушением жирового обмена в таких лекарственных формах, как ароматизированные порошки, таблетки и облатки. Доза составляет 2—5 г в день, продолжительность применения — 15 дней.

Вязкие и желеобразные фармацевтические препараты. С помощью жиросахаров можно получать вязкие водные фармацевтические препараты. В отличие от не- расщепляющихся и часто отлагающихся в организме натрий-карбоксиметилцеллюлозы, поливинилпирролидо- на и других веществ, W. Schoitan использовал для приготовления водных растворов лекарственных веществ мономиристат и монолауринат сахарозы, которые физиологически усваиваются, легко переносятся, не токсичны. Высокое осмотическое давление 10% растворов указанных жиросахаров позволяет приготовить изотонические буферные растворы; небольшая величина молекул мономиристата и монолаурината сахарозы позволяет им диффундировать через капиллярную систему организма. Препараты такого рода рекомендованы к применению в бронхографии для внутримышечных инъекций и в сиропах.

Свойство эфиров сахарозы образовывать с водой гель послужило Н. Hopkins основанием предложить новую лекарственную форму^ля детей— медикаментозное желе в тюбиках. Для этой цели он использовал сочетание дипальмитата сахарозы и сиропа. Образовавшаяся при этом полутвердая гелеобразная масса может быть отду- шена специальными составами и рекомендована для применения в педиатрии.

Для увеличения абсорбции витамина В12, антибиотиков и солей железа из пероральных лекарственных форм используются эфиры сахарозы и жирных кислот Сд—С22-

Duell патентует следующие составы:

Витамин В12 ЮОО мкг

Дипальмитат сахарозы ...20 г

Пирофосфат железа ....2 »

Стрептомицин сульфат ... Ю »

Вода

До 100

МЛ

II.

Витамин Bia....

10

мкг

Моностеарат сахарозы

4

г

Пирофосфат железа

0,5

»

Тетрациклин хлоргидрат

. 0,125

г

Лимонная отдушка .

20

мг

Стеарат магния

40

»

Крахмал....

50

»

Таким образом, использование жиросахаров и саха- роглицеридов в технологии лекарственных форм представляет значительный интерес как для предприятий химико-фармацевтической промышленности, так и для аптечной сети.

ГЛАВА 7

ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРОСАХАРОВ В КОСМЕТИКЕ И ПАРФЮМЕРИИ

Общие замечания

Постоянное изыскание новых вспомогательных веществ, пригодных для производства косметических средств, вызывается высокими требованиями, предъявляемыми к косметическим препаратам, и все увеличивающимся их разнообразием. Они должны быть индифферентными, не обладать запахом и вкусом, не вызывать раздражающего действия на кожу и слизистую глаза, должны сочетаться с различными химическими соединениями, входящими в состав косметических композиций.

Жиросахара как моющие средства благоприятны для волос и кожи человека в биологическом отношении. Это связано с тем, что они не обезжиривают волос и не изменяют их белковой основы, в отличие от щелочных сульфатов моющих средств. Благодаря отсутствию запаха моноэфиры сахарозы дают возможность получить более тонкий аромат шампуня, чем при применении обычных моющих средств. Косметические кремы, приготовленные на основе продуктов переработки нефти (вазелин и др.), закрывают поры кожи и уменьшают ее респирацию, способствуют темной пигментации; в случае применения жиросахаров (моностеарата сахарозы 4%) этот недостаток устраняется (R. Colson). О возможности применения жиросахаров в технологии косметических средств указывается во многих работах.

L. Osipow и C.-Rhodes считают, что эфиры сахарозы и высших жирных кислот могут быть использованы для приготовления косметических эмульсий, мазей, кремов, мыл и других туалетных препаратов; зубных наст, шампуней, кремов для волос, очистительных кремов. Было обнаружено, что сложные эфиры сахарозы хорошо всасываются кожей, благоприятны для сохранения влажности и жирности ее, оставляют кожу гладкой и мягкой, тогда как другие моющие средства раздражают кожу, вызывают ее покраснение, осушают.

Жиросахара как вспомогательные вещества в приготовлении различных композиций — шампуней, кремов, паст, моющих и ароматических средств

Введение жиросахаров в состав детских шампуней целесообразно потому, что водные их растворы не раздражают слизистых глаз, к чему дети особенно чувствительны. Наиболее часто применяемые эфиры сахарозы и жирных кислот и их количества в косметических средствах приводит Р. Rovesti:

кольдкремы—монолаурт,монопальмитат

(1-2%);

дневные кремы — моностеарат,монопальмитат

(2-4%);

питательные кремы — дипальмитат, моностеарат (3-4%);

очищающие кремы — монолауринат, монопальмитат (2—4%);

зубные пасты — монопальмитат, моностеарат (1-2%);

лосьоны против загара, кремы для детей — моно- пальмитат, монолауринат, моноолеат (2—3%).

Рецепты кремов, лосьонов, мазей и паст с использованием эфиров сахарозы предлагает A. Ancona. Приготовление таких косметических композиций состоит в смешивании двух составов при 75—80° С; из которых один (Б) является водным раствором жиросахара с нипагином, а другой (А) —смесью остальных компонентов.

Ниже приводятся прописи некоторых косметических средств, в состав которых входят жиросахара (в весовых частях):

Очищающий крем для рук: Минеральное масло 10,0

Цетиловый спирт .. ■ 0,5

Стеараты сахарозы (смесь моно- п диэфиров) . •3,5

Вода .86,0

Мазь для мытья:

Состав А. Стеариновая кислота ....10,0

Спен-60 5,0

Состав Б. Моноолеат сахарозы10,0

Вода 09,8

Состав В. Окись циркония5,0

Антисептик 0,2

Кольдкрем Стеариновая кислота 10,0

Ланолин безводный6,0

Минеральное масло 21,0

Сорбитол 4,0

Дистеарат сахарозы 9,0

* Вода 50,0

Духи и консервирующие средствао.с.

Из группы жиросахаров наиболее интересным является монолауринат сахарозы, который обладает наилучшей моющей и растворяющей способностью. В связи с этим R. Colson предлагает различные косметические средства, в состав которых входит указанный эфир сахарозы. Например, шампунь для волос (в весовых частях):

Монолауринат сахарозы■10,0—15,0

Вода 90,0—85,0

Духи и красителиq. s.

обладает умеренными пенообразующими свойствами (при желании увеличить пенообразование добавляют сапонин или соли желчных кислот), а волосы после мытья оказываются тщательно очищенными и мягкими. Для получения шампуня более вязкой консистенции добавляют моноолеат сахарозы, который обладает сгущающим действием (способствует образованию желе).

Очистительные средства, применяемые в зубных пастах, должны оказывать самое минимальное воздействие на слизистые рта. Раздражающее действие 1—3% водных растворов лаурилсульфата натрия значительно сильнее, чем монолаурата сахарозы. Поэтому предложены прописи зубных паст, в состав которых входит 3% монолаурината сахарозы, например (в весовых частях):

Кальция карбонат 40,0—42,0

Натрия альгинат 1,5— 2,0

Глицерин 20,0

Вода 31,0—31,5

Натрия сахаринат 0,05— 0,1

Монолауринатсахарозы ...3,0

Отдушка 0,8—1,2

Пластические и тиксотропные свойства жироСаха- ров и их питательный характер обуславливают возможность применения их при формовке губных помад, румян и т. п.

Кремы для бритья, изготовленные на монолауринате сахарозы, не образуют щелочных растворов в отличие от мыл и не обезжиривают кожу в отличие от алкилсульфатов. Содержание монолаурината сахарозы в таких пенообразующих кремах, по данным R. Colson, достигает 25%, например (в весовых частях):

Монолауринат сахарозы.... 25,0

Диэтаноламид лауриновойкислоты . 2,0

Днстеарат сахарозы 10,0

Стеарин 6,0

Растительное масло 2,0

Глицерин . 3,0

л-Оксиметилбензоат 0,1

Вода 51,9

Отдушка и антиокислители q. s.

Использование сахароглицеридов в различных композициях описывается в работе G. Fasola, Р. Rovesti, С. Na- poleone, Н. Passedouet.

Применение жиросахаров в парфюмерии обусловливается также необходимостью эмульгировать и переводить в водорастворимое состояние эфирные масла, синтетические ароматические вещества и другие компоненты. Применяемые для этой цели классические эмульгаторы— сульфорицинаты и триэтаноламинные масла в последнее время стали заменять производными полиоксиэти- лированного сорбитана и высших жирных кислот—сиенами и твинами.

Существенный недостаток последних заключается в том, что они ухудшают аромат духов, особенно если их доза к количеству духов довольно высока (5:1 и даже 8:1). Отсутствие запаха жиросахаров является важным преимуществом последних для использования в парфюмерных композициях (V. Boublik).

Опыты, проведенные с различными эфирными маслами, показали, что самой высокой растворяющей способностью обладает монолауринат сахарозы (R. Colson). Остальные жиросахара можно расположить в такой последовательности по понижению растворимости: моно- миристат>моноолеат>монопальмитат>моностеарат.

Для получения прозрачного 1% водного раствора масел лаванды, жасмина, розы, гвоздики, сирени, апельсина и цитранеллевого масла предложена следующая пропись (в весовых частях):

Монолауринат сахарозы 2Этоксилированный полиариловый эфир'• 2Пропиленгликоль 2Вода 93Монолауринат сахарозы 2Этоксилированный полиариловый эфир'• 2Пропиленгликоль 2Вода 93Эфирное масло1

Монолауринат сахарозы 2

Этоксилированный полиариловый эфир'• 2

Пропиленгликоль 2

Вода 93

Монолауринат сахарозы 2

Этоксилированный полиариловый эфир'• 2

Пропиленгликоль 2

Вода 93

Полученный таким образом раствор остается прозрач-; ным более 20 дней. б

Для растворения и эмульгирования эфирных ма% сел (G. Fasola, Р. Rovesti) предложены определенные соотношения между монолауринатом сахарозы и ко-; личеством соответствующего эфирного масла (см.* табл.26).

Помимо эмульгирующих и солюбилизирующих: свойств, жиросахара, как указывают авторы, задержива-’ ют испарение душистых веществ из растворов и потому.: могут быть применены как стабилизаторы духов и одеколонов.

Применение жиросахаров в качестве детергентов и моющих средств

Сложные эфиры сахарозы и высших жирных кислот, как и «классические» детергенты и мыла, обладают моющими средствами. В настоящее время более 80% мировой продукции детергентов приходится на долю натриевых солей тетрапропиленбензолсульфоновых кислот (Н. Simons) . Однако детергенты, синтезированные на базе нефтяных продуктов, в. отличие от неионных ПАВ, обладают рядом отрицательных свойств, о которых упоминалось выше. Неионные ПАВ (эфиры сахарозы и др.) не оказывают раздражающего действия на кожу, не имеют запаха и вкуса, не токсичны, и их моющая способность не понижается в жесткой воде (Н. Passedouet). Поэтому жиросахара предлагаются для мытья посуды (при этом пищевые отходы могут быть использованы для кормления животных), фруктов и овощей перед употреблением в пищу.

Жиросахара как очищающие средства оправдывают себя при мойке пищевых пакетов (Н. Neki с соавторами, японск. патент № 11841).

ГЛАВА 8

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИРОСАХАРОВ В ПИЩЕВОЙ И ДРУГИХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Другой важной сферой применения жиросахаров является пищевая промышленность. А. Р. Меннинг указывает, что «поверхностноактивные вещества имеют большое, а в ряде случаев первостепенное значение в производстве многих видов пищевых продуктов, где они, в зависимости от присущих им определенных поверхностноактивных свойств, используются в качестве эмульгаторов, пенообразователей, разжижителей, античерствителей и т. д... «и что ...число поверхностноактивных веществ, используемых в настоящее время в отечественной пищевой промышленности, весьма ограничено».

Эфиры сахарозы и высших жирных кислот являются по существу новыми соединениями, восполняющими недостаток ассортимента ПАВ, пригодных для пищевых целей. Тот же автор в лабораторных условиях исследовал возможность применения в качестве эмульгаторов моно- и дистеарата сахарозы для эмульсий, воспроизводящих состав маргарина. Стеараты сахарозы лишены вкуса и запаха, образуют эмульсии обратного типа, стойкость которых не уступает эмульсиям, изготовленным с такими пищевыми эмульгаторами, как Т-1 и Т-2.

Присутствие жиросахаров в хлебе предотвращает его черствение более эффективно, чем применяющийся для этой цели глицериностеарат (J. Maruta). Кроме того, жиросахара могут служить и как самостоятельные пищевые продукты (Н. Nahamuro, Н. Takihuti).

Применять жиросахара в пищевой и кондитерской промышленности рекомендует С. Rhodes. Так, в частности, дистеарат сахарозы вместо лецитина можно использовать в производстве шоколада.

Из других областей применения жиросахаров следует указать текстильную промышленность. Моно- и дистеарат сахарозы в качестве очищающего средства служат для более мягкой обработки шерсти и синтетических материалов (С. A. Rhodes). Покрытие ими волокон исключает электризацию и предохраняет волокна от механического повреждения. Жиросахара оказались полезными ПАВ для приготовления пастовидных и дисперги-

рованных красок, способствуя лучшему окрашивания тканей. Я

Предполагается применять жиросахара во многи? других отраслях промышленности: в производстве кра сок и синтетических смол, как добавки к смазочным маслам и жирам, выполняющие антикоррозийные функции. Жиросахара могут входить в состав масел, применяющихся в процессе резки металлов. Новая область применения жиросахаров открывается в производстве быстровысыхающих смазочных составов, так как продукт этерификации сахарозы метиловыми эфирами ненасыщенных жирных кислот (тетраэфир) обладает основным свойством быстросохнущих масел — при окислении образует твердую пленку, которая по сравнению с пленками обычных быстросохнущих масел имеет определенные преимущества. В частности, тетраэфир сахарозы и кислот, выделенных из льняного масла, очень быстро превращается в твердую и прочную пленку с меньшим расходом кислорода, чем чистое льняное масло.

Таким образом, использование жиросахаров как нового класса поверхностноактивных веществ, обладающих ценными свойствами, как физико-химическими, так и технологическими, позволит успешно разрешить ряд проблем в различных отраслях промышленности.

ЛИТЕРАТУРА

Беспятов М. П., Гладкий Ф. Ф. О связи между молекулярным балансом, поверхностной активностью и критической концентрацией мицеллообразования растворов мыл.— «Масложировая промышленность», 1965, № 4, стр. 17—20.

Беспятов М. И., Лещенко Ж. Я. Критические концентрации мицеллярных превращений в водных растворах алкил-сульфатов из спиртов неомыляемых-11.— «Маслобойно-жировая промышленность», 1962, № 9, стр. 20—24.

Варламов В. С., Оятева Г. И., Ишутина Н. И. Моющие эфиры раффинозы.— «Масложировая промышленность», 1965, № 10, с. 22—24.

Варламов В. С., Оятева Г. И., Ишутина И. И. Эфиры жирных кислот и сахарозы.— «Тр. ВНИИЖ», 1967, вып. XXVI, с. 336—342.

Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. М., 1964, с. 146—148.

Глузман М. X., Башура Г. С., Цагареишвили Г. В. Поверхностно- активные вещества и их применение в фармации. Тбилиси, 1972, с. 8—24.

Глузман И. X. и др. Визначення г!дроф!льно — л1поф!льного балансу ряду поверхневоактивных речовин—моноетилпол1оксиетильованих еф!р!в жирних кислот.— «Фармацевт, ж.,», 1971, № 6, с. 33—37.

Голант Б. Я-, Данилевская В. В., Егорова А. М, Авт. свид № 64592. З/ХП 1942.

Грицкова И, А., Панич Р. М,, Воюцкий С, С, Физико-химические свойства оксиэтилированных неионных поверхностноактивных веществ.— «Усп. химии», 1965, т. XXXIV, вып. 11, с. 1989—2019.

Грошевой Т. А. Исследование некоторых полимерных пленкообра- зующпх соединений для покрытия таблеток в псевдоожиженном слое. Автореф. дне. канд. Львов, 1973.

Гусяков В. П, Етилендиамшотетраацетатна кислота.— «Фармацевт. ж.», 1959, № 3, с. 3—5.

Гусяков В. П., Сукманська 1. В. Вивчення впливу природи со- люб1л!затора на його розчпнювальну д!ю.— «Фармацевт, ж.», 1960, № 1, с. 20—23.

Демченко И. О. Критичш концентрацп мщелоутворення в розчи- нах гомолог!в миючих речовин.— «Допов1д1 АН УССР», 1961, № 7, с. 928—931.

Жаркова И. Л1., Меннинг А. Р. О получении и некоторых свойствах сахароглицеридов. Сообщение I. Сахаролиз триглицеридов с йодным числом менее пяти.— «Тр. ВНИИЖ», 1971, вып. 28, с. 311—318.

Жаркова И. М., Меннинг А. Р. О получении и некоторых свойствах сахароглииеридов. Сообщение II. Сахаролиз триглицеридов с йодиым числом до 40.— «Тр. ВНИИЖ», 1971, вып. 28, с. 319—324.

Жогло Ф. А. Одержания i властивост! деяких жироцукр!в— до- пом!жних речовин для технологи л!к1в. — «Фармацевт, ж.», 1966, № 1, с. 18—23.

Жогло Ф. А. Синтез жиросахаров с возможностью использования в фармацевтической практике. Симпозиум Всесоюзного научного фармацевтического общества «Синтез и анализ лекарственных веществ», 18—20 мая 1966 г. (Тезисы докладов). Львов, 1966, с. 77—80.

Жогло Ф. А. Синтез жиросахаров, изучение их свойств и применение в технологии лекарств. Автореф. дне. канд. Львов, 1967.

Жогло Ф. А., Башура Г. С., Лабунський Е. В. Використання ефй р!в сахарози i вищих жирних кислот (жироцукр!в) в основах для мазей.— «Фармацевт, ж.», 1968, № 3, с. 76—81.

Жогло Ф. А., Гусяков В. П. Жироцукри i ix застосування в фар- мацевтичшй практищ.— «Фармацевт, ж.», 1963, № 3, с. 22—27.

Иванова Л. А., Ивлева Е. А., Кондратьева Т. С., Короза Г. С. Изучение влияния консерванта для мазевых основ — хлорида до- децилдиметилбензиламмония на реактивность кожи морских свинок.— «Вести, дерматол. и венерол.», 1971, № 3, с. 47—51.

Коренькова О П., Луценко В. А., Бережной Г. Д. Авт. свид. № 251131, З/П 1970. («Реф. ж. хим.», 1970, 21, Р390).

Корзан В. А. Теоретические и экспериментальные основы парентерального жирового питания. Автореф. дисс. докт. Каунас, 1969.

Кузае Р. С. Влияние пиридоксина на ферменты (каталазу, пероксидазу), содержание сахара, сульфгидрильных групп крови и выделение сульфатов с мочой у белых крыс при длительном воздействии неорганической серы.— В кн.: Сборник. Актуальные проблемы эпидемиол. микробиол. гигиены. Львов, 1965, с. 66—67.

Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности, т. I. Органические вещества. Л., 1971, с. 346—358.

Лившиц Ю. Т., Борисович Г. Ф., Дымшиц Л. Б. Экономика про-, изводства поверхностноактивиых веществ.— «Ж. Всес. хим. о-вЙ им. Д. И. Менделеева», 1966, т. XI, вып. 4, с. 432—445.Я

Лобанова К. П. К токсикологии диметилформамида.— «Гиг. и саи.»| 1958, № 5, с. 31—37.|

Меннинг А. Р. Эфиры сахаров.— «Маслобойио-жировая промыпй ленность», 1959, № 9, с. 15—18.Я

Меннинг А. Р. Авт. свид. № 689939/23, 21/XII I960.—«Бюл^ изобр.», 1961, № 24.I

Меннинг А. Р. О поверхностноактивных веществах для пищевой промышленности.—«Тр. ВНИИЖ», 1961, вып. XXII, с. 110—126.

Меннинг А. Р. Жиросахара как эмульгаторы и антиразбрызгиватели для маргариновых эмульсий.— «Тр. ВНИИЖ», 1963, вып. XXIV, с. 154—161.

Меннинг А. Р., Жаркова И. М. Авт. свид. № 190880, 24/Xlli 1963.— «Реф. ж. хим.», 1968, 2, Р453.

Меннинг А. Р., Фарбман Л. С., Леонтьева В. П., Игнатьева Т. ИД Получение дистеарата сахарозы в опытно-производственных условиях.—«Тр. ВНИИЖ», 1967, вып. XXVI, с. 330—335.

Неволин Ф. В. Химия и технология синтетических моющих средств. М., 1971, с. 4; 290; 305.

Орлова К. И^ Маркина 3. НЛ Петров Н. Л. К вопросу о растворимости новых неионоюнных пищевых эмульгаторов--жиросахаров.— «Тр. ВНИИЖ», 1963, вып. XXIII, с. 286—297.

Орлова К. И., Маркина 3. Н., Петров Н. Л. О поверхностной активности жиросахаров и других пищевых эмульгаторов.— «Тр. ВНИИЖ», 1963, вып. ХХ1П, с. 298—308.

Петров А. Д., Никитин Г. И. Пути синтеза поверхиостиоактивных веществ.— «Хим. наука и промышленность», 1959, т. IV, № 5, с. 573—586.

Прозоровский А. С., Благовидова Ю. А. Мази. М., 1962, с. 3—8.

Ребиндер П. А. Поверхностноактивные вещества и их применение.— «Хим. наука и промышленность», 1959, т. IV, № 5, с. 554—566.

Соколова Е. М. Причины профессиональных дерматозов на текстильных предприятиях.— «Вестн. дерматол. и венерол.», 1972, № 6, с. 40—43.

Талмуд Д. Л. Интраглобулярное поглощение органических веществ растворами белков.— «Ж. физ.-хим.», 1941, № 15, с. 532.

Таубман А. Б. Физико-химические основы смачивающего и моющего действия поверхностноактивных веществ.— «Хим. наука и промышленность», 1959, т. IV, № 5, с. 566—573.

Тринус Ф. П. Фармакотераиевтический справочник. Киев, 1972, с. 280.

Терентьев А. П., Потапов В. М. Основы стереохимии. М.—Л., 1964, с. 494—500.

Шкадова А. И. Количественное определение кофеина, теобромина и теофиллина в лекарственных смесях. Автореф. дис. каид. Львов, 1970.

Alcon A. El equlibrio hidrofilico-lipofieico еп la seleccion de emulsificantes.—'«Ingenieria quimica», 1963, N. 2, p. 34—39.

Alexander H. E., Chun H. C., Martin A. N. Measurement of Hydro- phile-lipophile Balance of Surface — Active. Agents. — «J. Pharm. Sci», 1961, N. 9, v. 50, p. 732—736.

Ames G. R. Surfactants based on sucrose. — «Paintindia», 1962, v. 12, N. 7, p. 20.

Ames G. R. Surfactants based on sucrose. — «Trop. Sci.», 1962, v. 4, N. 2, p. 64.

Ames G. R., Blackmore H. M., King T. A. The reaction of sugars with alkyl halogenomethyl ethers. — «J. Appl. Chem.», 1964, v. 14, N. 11, p. 503.

Ancona A. Esteri degli acidi grassi del saccarosio brevi cenni.— «Bull. Chim. Farm.», 1958, v. 97, N. 7, p. 401.

Anderson R. A, Emulsifier balance. — «Australs. J. Pharmacy», 1961, v. 49, N. 498, p. 570—572.

Anderson R. A., Melstad L— «U. S. pat.», N 908681, 13/X 1959 (Реф. ж. хим., 1961, 1, H312).

Astrup T., Alkjaersig M. Quaternary Detergents and the activity of tripsin and plasmin. — «Nature», 1951, p. 565.

Baba Tomio, Busita Takesi.— «J. Chern. Soc. Jap. Ind. Chern. Sec.» 1964, v. 67, N. 12, p. 2077—2081. (Критические концентрации ми- целлообразовапий и солюбилизирующая способность эфиров сахарозы жирных кислот.— «Реф. ж. хим.», 1965, 18, Р384).

Babayan V., Atikian А.—«И. S. pat.» N. 29487, 17/VIII 1960. («Реф. ж. хим.», 1961, 23, Н320).

Bayer E. — «Brit, pat.», N. 239726. — «Chern. Abs.», 1926, 20, 2167. J Becher P. Nonionic surface-active compounds. IV. Micelle formations by polyoxyethylene alkanols and alkyl phenols in aqueous Solution.— «J. Coll. Sci.», 1961, N. 16, p. 49.

Becher P. Emulsions: Theory and Practice. New York, Reinhold Publ. corp., 1965, p. 232 -263.

Benigno P., Berty T. «Boll, ist sieroterap. miian», 1951. N 30. n Ou (пит. no А, Шварц, Дж. Перри, Дж. Берч. Поверхностноактивные вещества и моющие средства. М., 1960, с. 277).

Berclay J— «Brit. pat.», N. 809815, 4/111 1959. (Реф. ж. хим 1961, 4, Н 27).

Berger М. L — «U. S. pat.», N. 2951015, 30/V11I 1960. («Реф. ж. хим.», 1961, 20, Л344).

Bergwein К. Fettsaure-Zuckerester und oberflachenaktive Substanzen aus Zucker.— «Riechstoffe, Aromen, Korperpflege— mittel», 1967, v. 17, N. 3, p. 110—112./

Bergwein K. Emulsionstechnologie und «HLB»— Wert.— «Fette,!

Seifen, Anstrich.», 1967, v. 69, N. 5, p. 353—355.i

Berry L. J., Starr R. IF., Haller E. C. The effect of surfaceactive on phagocytosis.— «J. Bact.», 1949, v. 57, N. 6, p. 603.

Berthelet M. Sur les combinaisons des sucres aves les acides on saccharides.—>«Ann. Chim. et Phys.», 1860, v. 60, N. 3, p. 93—104.

Boublik V,—«CSSR pat.», N. 127723, 15/VI 1968.

Bricknell K., Hewmann E. — «Brit, pat.», N. 8593305, 18/1 1961. ■

Broniarz I., Rogala AL, Szymanowski L «Zdolnosc pioraca estrow sacharozy i kwasow tluszczowych.— «Tluszcze srodki piorace kosmet», 1969, v. IS^N. 5, p. 180—185.

Cardy Ch., Schild F„ Wicker R.— «Brit, pat.», N. .890205, 28/11 1969. («Реф. ж. хим.», 1964, 15, P348).

Carter P. Application of emulsification theories to cosmetic formulation. — «Am. Perfum.», 1962, v. 77, N. 8, p. 26—34.

Ceriona P. Gli agenti emulsionanti in campo farmaceutico. — «Corierre del Farmacista», 1963, v. 18, N. 13, p. 207—209.

Chun Alexander H. C., Joslin R. S., Martin Alfred N. Measurement of hydrophile — lipophile balance of surface active agents.— «J. Pharmac. Sci», 1961, v. 50, N. 9, p. 732—736.

Cleyton J. O., Lidnstrem E. G., Steward F. A. — «U. S. pat.», N. 2700022, 18/1 1955. — «С. A.», 1955, v. 49, p. 6596c.

* Colson R. Autores applications des sucresters et des sucroglycerides en cosmetique et en parfumerie. — «Parfum., cosmet. savons.», 1961, v. 4, N. 10, p. 405—408.

Colson R. Sucroesters anl sucroglyserides: Other application in cosmetics and perfumery. — «Soap. Perfum a. Cosmet», 1962, v. 35, N. 2, p. 145—147.

» Coppa-Luceari G. Les sucroglicerides.—'«Jon», 1965, v. 25, N. 291, p. 546—553.

Crampton C., Schild F., Wicker R. — «Brit, pat.», N. 890205, 28/11 1962. (Реф. ж. хим.», 1963, 5, P337).

Crecelius S. В. — «U. S. pat.», N. 3018282, 23/1 1962. («Реф. ж. хим.» 1963, 6, P334).

Groes R., Ruyssen R. Contributions a 1’etude de Fhemolyse. IV. Relations quantitatives dans l”hemolyse par le cetulsulfate et Ie laurylsulfate de sodium radio aczifs. — «Bull. Sos. Chim. Biol.», 1951, N. 33, p. 1837—1847.

IQ2

Curtis G. W\— «U. S. pat.», N. 2999858. — «J. Amer. Soc.», 1961. N. 38, p. 618.

D’Amato V.— «U. S. pat.», N. 3054789, 13/IX 1959. (Реф ж. хим., . 1964, 5, P370).

D’Amato V.— «В. R. D. pat.», N. 1158486, 11/VI 1964. («Реф. ж. хим.,» 1965, 12, P399).

Davies J. D.— Proc. 2 nd Int. Congr. Surf. Activ London, 1957, v. 1, p. 409—426.

«Denmark pat.», N. 112608, 19/V 1969. («Реф. ж. хим.», 1970. 7, H583).

Davis В. D., Dubos R. I. Serum albumin, free and esterified oleic acid and dipase in relation to cultivation of the tubercle bacillus.—«Arch. Biochem.», 1946, N. 11, p. 201—203.

Davis T. С. M.—«U. S. pat.», N. 29487916, 9/VIIl 1960. («Реф. ж. хим.» 1961, 23, H321).

Duckova К.. Gruntova Z., Mandak M., Simonovicova D. Estery sacha- rozy ako nove pomocne latky vo farmacii. IV. Moznosci pouzitia vo funkcii stabilizatorov suspenzii — «Ceskoslov. farmac.», 1968, v. 18, N. 2, p. 73 — 79.

Duckova K., Gruntova Z., Mandak M., Estery sacharozy ako nove pomocne latky vo farmacii. V. Dispergacna ucinnost v suspen- ziach hydrofobnych a hydrofilnych latok.— «Cs. farm.», 1972, v. 21, N. 6, p. 255 — 260.

Duell H.E.— «W S. pat.» N. 3160565, 8/XII 1964.

Eldib I. A, How are we moving toward biodegrability?—«Petrol. Manag.», 1963, v. 35, N. 11, p. 201—203. («Реф. ж. хим.», 1967, 6, H357).

Enie S„ Kazouki J.— «Jap. pat.», N. 7762, 16/V 1968. («Реф. ж. хим», 1973. 4, P500).

Fasola G. L., Rovesti P. Pouvoir plastifiant et antivaporant des . sucroesters et des sucroglycerides.—«Parfum. Cosmet. Savons.», 1961, v. 4, N. 9, p. 367—371.

Feuge R. O., Weiss T. J. Brown M. Preparation of sucfose esters by interesterification.—«J. Am. Oil. Chem. Soc.», 1970, v. 47, N. 2, p. 56—60.

«Franc, pat.», N. 7630 m., 26/1 1970.. («Реф. ж. хим.», 1972, 17, H330).

Gaertner V. R. Sucrose ether- and ester-linked surfaktants.—«J. Am. Oil. Chem. Soc.», 1961, v. 38, N. 3, p. 410—418.

Gaertner V. R.—«U. S. pat.», N. 2973353, 28/11 1961. («Реф. ж. хим.», 1962, 9, H413).

Gates R. L., Sandsted R. M. Effect of a cationic detergent on the digestion of raw cornstarch in vitro.—«Science», 1952, N. 10, 482.

Gerhardt W7., Liebschner W. Zuckertenside — eine fiir Kosmetika interes- sante Stoffklasse— «Parfum und Kosmet.», 1970, v. 51, N. 11, p. 367—374.

Goins R. H„ Davis H. £.—«U. S. pat.», N. 3096324, 2/VII 1963. («Реф. ж. хим.», 1965, 14, P294).

Grass A. T., Feuge R. O. Properties of the fatty acid esters om amylose. — «J. Am. Oil. Chem. Soc.», 1962, v. 39, N. 11, p. 19—24.

Griffin W. C.—«J. Soc. Cosmet. Chem.i», 1949, N. 1, p. 311.

Griffin W. С,—«J. Cosmet. Chem.», 1954, N. 5, p. 249.

Griffin W. C„ Behrens R. IF.—«Canad. pat.», N. 1512675, 10/V 1955. («Реф. ж. хим.», 1957, 23, 75833).

Gruntova Z., Mandak M., Duckovd K. Estery sacharozy ako nove pomocne latky vo farmacii. III. Moznosti pouzita v maslovych zakladach.—«Ceskosl. farmac.», 1967, v. 16, N. 6, p. 263—268.

Gruntova Z, Mandak M„ Kegel B. Estery sacharozy ako nove pomocne latky vo farmacii. II. Sacharozoglyceridy ako emulgenty pre farmaceuticke masti.—«Ceskosl. farmac.», 1967, v. 16, N. 6, p. 257—262.

Harris B. R.—AJ. S. pat.», N. 191725011, 11/VII 1933. («Chem. Abs.», 1933, 27, 4601).

Harris R. S., Sherman H., Jeter W. N. Nutritional and patbelogical effects of sorbitan monolaurate, and polyoxyathylene monostearate When fed to rats.—«Arch. Biochem.», 1951, v. 34, N. 2, p. 249—265.

Haumer J., Ranny M„ Novak J., Prachac /.—«CSSR pat.», N. 112656, 15/XI 1964. (Реф. ж. хим., 1966, 10, p 420).

Hazleton L. W. Relation of surface-active properties to inritation of the rabbit eye.—«Proc.Sci. Sect. Toilet Goods Assoc.», 1952,

N. 17, p. 5.

Has K., Messmer E. Uber die Synthese von Fettsare-Derivaten der Zuckerarten.—«Berichte», 1921, B. 54. S. 499—523.

Hockenhull D. Inhibition of a succinic aerodehydrogen as a system by surface-active agents.—«Nature», 1948, N. 11, p. 162.

Hop^t H., Riehm T.—«Sweizar. pat.», N. 353345, 31/V 1961. («Реф ж. хим.», 1962, 13, H389).

Hopkins H., Small L. F. An investigation of some farmaceutical applications of certain fatty acid esters of cucrose—«J. Am. Pharmac. Assoc. Sci. Ed.», 1960, V. 49, N. 4, p. 220—224.

Huber W. F.—«U. S. pat.», N. 2997490, 22/VIII 1961. («Реф. ж. хим.», 1962, 20, H247).

Huber W. F.—M. S. pat.», N. 2997493, 22/VIII 1961. («Реф. ж. хим.», 1962, 21, H268).

Huber IF. F., Martin J. B. — «U. S. pat.», N 2997491, 22/VIII 1961. («Реф. ж. хим.», 1962, 21, H267).

•♦■ Hunger G. Action cutanee de produits de beaute a base de sucroesters et de sucroglycerides.—«Parfum. Cosmet. Savons.», 1961, v. 4. N. 10, p. 409—412.

I. (T^Farbenindustrie Akt. Ges. in Frankfurt a. M. «German, pat.», N. 478127, 6/VI 1929,—«Chern. Abs.», 1929, 23, 4229.

Isikava T. Paper chromatography of sucrose esters.—«J Chem. Soc. Jap., Ind. Chem. Soc.», 1963, v. 66, N. 5, p. 715—717.

Isikava T.—«Jap. pat.», N. 8610, 18/IV 1967. («Реф. ж. хим.», 1969, 13, P487).

Ismail R M„ Simons H. «Fettsaurezuckerester mit schwach hydrophi- len Gruppen in Fettrest.—«Fette, Seifen, Anstrich». 1964, v. 66, N. 3, p. 214—215.

Ismail R. M., Simons H. Uber biologisch abbaubare Zuckerester als Detergentien.—«Fette, Seifen, Anstrich», 1965, v. 67, N. 5, p. 345—347.

Ismail R. M., Simons H„ Corsepius H.—«German, pat.», N. 1518251, 16/VI 1971. («Реф. ж. хим», 1971, 4, P500).

Janowitz H. D., Hollander F., Marshak R. H. The effect of «Tween-65» and «Tween-80» on gastrointestinal motility in man., «Gastroen- terologu», 1953, n. 24, p. 510—516.

Kahovcoval.— «CSSR pat.», N. 114106, 15/IV 1965. («Реф. ж. хим.»,' Kline IF. A. Effects of detergents on surface and ground water prob- 1967, 7, P437).

Kahovcova J., Haunter J., Korber Z. Reesterificace methylesferu mastne kyseliny sacharozou.—«Prumysl. potravin», 1964, v. 15, N. 9, p. 477—479.

Kiitiro K. e. a.—«Arch. Prati. Pharmacy», 1962, v. 22, N. 3, p. 160—163- (Исследование эфиров сахарозы. I. Колориметрическое определение эфиров сахарозы. «Реф. ж. хим.», 1964, 4, Н294).

Kiitiro К. е. а.— «Arch. Pract. Pharmacy», 1962, v. 22, No 3.

p. 163—167. (Исследование эфиров сахарозы. II. Устойчивость сахарозы. «Реф. ж. хим.», 1964,4, Н295).

Kijemia К. е. а.— «Jap. pat.», N. 29731, 20/X1I 1968.

Kline W. A. Effekcts of detergents on surface and ground water problems.—«J. Am. Oil. Chern. Soc.», 1963, v. 40, N. 11, p. 656—659.

Kioroglian S. Estteri del saccorosio. Loro impegni technological alimen- tari e parafarmaceutici.—«Olli mineral, grass!, color! e vernici», 1959, v. 36, N. 11, p. 441—443.

Komori S., Nisuhi H.—«Jap. path», N. 21717, 11/XI 1961. (Реф. ж. хим. 1963, 17, P275).

Komori S., Okahara M.—«Jap. pat.», N. 19594, 17/X 1961. (Реф. ж. хим.», 1963, 16, Н220».

Komori S., Okahara M.— «Jap., pat.», N. 4448, 13/VI 1962. (Реф. ж. хим.», 1962, 22, ИЗ 10).

Komori S„ Okahara M —«U. S. pat.», N. 3102114, 27/VIII 1963. (Реф. ж. хим.», 1965, 7, P363).

Komori S., Okahara Al.—«Jap. pat.», N. 825, 16/IV 1962. («Реф. ж. хим.», 1963, 7, P335).

Komori S., Okahara M. «Jap. pat.», N. 4448, 13/VI 1962. (Реф. ж. хим.», 1964, 13, P491).

Komori S., Okahara M., Shiasugi.—«J. Chern. Soc. Jap., Ind. Chern. Soc.», 1959, v. 62, N. 2, p. 220—224. (Новые растворители для синтеза эфиров с жирными кислотами. «Реф. ж. хим.», 1960, 2, 6739).

Konishi К., Inoue Н., Taniguchi N. Analysis of sucrose esters of long- crain fatty acids on sephadex LH-20.—«J. Chromatogr.», 1971, v. 54, N. 3, p. 367—372.

Kramer H., Hofer H., Schllenberg W.— «German. pat.», . N. 1081607, 24/XI 1960. («Реф. ж. хим.», 1962, 7, Л385).

Kroller E. Untersuchungen zum Nachweis von Emulgatoren in Leben- smitteln. 3. Mitteilung.—«Fette, Seifen, Anstrich», 1963, v. 65, N. 6, p. 482—488.

Kibie IV., O'Donnel J., Feeler H., Cowan J. Emulsifiers derived from linseed oil and their potential use in coatings.—«J. Am. Oil. Chern. Soc.», 1963, v. 40, N. 3, p. 105—107.

Kulovana H., Pitler P. Der biologische Abbau von Tensiden auf Basis von Fettsaureestern der Saccharose.—«Tenside», 1966, v. 3, N. 9, p. 322—326.

Ledoga S. P. A.— «Belg, pat.», N. 624273, 15/11 1963. («Реф. ж. хим.», 1966, 6. P489).

Ledoga S. P. A.— «Belg, pat.», N. 624765, 1/Ш 1963. («Реф. ж. хим.», 1966 2, P404).

Ledoga S. P. A—«Franc. pat.», N. 1336655, 29/VII 1963. («Реф. ж. хим.», 1965, 6, P449).

Leloga S. P. A.—«Franc, pat.» N. 1338709, 19/VIII 1963. («Реф. ж.

, хим.», 1965, 7, P268).

Linaw F., Ruttloff H. Zum diinnschichtchromatographischen Nachweis von Methylester gesattigter langkettiger Fettsauren is Saccharose-

Fettsaureester.—«Nahrung», 1964, v. 8, N. 3, p. 258—259.

Loomis T. A., Beyer R. E. Heparinlike anticoagulant action of 8и11опаЛИ ted linins from commercial waste sulfite liquor.— «J. Pharm. Exptl.

Therap.», 1953, N. 109, p. 21—25.-

Lorant E. J.—«U. S. pat.», N. 1459590, 22/V 1934.—«Chem. Abs.», W 1934, 28, 4432.Я

Mandak M., Gruntova Z„ Duckova K. Estery sacharozy ako nove | pomocne latky vo farmacij. I. Uvodna cast-chemismus a priprava, Я vlasnosti a pouzotie.—«Ceskosl. farmac.», 1965, v. 14, U. 10, p. 513—517.I

Manneck FL Zucker-Fettsaureester deren Herstellung, Eigenschaften und Verwednung.—«Seifen-Ole-Fette-Wadche», 1962, v. 88, N. 6, p. 133—136.

Martin 1. B..— «U. S. pat.», N. 2997492, 22/VIII 1961. («Реф. ж.

хим. 1962, 20, H248).j

• Marta J.— «J. Jap. Oil. Chem. Soc.», 1967, v. 16, N. 3, p. 93—103.

(Применение комплексов полимеров с поверхностиоакТивными ■ веществами. Реф. ж. хим.», 1968, 1, Р417).И

Maruta J.— «J. Jap. Oil. Chem. Soc.», 1967, v. 16, N. 3, p. 93—103. ■ formation by inactivating agents.— «J. Am. Chem. Soc.», 1954, 1 N. 76, p. 2948—2952.

Middlebrok G„ Dubos R. J. The effect of tubercle bacilli on the antigenecity of a synthetic ester of oleic acid. — «J. Immunol.», 1947, N. 56, p. 301—306.

Mieth G., Linow F. Zum Einsatz und zur Anaiytik von Saccharose — Fettsaureestern. — «Z. Zuckerind», 1967, v. 17, N. 10, p. 528—531.

Mihara K., Takaoka K.— «J. Chem. Soc. Jap. Ind. Chem. Soc.», 1959, 62, N. 3, p. 389—393. (Моноэфиры сахарозы с рицинолевой кисло- той и 12-кетоол еиновой кислотой. «Реф. ж. хим.», 1960, 20, л 82596).Я

•Mihara К., Takaoka К. — «J. Chem. Soc. Jap. Ind. Chem. Sec.», 1959, *■ v. 62, N. 3, p. 393—395. (Диэфиры сахарозы с рициполевой кисло- Я той и 12-кетоолеиновой кислотой. «Реф. ж. хим.», 1960, 20, Я 85297).Я

Mima Н. Pharmaceutical prepus. VII. Solubilization of vitamins A and Я D. — «J. Pharmac. Soc. Jap.», 1958, v. 78, N. 4, p. 381—386.Я

Mima H. Pharmaceutical preparations. VIII—IX. Solubilization of 1 vitamins A and D. 5. Solubilization with sucrose monoesters.— Л «J. Pharmac. Soc. Jap.», 1958, v. 78, N. 9, p. 983—992.Я

Mima H., Kato M. Pharmaceutical prepus. X. Solubilization of vitamins Я A and D.— «Annual Repts Takeda Res. Lab.», 1959, N. 18, Я p. 160—166.■

Mima H., Kato M. Pharmaceutical prepus. XI. Solubilization of Я vitamins A and D. 7. Viskosity of aque-solubilized with sucrose Я monoesters. — «J. Pharmac. Soc. Jap.», 1961, v. 81, N. 1, 32—36. Я

Mima H., Kato M„ Yotsuzuka M. Pharmaceutical prepus XII. Я Solubilization of vitamins A and D. 8. Solubilization with raffinose Ц fatty acid esters. — «J. Pharmac. Soc. Jap.», 1961, v. 81, N. 1, 4 p. 37—40.|

Mima H., Nisikava M.— «Jap. pat.», N. 6746, 6/VI1I 1959. («Реф. ж. | хим.», 1962, 12, Л259).-J

Moncrieff R. W. Oral non-toxicity of surfactants. — «Soap, Parfum. a. i Cosmet.», 1969, v. 42, p. 447—450.■ л

Mori 7\—«Jap. pat.», N. 7312, 6/VIII 1962. («Реф. ж. хим.», 1964, 15, j

P349).Я

Mori T.— «Jap. pat.», N. 9966, 1/VIII 1962. (Реф. ж. хим.», 1966, 1, p. 322).

Nakanisi К. — «Food Ind.», 1966, v. 9, N. 22, p. 78—85. (Исследование действия эфиров жирной кислоты сахароз и их смесей. «Реф. ж. хим., 1967, 5. Р441).

Nakano G. Effect of some surface-active agents upon the absorption of digitalis preparation administered per stomach in frogs. — «Phoia Pharmacol. Jap.», 1953. v. 49, N. 1, p. 1—9.

Napoleone C. 1 sucroesteri: nuovi tensiattivi farmacia ed in cosmetologia. — «Chimica», 1964, v. 40, N. 1, 23—27. .

Neki H. e. a.— «Jap. pat.», N. 11841, 23/VIII 1962; N. 11842, 23/VIII 1962. («Реф. ж. хим.», 1963, 20, H248, H251).

Neki H. e. a.—«Jap. pat.», N. 11845, 23/VIII 1962. (Реф. ж. хим.», 1963, 20, H247).

Nobile L. Generalites et possibilites d'utilisation des sucroesters et e des sucroglyceridts.— «Parfum. Cosmet. Savon.», 1961, v. 4, N. 7, p. 277—281.

Nobile L. Detergcnti biodegradabili da saccarosio e trigliceridi.— «Riv. Itai. Sostanze Grasse», 1964, v. 11, N. 10, p. 501—504.

Nobile L. Tensioattivi atossici e biodegredabili. — «Rev. Itai sostanze grasse.», 1965, v. 42, N. 4, 198—207.

Nobile L.—«Franc, pat.», N. 1379639, 19/X 1964. («Реф. ж. хим.», 1966, 8, P475).

Nobile L„ Allegrini R., Poma A.— «Sved. pat.», N. 199843, 23/XI 1965. (Реф. ж. хим., 1967, 5, p. 402).

Nobile L., Allegrini R., Poma A. — «Sweizar. pat.», N. 422749, 29/IV 1967. («Реф. ж хим.», 1969, 1, P430).

Nobile L., Rovesti P., Svampa M. B. Studio ulTazione cutanea degli esteri del saccarosio, sucroglyceridi e derivati qual detergenti ed emulsionanti in cosmetica.— «Chimica», 1963, v. 39, N. 11, p. 761—770.

Nobile L, Rovesti P„ Svampa M. B. Study von the skin of sugar esters, sucroglycerides and derivatives when used as detergents and emulsifiers in cosmetics. — «Am. Perfum. a. Cosmet.», 1964, v. 79, N. 7, p. 19—28.

Novak J. Zpusob izolace esteru mastnych kyselin se sacharoou. — «Prumysl potravir», 1966, v. 17, N. 8. p. 421—422.

Novak I., Haumer 1., Ranny M., Prachar J. — «CSSR pat.», N. 112657, 5/X1 1964. («Реф. ж. хим.», 1966, 10, P421).

Novak J., Prachar I., Haumer J., Ranny M. — «CSSR pat.», N. 116089, 15/IX 1965. («Реф. ж. хим.», 1967, 19, P395).

Novak 1., Prachar L, Ranny M., Haumer /. — «CSSR pat.», N. 116090, 15/V 1965. («Реф. ж. хим.», 1967, 17, P457).

Osipow L. The sugar esters in cosmetics.—«J. Soc. Cosm. Chem.», 1956, v. 7, N. 3, p. 249—255.

Osipow L. Les esters de sucrose dans les cosmetiques. — «Parfum., Cosmet., Saxon», 1957, N. 131, p. 17—20.

Osipow L., Rosenblatt W. Microeinulsion process for the preparation of sucrose esters. — «J. Am. Oil. Chem. Soc.», 1967, v 44, N. 5 p. 307—309.

Osipow L. J., Snell F. D. Comporison of fatt у acid esters of sucrose and polyoxyethylene in brilt detergent compositions. — «J. Am. Oil. Chem. Soc.», 1961, v. 38, N. 4, p. 184—189.

Osipow L. J., Snell F. D., Hickson J. L. Interaction of sucrose

monolaurate with other surface-active agents. — «J. Am. Oil. Chem. Sci.», 1968, v. 35, N. 3, p. 127—129.

Osipow L. J., Snell F. D., Marra D., York IV. C. Surface activity of monoesters fatty acid esters of sucrose. — «Ind. a. Eng. Chem.», 1956, v. 48, N. 9, p. 1462—1464.

Osipow L J., Snell F. D., York W. C., Finchler A. Surface activity of monoesters fatty acid esters of sucrose. — «Ind. a. Eng. Chem.», 1956, v. 48, N. 9, p. 1459—1462.

Otake T„ Tamate 0. Isolation of sucrose monoesters by liquid-liquid extraction. — «J. Chem. Soc. Jap., Ind. Chem. Soc.», 1964, v. 67, N. 5, p. 809—812; 1964, v. 67, N. 10, p. 1586—1589.

Passedoiiet H. Proprietes de surface des esters ' d’asides gras du saccharose et des sucroglycerides. — «Parfum., Cosmet., Savons», 1961, v. 4, N. 9, p. 350—354.

Passedoiiet H. Proprietes de surface des esters d’acides gras du saccharose et des sucroglycerides. — «Instantanes chim.», 1961, N. 24, p. 32—37.

Passendouet H. Esters de saccharose et derives. — «Ind. aliment, e. agric.», 1964, v. 81, N. 7, p. 705—712.

Perry T. W., Beeson W. W., Vosteen B. W. The effect of an antibiotic or a surfactant on the growth and carcass composition of swine. — «J. Animal Sci.», 1953, v. 12, N. 3, p. 310—315.

Pethica B. A., Schulman J. H. The physical chemistry of haemolysis by surface-active agents. — «Biochem. J.», 1953, v. 53, N. 2, p. 177—185.

Pilpel N. Sugar detergents. — «Research.», 1959, v. 42, N. 2, p. 68—74.

Pollitzer E. — «U. S. pat.», N. 2974134, 7/III 1961. («Реф. ж. хим.». 1962, 8, H388).

Pollitzer E. — «YS. S. pat.», N. 2976275, 21/III 1961, («Реф. ж. хим.», 1962, 8, H387).

Ponder E., Ponder R. The combination between hemilysins and red cells or ghosts as studied with a radioactive lysin and with hew color reactions. — «J. Gen. Physiol.», 1954, v. 37, N. 3, 411—419.

Prigal S. — «U. S. pat.», N. 3492394, 27/1 1970. («Реф. ж. хим.», 1971, 4. H596).

Pilschel F. Die Entwicklung der granzflachenactiven Stoffe und ihrer Rohstoffqueiien.— «2. Chem.», 1963, v. 3, N. 9, p. 338—346.

Ranny M. Biologicky odburatelne saponaty.—«Prumysl. potravin», 1956, v. 16, N. 8, p. 419—422.

Ranny M., Novak J. Estery mastnych kyselin se sacharozou.—«Prumysl potravin», 1961, v. 12, N. 5, p. 232—236.

Raphael L. Detergents and surfactants.—«Manufact. Chem.», 1963, v. 34, N. 3, p. 116.

Rhodes C. A. Sucrose esters as surface active agents.—«Chem. Prod.», _ 1958, v. 21, N. 9, p. 320—323.

Roberts J. E., Bhatia V. N. Technique for the Rapid Determination of ' HLB and Required HLB Values.—«J. Pharmac. Soc. Jap.», 1961, v. 50, N. 8, p. 708—709.

Rosen M. J., Kayehving A.—«U. S. pat.», N. 3092618, 4/VI 1963. («Реф. ж, хим.», 1965, 6, P450).

Roussos M.— «d'analyse des esters de saccharose et des sucro- glyserides.—«Instantantes chim.», 1961, N. 24, p. 17—31.

Roussos M. Metodi di analisi degli esteri del saccarosio e dei sucrogly-. ceridi.—-«Riv. ital. sostanze grasses, 1962, v. 39, N. 9, p 451—463.

Rovesti P. Applicazioni practiche degli esteri del saccarossio in cosme- 108

si.—«Riv. ital. essenze, profumi, piante offic. oli veget. sapon», 1961, v. 43, N. 9, p. 407—409.

Rovesti P. Formuies cosmetiques de cremes et de laits de beaute ren- fermant des sucresters et des sucroglycerides.—«Parfum., Cosmet., Savons.», 1961, v. 4, N. 10, p. 401—404.

Rovesti P. Gli esteri der saccharosio in cosmesi.—«Rev. ital. essenze, profumi, piante offic., saponi», 1961, v. 43, N. 1, p. 31—39.

Rovesti P., Morini P. Nuove esperienze suii'azione ortodermica degli esteri saccharosio.—«Riv. ital. essenze, profumi, piante offic., aro- rni, saponi, 1964, v. 46, N. 12, p. 596—597.

Schafiroff B. G., Muhlolland J. H., Baron H. C. Intravenous infusion intro human subjects of fractionated coconut oil emulsions.—«Proc. Soc. Exptl. Biol. Med.», 1952, v. 79, p. 721—723.

Schick M„ Atlas S., Eirich F.— «J. phys. chem.», 1962, N. 66, p. 1326.

Schneider F, Geyer H. U. Granzflachenaktive Zuckerderivate.—«Tensi- de», 1967, v. 4, N. 10, p. 330—334.

Scholtan IF.—«NRD pat.», N. 1065564, 10/III 1960. («Реф. ж. хим.», 1961, 10, A454).

Scholtan IF., Matthaeus G.—<BRD pat.», N. 1080265, 13/X 1960. («Реф. ж. хим.», 1961, 23, Л380).

Schonfeld N. (Шенфельд H.) Моющие средства. М., 1965. (Пер. с нем.).

Schweisheimer IF. Detergents aus Zucker. — «Reichstoff. u. Arom.», 1957, N. 8, S. 336—338.

Schweisheimer IF. Les detergents obtenus et partis du succre. — «Parfum., Cosmet., Savons.», 1958, v. 1, N. 6, S. 242—243.

Schweisheimer IF. Reinigunsmittel aus Zucker. — «Zucker», 1957, N. 24, S. 543—544.

Schweisheimer IF. Neue chemische Stoffe aus Zucker. — «Z. Zucke- rind.», 1960, N. 4, S. 202—203.

Schwartz A. M., Perry I. IF., Berch J. (Шварц А., Перри Дж., Веря Дж.) Поверхностноактивные вещества и моющие средства. М , 1960 (пер. с англ.).

Simons Н. Neue Detergentien auf dec Rohstoffbasis Zucker — «Z. Zuckerind.», 1963, v. 13, N. 8, S. 461—463.

Simons H., Ismail R. Uber Waschaktivitat hydroxylierter Fettsaurenzuckerester. — «Angew. Chem.». 1963, v. 75, N. 16—17 p. 791—792.

Takenaka H. e. a. «Ann. Proc.» Gifu. Coil. Pharmac.», 1962, № 12, p. 33—37. (Исследование фармацевтического применения сложных эфиров сахарозы и жирных кислот. I. Влияние сложных эфиров сахарозы и жирных кислот иа устойчивость витамина А. «Реф. ж. хим.», 1963, 17, Н233).

Takuhuti Н., «Up-to-Date Food Process»., 1970, v. 5, N. 6, p. 31—34. (Развитие производства пищевых продуктов, содержащих эфиры жирных кислот и сахарозы, и их применение. «Реф. ж хим » 1971. 1, Р14).

Tamate Е. — «Jap. pat.», N. 18671, 18/IX 1963. («Реф. ж. хим.», 1966t 2, Р355).

Tamate Е„ Otake Т., — ^. Jap. Oil. Chem.», 1967, v. 16, N. 7, p. 395—401. (Эфиры сахарозы и жирных кислот с длинной цепью. «Реф. ж. хим.», 1968, 7, Р438).

Teri J., Novak J. Emulgator pro zemedelske kosmeticke ucely.— «Prumysl potravin», 1969, v. 20, N. 12, p. 368—370.

Tompson В., Hammond M. «Brit, pat.», N. 826801, 2/1 1960. («Реф. ж. хим.», 1960, 18, 75080).

Tidwell H. C. Mechanism of fat absorbtion as evidenced by chylomicrographic studies. — «J. Biol. Chern.», 1950, v. 182, p. 405—414.

Toga J. —«Jap. pat.», N. 11097, 21/IV 1970. («Реф. ж. хим.», 1971, 5, P323).

Tossatto Л., Rovesti P. Gli estratti totali di torula e di lievito et il loro impiego in cosnietologia. — «Riv. ital. essenze, profumi piante offic. aromi, saponi, cosmet, aerosol», 1969, v. 51, N. 9, p. 479—486.

Touey G„ Davis H — «U. S. pat.», N. 3057743, 9/X 1962. («Реф. ж. хим.», 1964, 15, H49).

Tucker N. 5, —«U. S. pat.», N. 2831856, 22/IV 1958.

Ulsperger E. Verwendung von Rohrzucker dei der Herstellung von grenzflachenaktiven Stoffen (GASt) — «Monatsber. Dtsch. Akad. Wlss. Berlin», 1963, v. 5, N. 6. p. 398—402.

Wachs W., Hayano S. Uber Beziehungen zwieschen JILB-Wert und kritischer Micellkoncentration (CMC) bei Fettsaure-monoestern der Saccharose. — «Fette, Seifen, Anstrich.», 1963, v. 64, N. 11, S. 1043—1046.

Wainino IF. W., Aronoff M. Effect of some surface-active agents on cvtochrome oxidase.—«Arch. Biochem. Biophys», 1955, v. 57, N. 1, p'. 115—125.

Walker G. Zuckerester und ihre Anwendung. — «Seifen-ole-Fette- Wasche.», 1964, v. 90, N. 4, S. 81—82.

Wicker R. J., Gates At.— «Brit, pat.» N. 872993, 5/VII 1961. («Реф. ж. хим.», 1962, 13, H390).

Wilfonseder L. Fettsaure-Zuckerester und oberflachenactive Substanzen aus Zucker und ihrer Bedeutung als kosmetische Emulgatoren.— «Kosmet. Monatschr.», 1970, v. 19, N. 5, S. 10—11.

Woodhour A. F„ Stim T. B — «Sved. pat.», N. 322018, 23/III 1970. («Реф. ж. хим.», 1971, 5, H504).

Zajic J., Auerswald B. Estery mastnych kyselin se sacharozou. II. Priprava mono a diesteru kyseliny olejove a linolove se sacharozou. — «Sb. Vysoke skoly chem-technol. v. Praze. Potravin technol.», 1963, v. 7, N. 2, p. 205—213.

Zajic J., Bares M. Estery mastnich kyselin se sacharozou I. Priprava monoesteru a diesteru kyseliny laurove a stearove se sacharozoul. — «Sb. Vysoke skoly chem.-technol. v. Praze. Potravin technol.», 1963, v. 7, N. 1, p. 151—166.

Zajic J., Bares AI. Estery mastnijich kyselin se sacharozou. Stanoveni dimetylformamidu v esterach sacharozy pomoci infracervenych spekter.— «Sb. Vysoke skoly chem. technol. v. Praze. Potravin technol.» 1964, v. 7, N. 2, p. 215—222.

Zajic I., Bares M.— «CSSR. pat.», N. 120755, 15/XII 1966. («Реф. ж. хим.», 1969, 1. P434).

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЧАСТЬ I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОВЕРХНОСТНО

АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВАХ 3

Глава 1. Классификация поверхностноактивных веществ 3

Анионные ПАВ 4

Катионные ПАВ 6

Амфолитные ПАВ 7

Неценные ПАВ 7

Глава 2. Гидрофильно-липофильный баланс поверхностноактивных веществц

Гидрофильно-липофильный баланс как метод оценки ПАВ п

Величины ГЛ Б . для некоторых групп ПАВ, используемых в фармацевтической практике .. '15

Глава 3. Токсикологическая и биологическая оценка поверхностноактивных веществ 19

Токсикологическая оценка ПАВ19

Фармакологическое действие ПАВ21

О биологическом разрушении детергентов....25

Физиология и токсикология жиросахаров....26

ЧАСТЬ 11. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ЖИРОСАХАРОВ

Глава 4. Сложные эфиры многоатомных спиртов, моно-, ди-, три-, полисахаридов и высших жирных кислот .29

Эфиры моносахаридов _29

Эфиры дисахаридов — эфиры сахарозы и высших жирных кислот. Синтез эфиров сахарозы и высшнх жирных кислот . 31

Анализ эфиров сахарозы и высших жирных кислот ..47

Физико-химические свойства эфиров сахарозы и высших жирных кислот .[у

Эфиры трисахаридов (раффинозы) ......74

Эфиры полисахаридов (амилозы)75

Глава 5. Сахароглицериды и другие производные сахаров

Сахароглицериды .75

Другие ПАВ на основе сахаров77

ЧАСТЬ III. ПРИМЕНЕНИЕ ЖИРОСАХАРОВ79

Глава 6. Применение жиросахаров в технологии лекарств 79

Общие замечания79

Эмульгирующие-свойства жиросахаров79

Жиросахара в приготовлении эмульсионных мазевых основ83

Солюбилизирующеедействиежиросахаров ....85

Другие лекарственныеформы89

Глава 7. Применение жиросахаров в косметике и парфюмерии 92

Общие замечания92

Жиросахара как вспомогательные вещества в приготовлении различных композиций — шампуней, кремов, паст, моющих и ароматических средств 93

Применение жиросахаров в качестве, детергентов моющих средств96

Глава 8. Использование жиросахаров в пищевой и других

отраслях промышленности 97

Литература99

Жогло Федор Андреевич

ЖИРОСАХАРА

(Получение, свойства, применение)

Редактор Б- И. Мицнер

Художественный редактор О. Л. Лозовская. Корректор Е. С. Беляева

Техн, редактор Л. Н. Вязьмина. Обложка художника Б. П. Журавского

Сдано в набор 9/1 1975 г. Подписано к печати 11/VII 1975 г. Формат бумаги 84Х 108/32, печ. л. 3,50 (условных 5,88 л.) 6,12 уч.-изд. л. Бум. тип. № 2. Тираж 3700 экз. Т.-08355 МН-71. Цена 62 коп. Заказ 38.

Издательство «Медицина». Москва. Петроверигский пер., 6/8. Типография изд-ва «Волгогр. правда» г, Волгоград, Привокзальная площадь.

■Ф. А. ЖОГЛО

ЖИРОСАХАРА

(Получение, свойства, применение)

Москва «Медицина» 1975

УДК 661.185.2

Цель настоящей книги дать представление о механизмах действия, получении, физико-химических, токсикологических и биологических свойствах поверхностноактивных веществ (ПАВ) в фармации и медицине. При этом не имелось в виду дать энциклопедический обзор всех известных ПАВ, их параметров и свойств. Упор делался на наиболее перспективные, малотоксичные ПАВ — жиросахара.

Книге предпослан краткий обзор всех типов ПАВ (катионо- и апионоактивных, амфолитных и неионных), методы оценки эффективности этих соединений и приведены подробные данные о токсикологическом и биологическом аспектах использования этих важных добавок к пастам, кремам, мазям и т. д.

Основной материал книги представлен оригинальными исследованиями автора, посвященными получению жиросахаров методом переэтерификации сахарозы и сложных эфиров жирных кислот и изучению многочисленных факторов (природы катализатора и растворителя, температуры, способам выделения и очистки), влияющих на выход синтезируемых соединений. Кроме того, приведены конкретные методики анализа чистоты синтезированных веществ, а также их физико-химические свойства, в первую очередь величины гидрофильно-гидрофобного баланса,.

В книге подробно изложено и систематизировано применение жпросахаров в технологии лекарств, косметике, парфюмерии и пищевой промышленности. Приведен ряд полезных рекомендаций по улучшению _ действия лекарственных препаратов в случае введения в рецептурный состав жиросахаров.

Книга рассчитана на специалистов, работающих в области фармакологического применения ПАВ, а также над исследованием новых методов их получения.

ЖЖ50103—306039(01)—7550103—306039(01)—75348—75348—75

Ж

Ж

50103—306

039(01)—75

50103—306

039(01)—75

348—75

348—75

© Издательство «Медицина» Москва, 1975

Часть I. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

О ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВАХ