13 Л ЖМҚ ерітінділері

1. ҚАРАҒАНДЫ МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ ФАРМАЦBИЯ МЕКТЕБІ

Жоғары молекулалық қосылыстар (ЖМҚ), жіктелуі және
қасиеттері.Полимерлердің ісінуі мен еруі. Полимер ерітінділерінің
осмостық қысымы. ЖМҚ ерітінділерінің тұтқырлығы. ЖМҚ
ерітінділерінің тұрақтылығы және олардың ерітінділерінен
биополимерлерді бөліп алу әдістері.
«Физикалық және коллоидтық химия» пәні.
«Фармацевтикалық өндіріс технологиясы» мамандығы.
Курс: 2
Дәріс уақыты: 2 сағат.
Дәріскер: Аширбекова Б.Б
Қарағанды 2020

2.

ЗАТТАР
молекулалық
салмағы бойынша
Төменгі
молекулалық
заттар (ТМЗ)
Mr<500
Олигомерлер
Mr = 500 – 5000
Жоғары
молекулалық
заттар ЖМЗ
(полимерлер)
Mr>5000
Олардың ішінде басқалардан ерекше физикалық
қасиеттерімен, ерітінділерінің жоғары тұтқырлығымен,
талшықтар
түзе
алатын,
алу
әдістерімен
ерекшеленетін заттардың маңызы зор, бұл жоғары
молекулалық қосылыстары.

3.

Жоғары немесе үлкен молекулалық
заттар деп молекулалық массалары жүздеп,
мыңдап, он мыңдап саналатын күрделі
қосылыстарды айтады. Жоғары молекулалық
заттардың молекулаларының саны да, салмағы
да үлкен болады. Олардың бір молекуласын
макромолекула деп атайды.
Химиялық қасиеттер бойынша ЖМЗ мен
ТМЗ арасында белгілі бір айырмашылық жоқ.
Жоғары молекулалық заттар ТМЗ-дан
физикалық
қасиеттерімен
және
зерттеу
әдістерімен ерекшеленеді.

4.

Табиғаты
бойынша ЖМҚ
ТАБИҒИ
(ақуыз, табиғи
каучук, көмірсулар,
жүн, мақта, жібек)
СИНТЕТИКАЛЫҚ
(лавсан, найлон,
капрон, синтетикалық
каучуктер)
ХИМИЯЛЫҚ
ЖАСАНДЫ
(табиғи ЖМҚ, бірақ
модификацияланған –
вискоза, пластмассалар,
целлюлоза негізіндегі
талшықтар)

5.

ПОЛИАМИД
ПОЛИАКРИЛ
ПОЛИУРЕТАН
ПОЛИАКРИЛ

6.

ЖМЗ НЕГІЗГІ АЙЫРМАШЫЛЫҚТАРЫ:
1. Заттарды айдау және қайта кристалдау әдістерін
ЖМЗ-ға қолдануға болмайды, себебі олар тез
айырылып кетеді, ал ЖМЗ қайтадан кристалдау
үшін ерекше жағдай жасау керек.
2. ЖМЗ-ң аса сұйытылған ерітіндісі де өзі жоғары
тұтқырлығымен ерекшеленеді.
3. ЖМЗ өте баяу ериді, олар еріген кезде еріткіш
молекулаларын өз бойына сіңіріп ісінеді, ал кейбір
ЖМЗ ешқандай еріткіштерде ерімейді.
4. ЖМЗ ерітіндісінен еріткішті ұшырғанда кристалдар
түзілмейді, керісінше қабықшалар пайда болады.
5. ЖМЗ-ң тұтқыр ерітіндісін ұсақ тесігі бар
қондырғыдан өткізсе, талшық алуға болады.

7.

Табиғи ЖМЗ фотосинтез және биосинтез арқылы
түзіледі.
Синтетикалық ЖМҚ төменгі молекулалық заттардан екі
жолмен алынуы мүмкін:
1) Полимеризация
әдісімен
құрамында
еселі
байланыстары бар және циклді қосылыстардың өзара
қосылуы.
n CH2=CH2
этилен
(—CH2—CH2—)n
полиэтилен

8.

2)
Поликонденсация
әдісімен
құрамында
функционалдық топтары бар заттардың арасында
орынбасу реакциясының нәтижесінде бір мезгілде жоғары
молекулалық заттармен қатар төменгі молекулалы
заттардың түзілуі жүреді
nC6H12O6→(─C6H10O5─)n + nH2O
глюкоза
Полисахарид
(крахмал, целлюлоза)
OH
O
nC6H5─OH + nH ─ C
Фенол
+
_
H или OH
H
Формальдегид
CH2
─
+ nH2O
n
Фенолформальдегид шайыр

9.

КРАХМАЛ
ДНК
КАПРОН
АҚУЫЗ

10.

ТМЗ молекулалары өзара әрекеттесіп,
макромолекулалар түзетін төменгі молекулалық
заттар мономер деп аталады.
Макромолекулалары
бірдей
мономер
қалдықтарынан тұратын жоғары молекулалық
заттар полимер, ал әртүрлі мономерлерден
тұратындар - сополимер деп аталады.
Полимерді құрайтын мономердің қайталана
беретін қалдығы құрылымды буын деп аталады.
Полимердің құрамындағы элементарлық
звенолардың жалпы саны полимерлену дәрежесі
(X) деп аталады:
X
Mrпол им ер
Mrм оном ер

11.

ҚҰРЫЛЫМЫ БОЙЫНША
ПОЛИМЕРЛЕРДІҢ ЖІКТЕЛУІ
Тізбекті
Тармақталған
Кеңістіктік
(полиэтилен)
(крахмал)
(ақуыз)

12.

13.

ЖМЗ құрылысын анықтау үшін
алдымен
оның
макромолекуласын
төменгі молекулалық заттарға айналдыру
арқылы оны бөліп зерттейді. Ол үшін
жоғары
молекулалық
заттарды
деструкциялау (бұзу, бүлдіру) қажет.
ЖМҚ анықтауда табиғатына қарай
гидролитикалық,
термиялық
және
тотықтырғыштық
декструкция
әдістерін қолданады.

14.

ЖМҚ ЕРІТІНДІЛЕРІ
ЖМҚ ерітінділері өздігінен түзілетін, біртекті,
термодинамикалық
тұрақты
жүйелер.
Олар
мөлшері жағынан кіші молекулалық заттарға
қарағанда әлдеқайда үлкен, массасы және
мөлшері жағынан коллоидты бөлшектерге жақын.
Сондықтан
бұл
қосылыстардың
ерітінділері коллоидтық ерітінділерге тән
кейбір қасиеттерді көрсетеді, олар:
1) мембрана арқылы өтпеуі,
2) баяу диффузиялануы,
3) пептизациялануы және коагуляциялануы,
4) оптикалық және электрлік қасиеттері.

15.

ЖМҚ
ерітінділері
біртекті
тұрақты
болғандықтан, олар шынайы ерітінділердің кейбір
қасиеттерімен ұқсас:
1) гомогенділігі және біртектілігі,
2) тұрақтылығы,
3) ЖМҚ ерітінділерінің өз бетімен түзілуі,
4) осы процестің қайтымдылығы.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
ЖМҚ ерітінділерінің ерекше қасиеттері:
полимерлер ерудің алдында ісіну процесіне ұшырайды,
полимердің аса сұйытылған ерітіндісінің өзі жоғарғы
тұтқырлығымен ерекшеленеді,
кілегейленуі,
тұнбаға түсуі,
коацервациялануы,
денатурациялануы,
осмос қысымының аздығы.

16.

ЖМҚ-ның фармацевтикалық технологиядағы маңызы
Жоғары молекулалық қосылыстар дәрілердің:
•физикалық-химиялық тұрақтылығын арттырады;
•дәрілік заттың босап шығу жылдамдығын реттейді;
•дәрілік форма құрылымын (гель, капсула, таблетка,
•пленка т.б.) қалыптастырады;
•дәрілік затты бағыттап жеткізуге (таргеттік жеткізу)
мүмкіндік береді;
•организмде ұзақ әсер етуін қамтамасыз етеді.

17.

ЖМҚ қолданылатын дәрілік форма мысалдары
Дәрілік форма
ЖМҚ мысалы
Функциясы
Таблетка
ПВП, КМЦ, ГПМЦ
Байланыстырғыш,
дезинтегрант
Капсула
Желатин, ГПМЦ
Қабықша, дәріні
қорғау
Гель
Карбопол, натрий
альгинаты
Құрылым түзуші,
тұтқырлатқыш
Суппозиторий (шам)
ПЭГ, желатин
Негіз (базис)
Пленкалар,
жамаулар
ПВС, Эудрагит
Қабықша, босап
шығуды реттейді
Микросфералар мен
Полилактид, хитозан
нанокапсулалар
Дәріні баяу және
бағыттап босату

18.

Мысал ретінде препараттар
Препарат
Құрамы
ЖМҚ рөлі
Парацетамол
таблеткалары
Парацетамол + ПВП + КМЦ
ПВП – байланыстырғыш,
КМЦ – ыдыратқыш
Суппозиторий "Анузол"
Белсенді зат + ПЭГ 1500
ПЭГ – ерігіш негіз
"Коллагенді губка"
Коллаген
Гемостатикалық әсер,
биодеградацияланатын
полимер
"Еудрагит" капсулалары
Eudragit L
Асқазанда ерімей, ішекте
еритін қабықша
"Плантаглюцид" грануласы
Плантагон (өсімдік
полисахаридтері)
Табиғи ЖМҚ, гель түзуші

19.

ЖМҚ қолданылатын дәрілік форма мысалдары
Дәрілік форма
ЖМҚ мысалы
Функциясы
Таблетка
ПВП, КМЦ, ГПМЦ
Байланыстырғыш,
дезинтегрант
Капсула
Желатин, ГПМЦ
Қабықша, дәріні
қорғау
Гель
Карбопол, натрий
альгинаты
Құрылым түзуші,
тұтқырлатқыш
Суппозиторий (шам)
ПЭГ, желатин
Негіз (базис)
Пленкалар,
жамаулар
ПВС, Эудрагит
Қабықша, босап
шығуды реттейді
Микросфералар мен
Полилактид, хитозан
нанокапсулалар
Дәріні баяу және
бағыттап босату

20.

Гельдің құрамына кіретін негізгі компоненттер
Компонент
Мақсаты
Мысал
ЖМҚ (гель түзуші)
Гельдің құрылымын,
тұтқырлығын
қалыптастырады
Карбопол, натрий
альгинаты, желатин,
крахмал, ГПМЦ
Еріткіш
Белсенді және көмекші
заттарды ерітеді
Су, этанол,
пропиленгликоль
Белсенді зат
Негізгі фармакологиялық
әсер береді
Диклофенак натрий,
лидокаин, ментол
pH реттегіш
Гельдің тұрақтылығын
қамтамасыз етеді
Триэтаноламин, NaOH
Консервант
Микробиологиялық
тұрақтылықты қамтамасыз
етеді
Нипагин, фенол,
бензалконий хлориді

21.

Мысалдар
Препарат
Негізгі ЖМҚ
Белсенді зат
Ерекшелігі
Диклофенак гелі
(Вольтарен
Эмульгель)
Карбопол
Диклофенак
натрий
Қабынуға қарсы,
тез сіңеді
Метрогил гель
Карбопол
Метронидазол
Бактерияға
қарсы
Косметикалық
алоэ-гель
Натрий
альгинаты
Алоэ сығындысы
Теріні
жұмсартады,
ылғалдандырады
Көз гелі
"Солкосерил"
Карбопол 980
Солкосерил
экстракты
Регенерация
үдеткіш

22.

ЖМҚ
ерекшелігі
олардың
тіптен
сұйытылған
ерітінділерінің де тұтқырлығы тым жоғары. Полимер
ерітінділерінің тұтқырлығына әсер ететін факторлар:
макромолекуланың формасы мен молекулалық массасы,
концентрация, температура, қысым және ерітіндіде
бөгде электролиттің болуы.
Тұтқырлықтың
пропорционалды
емес
жоғарлауы
гидратация нәтижесінде ЖМҚ ерітінділердің дисперстік
фаза көлемінің арттыруын дәлелдейді.
Г.Штаудингер полимер ерітіндінің тұтқырлығын оның
концентрациясы
мен
бөлшектердің
молекулалық
массасына тәуелділігін келесі теңдеуімен сипаттайды:
Мұнда:
- ЖМҚ ерітіндінің тұтқырлығы,
0 – еріткіштің тұтқырлығы,
М – ЖМҚ молекулалық салмағы,
m – ЖМҚ массасы,
КМ – вискозиметрдің константасы.
0
КМ М m
0

23.

Ерітінділердің тұтқырлығын сипаттау үшін салыстырмалы және
меншікті тұтқырлықтардың шамаларын қолданады.
Салыстырмалы тұтқырлықты ŋсалыст . мына теңдеу бойынша
есептейді:
ŋ
ŋсалыст = ŋ , (2)
0
мұндағы ŋ — ерітіндінің тұтқырлығы; ŋ0 — еріткіштің тұтқырлығы.
Меншікті тұтқырлықты есептеу үшін мына қатынасты қолданады:
ŋ−ŋ
ŋменш = ŋ 0 , (3)
0
ЖМҚ ерітінділерінің тұтқырлығы олардың орташа молярлық
массасының өсуіне қарай өсіп отырады, сондықтан полимерлер
ерітінділерінің тұтқырлығын көбінесе келтірілген тұтқырлықпенŋкелт
сипаттайды:
ŋ
ŋкелт = сменш(4)
нег
мұндағы снег — негіздік мольмен алынған концентрация:
снег =