УМК, 2013 Новый последний Общие методы выдел алкалоидов. doc (3)









УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ОБЩИЕ МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ АЛКАЛОИДОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ»
























Содержание

Рабочая программа . 3
Силлабус ....16
Методические рекомендации для занятий
(практических, семинарских, лабораторных) 28
Методические рекомендации для самостоятельной
работы студентов под руководством преподавателя . 104
Методические рекомендации
для самостоятельной работы студентов ...........137
Контрольно-измерительные средства
для оценки знаний, умений и навыков
по дисциплине .152



































Утверждаю
проректор по УВР,
профессор Тулебаев К.А.
______________
«_____» _________ 2012 г.




РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Дисциплина «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Специальность - 051103 «Фармация»

Курс 4

Семестр – II

Практические занятия - 30 часов

Самостоятельная работа студентов под руководством
преподавателя - 14 часов

Самостоятельная работа студентов - 46 часов

Форма контроля экзамен (тестирование, устный экзамен)

Объем учебных часов
(кредитов) 90 часов (2 кредита)













Алматы 2012
Рабочая программа обсуждена на заседании модуля от «19» мая 2012 г., протокол № 10.

Руководитель модуля «Фармацевт-аналитик», профессор Омарова Р.А.


Рабочая программа обсуждена на заседании Комитета образовательных программ «Фармация»
«13» 06. 2012 г., протокол № 10.

Председатель КОП фармации, доцент Саякова Г.М.

Рабочая программа обсуждена на заседании Методического совета
от «28» 06. 2012 г., протокол № 5.


Председатель Методического совета, профессор Тулебаев К.А.































1. Общие сведения:
Наименование вуза Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова
Модуль - модуль подготовки «Фармацевт-аналитик»
Специальность «Фармация»
Дисциплина «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»
Количество кредитов - 2 (90 часов)
Год (курс) изучения - 2013, II семестр

2.Программа:

2.1 Краткая характеристика дисциплины:
Ввиду распространенности алкалоидов в различных растительных семействах, которые изучаются на курсе фармакогнозии, общие методы их выделения остаются до сих пор проблемными. Нередко методы, которые могут быть использованы для определения главного алкалоида, возможно применить для извлечения сопутствующего алкалоида. Содержание алкалоидов в растительном сырье варьирует в различных процентах, по которому можно судить о качественном и количественном составе. Учитывая принадлежность алкалоидов к различным производным (в настоящее время принятая классификация алкалоидов по характеру их гетероцикла), можно предложить несколько методов выделения их растительного сырья.
Растительное сырье, содержащее алкалоиды в пределах 0,3-2 %, считается пригодным для промышленных целей. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества – белки, клетчатка, хлорофилл, смолы, слизи, дубильные вещества и т.д. Именно эти вещества мешают выделению алкалоидов из растительного сырья. В химико-фармацевтической промышленности для этой цели широко используются различные варианты экстракции (непрерывная, полунепрерывная, реэкстракция и др.). Применяют и более современные методы разделения, например метод многократного фракционного эктсрагирования, или метод противоточного экстрагирования, а также электрофорез, диализ, позволяющие разделять сложные смеси высокомолекулярных веществ. Наряду с этими методами все шире используют различные виды хроматографии.
Большинство алкалоидов содержится в растениях в виде солей различных кислот.
Для выделения алкалоидов в виде основания растительное сырье предварительно обрабатывают водным раствором едкого натра или калия, карбонатами натрия и аммония. Выделившееся основание извлекают органическим растворителем, не смешивающимся с водой (диэтиловый эфир, метиленхлорид, хлороформ, дихлорэтан, керосин и др.). Вытяжку из сырья далее обрабатывают водным раствором разбавленной кислоты, в который и переходят алкалоиды, тогда как примеси остаются в органическом растворителе. Кислый раствор соли алкалоидов вновь подщелачивают и вторично извлекают основание соответствующим органическим растворителем, не смешивающимся с водой.
Предложенный метод и другие методы извлечения алкалоидов из растительного сырья, о которых пойдет речь далее, основаны на химических свойствах самих алкалоидов. В какой последовательности может происходить разделение алкалоидов друг от друга, и на чем основано это разделение – вот основные вопросы изучаемого элективного курса.

2.2 Цель дисциплины: Приблизить теоретические знания студентов к практическим аспектам получения алкалоидов из растительного сырья.
2.3 Задачи:
закрепление знаний по теоретическим основам извлечения алкалоидов из растительного сырья;
формирование у обучающихся основ по общим методам выделения алкалоидов из растительного сырья;
формирование знаний студентов по основам разделения смесей алкалоидов;
формирование умений практиковать методы получения биологически активных веществ в лабораторных условиях;
освоение методов выделения алкалоидов из растительного сырья в виде оснований и в виде солей на практике;
развитие коммуникативных навыков по организации курса изучения группы алкалоидов;
формирование правовой компетенции по правильному использованию алкалоидов в медицинской практике.

2.4 Конечные результаты обучения:
Формирование когнитивного компонента (знания):
общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья;
разделение смесей алкалоидов;
извлечение алкалоидов в диффузионных аппаратах;
адсорбционные методы, применяемые в практике изучения алкалоидов.

Формирование операциональных навыков:
разбираться в схемах извлечения алкалоидов в виде оснований и в виде солей;
освоить практические приемы экстрагирования алкалоидов из растительного сырья;
осуществлять экстрагирование алкалоидов из растительного сырья в лабораториях;
применять методы экстрагирования в практике изучения растительного сырья.

Аксиологические (коммуникативные) компетенции:
осуществлять связь с аудиторией по вопросам понимания или непонимания;
применять обратную связь по темам практических занятий;
проводить дискусии на проблемные, наиболее значимые темы;
проводить совместные работы в парах;
осуществлять мини-взаимодействие с другими группами.

Правовые компетенции:
введение основных терминов по правильному выбору методов экстрагирования алкалоидов из растительного сырья;
аспектирование фармакологической связи алкалоидов с химической структурой;
правовые нормы регламентирования учета алкалоидов;
знание основных законодательных норм прописывания алкалоидоносного сырья и т.д.

Компетенции непрерывного обучения и самообразования:
постоянная работа в библиотеках и работа с электронными ресурсами;
показательные выступления по темам информационно-дидактического материала;
основная работа с иностранной литературой;
приближение теоретических знаний предмета к знаниям основ фармакогнозии.

2.5 Пререквизиты: аналитическая химия, общие методы исследования и анализ лекарственных средств, физико-химические методы исследования в фармации.

2.6 Постреквизиты: фармацевтическая химия, фармакогнозия.

2.7 Тематический план: темы, форма проведения и продолжительность каждого занятия (практических занятий, самостоятельной работы под руководством преподавателя*, самостоятельной работы)

Тематический план практических занятий

№ п/п
Тема занятий
Форма проведения
Кол-во
часов

1
Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья в виде оснований
Техника безопасности работы в лабораториях.
2

2
Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья в виде солей
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

3
Разделение смесей алкалоидов
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

4
Диффузионные процессы
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

5
Адсорбция. Принципы адсорбционной технологии
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

6
Адсорбционные методы
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

7
Динамическая адсорбция и десорбция
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

8
Физико-химические свойства алкалоидов
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

9
Применение ионитов для извлечения алкалоидов
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

10
Изучение структуры алкалоидов.
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

11
Процессы катионирования
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

12
Процессы анионирования
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

13
Строение и синтез анабазина
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

14
Тропановые алкалоиды
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2

15
Алкалоиды Раувольфии
Практические навыки, презентации, активные методы обучения
2


Итого:



30


Тематический план СРСП

№ п/п
Тема занятий
Форма проведения
Кол-во
часов

1
Распространение алкалоидов в растительном мире и их распределение в растении
Коллективное обсуждение, презентация
2

2
Классификация алкалоидов
Коллективное обсуждение, презентация
2

3
Теоретические и экспериментальные исследования в области биогенеза алкалоидов
Коллективное обсуждение, презентация
2

4
Иониты и их применение
Коллективное обсуждение, презентация
2

5
Ионообменная способность ионообменных смол
Коллективное обсуждение, презентация
2

6
Непрерывно действующие диффузоры для экстракции лекарственных веществ из растительного сырья
Коллективное обсуждение, презентация
2

7
Рубежный контроль
Устный контроль
2


ИТОГО:

14 часов





Тематический план СРС

№ п/п
Тема занятий
Форма проведения
Кол-во часов

1
Химия алкалоидов
Презентации, рефераты
9

2
Непрерывно действующие диффузионные установки.
Презентации, рефераты
10

3
Выделение алкалоидов ионитами из свежего растительного сырья.
Презентации, рефераты
9

4
Технологический процесс получения анабазин-сульфата.
Презентации, рефераты
9

5
Технологический процесс получения кофеина.
Презентации, рефераты
9


ИТОГО:

46 часов


2.8 Методы оценки знаний и практических навыков:

Количество оценок компетенции для студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

15 практических занятий – знания;
15 практических занятий – практические навыки
1,2,7 практических занятии - коммуникативные навыки
(3, 4, 5, 9, 10, 11,12,13,14) практических занятии – правовая компетенция
6,8 - самосовершенствование

Оценочный лист знаний студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Максимально 100 баллов
а) устный опрос – максимально 80 баллов
- правильный и полный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 75-80 баллов
- правильный, но неполный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 60-74 баллов
- неполный ответ с некоторыми неточностями – 52-59 баллов
- неполный ответ, отражающий основные моменты темы – 50-51 баллов
- нет ответа – 0 баллов

б) выполнение заданий в тестовой форме – максимально 20 баллов
- 86 - 100 % - 20 баллов
- 75 - 85 % - 15 баллов
- 60 - 74 % - 7 баллов
- 50 - 59 % - 3 балла
- меньше 50 % - 0 баллов
Оценочный лист практических навыков студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Устный опрос – максимально 100 баллов

- правильный и полный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 90-100 баллов
- правильный, но неполный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 75-89 баллов
- неполный ответ с некоторыми неточностями – 50-74 баллов
- неполный ответ, отражающий основные моменты темы – 0-49 баллов
- нет ответа – 0 баллов

Оценочный лист коммуникативных компетенции студентов 4 курса
по дисциплине «Основные направления и перспективы создания лекарственных средств»
«Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Максимально 100 баллов


Навыки
балл

1.
Осуществление связи с аудиторией по вопросам понимания или непонимания;

20

2.
Применение обратной связи по контрольным вопросам тем практических занятий

20

3.
Проведение мини-дискусии на проблемные темы

20

4.
Проведение работы в парах

20

5.
Разбор тем, полностью не охваченные темой занятия

20


Итого:
100


Оценочный лист правовых навыков студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Устный опрос – максимально 100 баллов
- правильный и полный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 90-100 баллов
- правильный, но неполный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 75-89 баллов
- неполный ответ с некоторыми неточностями – 50-74 баллов
- неполный ответ, отражающий основные моменты темы – 0-49 баллов
- нет ответа – 0 баллов

Оценка СРС (максимально 100 баллов) студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»


Критерии
балл

1.
Полное выполнение всех требовании соответствующей формы СРС
90-100

2.
Допущены незначительные ошибки, неточное выполнение задания
75-89

3.
Допущены значительные ошибки, неполное выполнение задания
50-74

4.
Допущены принципиальные ошибки, не выполнение задании, несоответствие критериям СРС
0-49


Соотношение СРС в процентах у студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»



Наименование
в %

1.
Презентация
20

2.
Эссе
20

3.
Реферат
25

4.
Таблицы
5

5.
Обзор литературы
10

6
Тестовые задания – 10
20


Итого:
100


*Примечание:

Технология проведения контроля знаний студентов

I = R х 0,6 + E х 0,4, где
I – итоговая оценка
R– оценка рейтинга допуска
E – оценка итогового контроля (экзамен по дисциплине)
Рейтинг составляет 60 % от I,
Экзамен - 40% от I

Оценка рейтинга обучающихся складывается из оценок текущего и рубежного контроля

Первый рейтинг высчитывается по формуле:

t – текущий контроль = средняя оценка за практические занятия (лабораторные, семинар) + средняя оценка за СРСП + средняя оценка за СРС
r - рубежный контроль

Каждое практическое занятие, СРСП, СРС, рубежный контроль высчитываются из 100 баллов, что соответствует 100 процентам

Второй рейтинг высчитывается по формуле:

t – текущий контроль = средняя оценка за практические занятия (лабораторные, семинар) + средняя оценка за СРСП + средняя оценка за СРС
r - рубежный контроль

Рейтинг допуска в итоговой оценке студента составляет не менее 60 %, поэтому семестровая оценка по дисциплине обучающихся определяется по формуле


Обучающийся считается допущенным к экзамену, если его семестровая оценка больше или равна 30 %
В случае отсутствия рубежных контролей рейтинг допуска высчитывается только по текущим оценкам.
В случае большего количества рубежных контролей, высчитывается соответствующее количество рейтингов, в конце семестра высчитывается усредненный рейтинг

Технология проведения и оценка экзамена

Максимальное процентное содержание итогового контроля соответствует 100 %. Экзаменатор выставляет оценки итогового контроля (Э) в экзаменационную ведомость, используя инструменты измерения знаний обучающихся итогового контроля.

Инструмент измерения итогового контроля в виде тестирования

На экзамене студенту предоставляется 50 тестовых заданий, т.е. каждое задание соответствует 2 баллам или процентам.


Качество выполнения работ
Диапазон оценки

1
Не выполнено
Отсутствие на экзамене без уважительных причин
0 %


2
Оценка за каждый правильный ответ
2 %


Итого:
0-100 %


Доля оценки итогового контроля составляет не более 40 % итоговой оценки знаний по дисциплине, поэтому экзаменационная оценка (Э) по дисциплине умножается на коэффициент 0,4

Э х 0,4
Далее высчитывается итоговая оценка

I = R х 0,6 + E х 0,4

Шкала градации оценок
Оценка по буквенной системе
Цифровой эквивалент баллов
Процентное содержание %
Оценка по традиционной системе

А
4,0
95-100
ОТЛИЧНО

А-
3,67
90-94



В+
3,33
85-89
ХОРОШО

В
3,0
80-84



В-
2,67
75-79



С+
2,33
70-74
УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО

С
2,0
65-69



С-
1,67
60-64



D+
1,33
55-59



D
1,0
50-54



F
0
0-49
НЕУДОВЛЕТВОРИ-
ТЕЛЬНО


2.8.Методы обучения и преподавания:
Малые группы.
- Лекции: не запланированы.
- Лабораторные занятия: контроль исходных знаний по теме (тестирование, устный опрос и др.), выполнение лабораторных работ, написание и защита выполненных работ.
- Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя (СРСП): углубленное изучение отдельных вопросов тем пройденных лабораторных занятий, самостоятельное изучение тем программного материала, подготовка и защита рефератов, работа в малых группах, проведение деловых игр, обсуждение результатов выполнения индивидуальных и групповых заданий, выполнение тестовых заданий, решение ситуационных задач, проведение дискуссий, работа с мультимедийными базами данных, программами, консультации с преподавателем по возникающим вопросам, работа с дополнительной литературой. Проведение рубежного контроля.
- Самостоятельная работа студентов (СРС): работа с учебной литературой по вопросам тем СРС, электронными базами данных и другими информационными источниками, составление, решение ситуационных задач, составление глоссария, составление, выполнение тестовых заданий, подготовка и защита рефератов, презентаций по темам и вопросам программы учебной дисциплины, неохваченные на лабораторных занятиях и на тематических занятиях СРСП.
2.9. Методы оценки знаний
-Текущий контроль: тестирование, письменный и (или) устный опрос, защита работ, решение ситуационных задач, самооценка и групповая оценка при работе в малых группах.
-Рубежный контроль: коллоквиум (тестирование, устный или письменный опрос)
-Итоговый контроль: экзамен (в устной, письменной и/или тестовой форме, оценка практических навыков)
2.10. Оборудование и оснащение
-Оборудование: приборы и аппараты (фотоэлектроколориметр, спектрофотометр, поляриметр, рефрактометр, ультрахемископ, потенциометр, аналитические весы, торсионные весы, термостат, компьютеры, ноутбуки, мультимедийный проектор, микрофон, экран).
- Оснащение: слайды, комплект тестовых заданий, ситуационные задачи, наборы раздаточного материала.

2.11 Рекомендуемая литература
Основная литература:
1 Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: учебное пособие, 2-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2008. – 616 с.
2 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.

Дополнительная литература:
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
3 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

2.12 Приложения:
- форма № 1 «Протокол согласования преподавания с пре-, постреквизитами и смежными дисциплинами» - по мере необходимости
- форма № 2 «Дополнения и изменения к рабочей программе» - по мере необходимости


Рабочая программа разработана доцентом модуля «Фармацевт-аналитик» Бошкаевой А.К.












Факультет: фармацевтический

Кафедра: фармацевтической химии, фармакогнозии, ботаники и
токсикологической химии








СИЛЛАБУС

Дисциплина «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Специальность - 051103 «Фармация»

Курс 4

Семестр – II

Практические занятия - 30 часов

Самостоятельная работа студентов под руководством
преподавателя - 14 часов

Самостоятельная работа студентов - 46 часов

Форма контроля экзамен (тестирование, устный экзамен)

Объем учебных часов
(кредитов) 90 часов (2 кредита)










Алматы 2012
Силлабус на элективную дисциплину «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья» разработан в соответствии с ГОСО 2008 г. и составлен доцентом модуля «Фармацевт-аналитик» Бошкаевой А.К.


Силлабус обсужден на заседании модуля от «19» мая 2012 г., протокол № 10.



Руководитель модуля «Фармацевт-аналитик», профессор Омарова Р.А.




































1. Общие сведения:
1.1 Наименование вуза Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова
1.2 Модуль - модуль подготовки «Фармацевт-аналитик»
1.3 Дисциплина, код дисциплины «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»
Специальность «Фармация»
1.4 Объем учебных часов/кредитов: 90 часов/2 кредита
1.5 Курс и семестр изучения: 4 курс, VIII семестр
1.6 Сведения о преподавателях:
Бошкаева Асыл Кенесовна, доктор фармацевтических наук, доцент модуля «Фармацевт-аналитик».
Круг научных интересов: физико-химические исследования биологически-активных соединений, химия алкалоидов, стандартизация лекарственных средств.
1.7 Контактная информация: место нахождения модуля (адрес, корпус, аудитория), телефоны, электронный адрес
Модуль «Фармацевт-аналитик», учебный корпус № 2, ул. Кабанбай Батыра, аудитория № 157, моб. тел. Бошкаевой А.К. 87772458111, электронный адрес - kenes65@mail.ru
1.8 Политика дисциплины: общие требования модуля, предъявляемые к студентам в процессе изучения данной дисциплины, штрафные меры при невыполнении разделов работы и т.д.
1. Обязательное, регулярное посещение практических занятий, СРСП и СРС;
2. Активное участие в учебном процессе (подготовка теоретического материала, решение тестов, самостоятельное выполнение практических работ) – при недостаточной подготовке студенту не ставится балл за практические работы, СРСП и СРС;
3. Сдача протоколов практических работ, тестов, защита темы СРС в установленное время по тематическому плану не позднее недели, соответствующей данному разделу;
4. Наличие индивидуального дневника студента по учету всех видов деятельности.

2.Программа:
2.1 Введение:
Ввиду распространенности алкалоидов в различных растительных семействах, которые изучаются на курсе фармакогнозии, общие методы их выделения и определения остаются до сих пор проблемными. Нередко методы, которые могут быть использованы для определения главного алкалоида, возможно применить для извлечения сопутствующего алкалоида. Содержание алкалоидов в растительном сырье варьирует в различных процентах, по которому можно судить о качественном и количественном составе. Учитывая принадлежность алкалоидов к различным производным (в настоящее время принятая классификация алкалоидов по характеру их гетероцикла), можно предложить несколько методов выделения их растительного сырья.
Растительное сырье, содержащее алкалоиды в пределах 0,3-2 %, считается пригодным для промышленных целей. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества – белки, клетчатка, хлорофилл, смолы, слизи, дубильные вещества и т.д. Именно эти вещества мешают выделению алкалоидов из растительного сырья. В химико-фармацевтической промышленности для этой цели широко используются различные варианты экстракции (непрерывная, полунепрерывная, реэкстракция и др.). Применяют и более современные методы разделения, например метод многократного фракционного экстрагирования, или метод противоточного экстрагирования, а также электрофорез, диализ, позволяющие разделять сложные смеси высокомолекулярных веществ. Наряду с этими методами все шире используют различные виды хроматографии.
Большинство алкалоидов содержится в растениях в виде солей различных кислот.
Для выделения алкалоидов в виде основания растительное сырье предварительно обрабатывают водным раствором едкого натра или калия, карбонатами натрия и аммония. Выделившееся основание извлекают органическим растворителем, не смешивающимся с водой (диэтиловый эфир, метиленхлорид, хлороформ, дихлорэтан, керосин и др.). Вытяжку из сырья далее обрабатывают водным раствором разбавленной кислоты, в который и переходят алкалоиды, тогда как примеси остаются в органическом растворителе. Кислый раствор соли алкалоидов вновь подщелачивают и вторично извлекают основание соответствующим органическим растворителем, не смешивающимся с водой.
Предложенный метод и другие методы извлечения алкалоидов из растительного сырья, о которых пойдет речь далее, основаны на химических свойствах самих алкалоидов. В какой последовательности может происходить разделение алкалоидов друг от друга, и на чем основано это разделение – вот основные вопросы изучаемого элективного курса.

2.2 Цель дисциплины: Приблизить теоретические знания студентов к практическим аспектам получения алкалоидов из растительного сырья.

2.3 Задачи:
закрепление знаний по теоретическим основам извлечения алкалоидов из растительного сырья;
формирование у обучающихся основ по общим методам выделения алкалоидов из растительного сырья;
формирование знаний студентов по основам разделения смесей алкалоидов;
формирование умений практиковать методы получения биологически активных веществ в лабораторных условиях;
освоение методов выделения алкалоидов из растительного сырья в виде оснований и в виде солей на практике;
развитие коммуникативных навыков по организации курса изучения группы алкалоидов;
формирование правовой компетенции по правильному использованию алкалоидов в медицинской практике.

2.4 Конечные результаты обучения:
Формирование когнитивного компонента (знания):
общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья;
разделение смесей алкалоидов;
извлечение алкалоидов в диффузионных аппаратах;
адсорбционные методы, применяемые в практике изучения алкалоидов.

Формирование операциональных навыков:
разбираться в схемах извлечения алкалоидов в виде оснований и в виде солей;
освоить практические приемы экстрагирования алкалоидов из растительного сырья;
осуществлять экстрагирование алкалоидов из растительного сырья в лабораториях;
применять методы экстрагирования в практике изучения растительного сырья.
Аксиологические (коммуникативные) компетенции:
осуществлять связь с аудиторией по вопросам понимания или непонимания;
применять обратную связь по темам практических занятий;
проводить дискусии на проблемные, наиболее значимые темы;
проводить совместные работы в парах;
осуществлять мини-взаимодействие с другими группами.

Правовые компетенции:
введение основных терминов по правильному выбору методов экстрагирования алкалоидов из растительного сырья;
аспектирование фармакологической связи алкалоидов с химической структурой;
правовые нормы регламентирования учета алкалоидов;
знание основных законодательных норм прописывания алкалоидоносного сырья и т.д.

Компетенции непрерывного обучения и самообразования:
постоянная работа в библиотеках и работа с электронными ресурсами;
показательные выступления по темам информационно-дидактического материала;
основная работа с иностранной литературой;
приближение теоретических знаний предмета к знаниям основ фармакогнозии.

2.5 Пререквизиты: аналитическая химия, общие методы исследования и анализ лекарственных средств, физико-химические методы исследования в фармации.

2.6 Постреквизиты: фармацевтическая химия, фармакогнозия.

2.7 Краткое содержание дисциплины:
По технологическому принципу производства алкалоидов различают несколько способов: 1) выделение алкалоидов из растительного сырья, характеризующееся принципиальной однородностью технологических схем (получение эфедрина, анабазин и др.); 2) производство алкалоидов полусинтетически (кодеин, полученный метилированием морфина); 3) производство синтетических алкалоидов сложными многостадийными и в каждом случае индивидуальными методами (папаверин, кофеин, теобромин и др.).

Тематический план: темы, форма проведения и продолжительность каждого занятия (практических занятий, самостоятельных работ под руководством преподавателя*, самостоятельной работы).

Тематический план практических занятий
№ п/п
Тема
Продолжительность занятий

1.
Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья в виде оснований
2

2.
Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья в виде солей
2

3.
Разделение смесей алкалоидов
2

4.
Диффузионные процессы
2

5.
Адсорбция. Принципы адсорбционной технологии
2

6.
Адсорбционные методы
2

7.
Динамическая адсорбция и десорбция
2

8.
Физико-химические свойства алкалоидов
2

9.
Применение ионитов для извлечения алкалоидов
2

10.
Изучение структуры алкалоидов.
2

11.
Процессы катионирования
2

12.
Процессы анионирования
2

13.
Строение и синтез анабазина
2

14.
Тропановые алкалоиды
2

15.
Алкалоиды Раувольфии
2


ИТОГО:
30 часов



Тематический план СРСП
№ п/п
Тема
Продолжительность занятий

1.
Распространение алкалоидов в растительном мире и их распределение в растении

2 часа

2.
Классификация алкалоидов

2 часа

3.
Теоретические и экспериментальные исследования в области биогенеза алкалоидов

2 часа

4.
Иониты и их применение
2 часа

5.
Ионообменная способность ионообменных смол
2 часа

6.
Непрерывно действующие диффузоры для экстракции лекарственных веществ из растительного сырья

2 часа

7.
Рубежный контроль
2 часа


ИТОГО:
14 часов


Тематический план СРС
№ п/п
Тема
Продолжительность занятий

1.
Химия алкалоидов

9

2.
Непрерывно действующие диффузионные установки

10

3.
Выделение алкалоидов ионитами из свежего растительного сырья

9

4.
Технологический процесс получения анабазин-сульфата

9

5.
Технологический процесс получения кофеина

9


ИТОГО:
46 часов


Время консультаций – согласно графику
Консультации проводит преподаватель за два дня экзамена, в аудиториях № 144
Время рубежного контроля – 7 неделя
Время итогового контроля – по расписанию ОПиКУП
2.9 Рекомендуемая литература: основная и дополнительная
Основная:
1 Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: учебное пособие, 2-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2008. – 616 с.
2 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
Дополнительная:
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
3 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

2.10 Методы обучения и преподавания (малые группы, работа в парах и т.д.):
Малые группы.
Формы проведения практических занятий, СРСП, СРС.
Проведение практических занятий:
Контроль студентов по вопросам для самоподготовки, выполнение лабораторных работ по теме, обсуждение проведенных лабораторных работ, оформление протокола анализа, тестовый контроль
Формы организации СРСП:
Групповое обсуждение с использованием наглядных таблиц, презентационного материала, индивидуальные доклады, ролевые игры.
Формы организации СРС:
Работа с литературой по вопросам, предусмотренным для самостоятельного изучения, подготовка научных рефератов
2.11 Критерии и правила оценки знаний: шкала и критерии оценки знаний на каждом уровне (текущий, рубежный, итоговый контроль), правила оценки всех видов занятий (аудиторные, СРС, СРСП*)

Текущий контроль: Осуществляется во время практического занятия и СРСП.
Цель – систематический контроль теоретического материала, с последующим применением полученных теоретических знаний на практике.
Текущий контроль практических занятий и СРСП
- опрос в виде устного контроля (студент обязан регулярно готовится по вопросам методических рекомендаций);
- тестирование проводится в письменной форме и сдается на проверку в течение обучающей недели, на которую рассчитан данный раздел;
- обязательная проверка протоколов анализа и работ по СРС;
- выполнение лабораторных работ проверяется и принимается на практическом занятии и на СРСП.
СРС
Групповое обсуждение с использованием наглядных таблиц и тем рефератов проводится по соответствующим разделам, на котором изучается данная тема.

Рубежный контроль: коллоквиум по вариантам в письменной форме.
Итоговый контроль: устный экзамен с учетом результатов текущего и рубежного контроля.

Количество оценок компетенции для студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

15 практических занятий – знания;
15 практических занятий – практические навыки
1,2,7 практических занятии - коммуникативные навыки
(3, 4, 5, 9, 10, 11,12,13,14) практических занятии – правовая компетенция
6,8 - самосовершенствование

Оценочный лист знаний студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Максимально 100 баллов
а) устный опрос – максимально 80 баллов
- правильный и полный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 75-80 баллов
- правильный, но неполный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 60-74 баллов
- неполный ответ с некоторыми неточностями – 52-59 баллов
- неполный ответ, отражающий основные моменты темы – 50-51 баллов
- нет ответа – 0 баллов

б) выполнение заданий в тестовой форме – максимально 20 баллов
- 86 - 100 % - 20 баллов
- 75 - 85 % - 15 баллов
- 60 - 74 % - 7 баллов
- 50 - 59 % - 3 балла

- меньше 50 % - 0 баллов

Оценочный лист практических навыков студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Устный опрос – максимально 100 баллов

- правильный и полный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 90-100 баллов
- правильный, но неполный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 75-89 баллов
- неполный ответ с некоторыми неточностями – 50-74 баллов
- неполный ответ, отражающий основные моменты темы – 0-49 баллов
- нет ответа – 0 баллов

Оценочный лист коммуникативных компетенции студентов 4 курса
по дисциплине «Основные направления и перспективы создания лекарственных средств»
«Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Максимально 100 баллов


Навыки
балл

1.
Осуществление связи с аудиторией по вопросам понимания или непонимания;

20

2.
Применение обратной связи по контрольным вопросам тем практических занятий

20

3.
Проведение мини-дискусии на проблемные темы

20

4.
Проведение работы в парах

20

5.
Разбор тем, полностью не охваченные темой занятия

20


Итого:
100






Оценочный лист правовых навыков студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»

Устный опрос – максимально 100 баллов

- правильный и полный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 90-100 баллов
- правильный, но неполный ответ при устном опросе и обсуждении темы – 75-89 баллов
- неполный ответ с некоторыми неточностями – 50-74 баллов
- неполный ответ, отражающий основные моменты темы – 0-49 баллов
- нет ответа – 0 баллов

Оценка СРС (максимально 100 баллов) студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»


Критерии
балл

1.
Полное выполнение всех требовании соответствующей формы СРС
90-100

2.
Допущены незначительные ошибки, неточное выполнение задания
75-89

3.
Допущены значительные ошибки, неполное выполнение задания
50-74

4.
Допущены принципиальные ошибки, не выполнение задании, несоответствие критериям СРС
0-49


Соотношение СРС в процентах у студентов 4 курса
по дисциплине «Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья»



Наименование
в %

1.
Презентация
20

2.
Эссе
20

3.
Реферат
25

4.
Таблицы
5

5.
Обзор литературы
10

6
Тестовые задания – 10
20


Итого:
100


*Примечание:

Технология проведения контроля знаний студентов

I = R х 0,6 + E х 0,4, где
I – итоговая оценка
R– оценка рейтинга допуска
E – оценка итогового контроля (экзамен по дисциплине)
Рейтинг составляет 60 % от I,
Экзамен - 40% от I

Оценка рейтинга обучающихся складывается из оценок текущего и рубежного контроля
Первый рейтинг высчитывается по формуле:

t – текущий контроль = средняя оценка за практические занятия (лабораторные, семинар) + средняя оценка за СРСП + средняя оценка за СРС
r - рубежный контроль

Каждое практическое занятие, СРСП, СРС, рубежный контроль высчитываются из 100 баллов, что соответствует 100 процентам

Второй рейтинг высчитывается по формуле:

t – текущий контроль = средняя оценка за практические занятия (лабораторные, семинар) + средняя оценка за СРСП + средняя оценка за СРС
r - рубежный контроль

Рейтинг допуска в итоговой оценке студента составляет не менее 60 %, поэтому семестровая оценка по дисциплине обучающихся определяется по формуле


Обучающийся считается допущенным к экзамену, если его семестровая оценка больше или равна 30 %
В случае отсутствия рубежных контролей рейтинг допуска высчитывается только по текущим оценкам.
В случае большего количества рубежных контролей, высчитывается соответствующее количество рейтингов, в конце семестра высчитывается усредненный рейтинг

Технология проведения и оценка экзамена

Максимальное процентное содержание итогового контроля соответствует 100 %. Экзаменатор выставляет оценки итогового контроля (Э) в экзаменационную ведомость, используя инструменты измерения знаний обучающихся итогового контроля.

Инструмент измерения итогового контроля в виде тестирования

На экзамене студенту предоставляется 50 тестовых заданий, т.е. каждое задание соответствует 2 баллам или процентам.


Качество выполнения работ
Диапазон оценки

1
Не выполнено
Отсутствие на экзамене без уважительных причин
0 %


2
Оценка за каждый правильный ответ
2 %


Итого:
0-100 %


Доля оценки итогового контроля составляет не более 40 % итоговой оценки знаний по дисциплине, поэтому экзаменационная оценка (Э) по дисциплине умножается на коэффициент 0,4


Э х 0,4
Далее высчитывается итоговая оценка

I = R х 0,6 + E х 0,4
Шкала градации оценок
Оценка по буквенной системе
Цифровой эквивалент баллов
Процентное содержание %
Оценка по традиционной системе

А
4,0
95-100
ОТЛИЧНО

А-
3,67
90-94



В+
3,33
85-89
ХОРОШО

В
3,0
80-84



В-
2,67
75-79



С+
2,33
70-74
УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО

С
2,0
65-69



С-
1,67
60-64



D+
1,33
55-59



D
1,0
50-54



F
0
0-49
НЕУДОВЛЕТВОРИ-
ТЕЛЬНО




















МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ




























Тема 1 – Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья в виде оснований (2 часа)

Цель: провести самоконтроль теоретической части программного материала по освоению общих методов выделения алкалоидов из растительного сырья

Задачи обучения:
- разобрать методы выделения алкалоидов в виде оснований из растительного сырья;
- ознакомить со схемой разделения алкалоидов;
- развить мотивацию знаний студентов по разделению алкалоидов в соответствии с физико-химическими свойствами.
- развивать коммуникативные навыки по определенной связи химической структуры алкалоидов с биологическим действием;
- ввести элементы трехязычия в определение общих и специальных терминов.

План проведения занятия:
Общие методы выделения алкалоидов.
Схема извлечения алкалоидов в виде основания.
Основные физико-химические константы растворителей.

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний, полученных на курсах биологической химии и фармакогнозии по химии алкалоидов.
При разборе методов выделения алкалоидов из растительного сырья проводится обсуждение полученных результатов анализа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
Какие методы предлагаются для извлечения алкалоидов?
Охарактеризуйте перегонку с водяным паром? С какой целью используется метод перегонки с водяным паром?
Дайте подробное изложение схемы извлечения алкалоидов в виде основания?
Какими свойствами должен обладать органический растворитель, используемый для извлечения алкалоидов?
5. Какие методы используются для очистки, вытяжки и выделения алкалоидов?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать методы выделения алкалоидов из растительного сырья (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Лабораторная работа 1 – Выделение эргоалкалоидов из маточных рожков Спорыньи «Secale cornutum».

Методика. 3 г (с точностью до 0,01 г) свежеизмельченного порошка спорыньи, просеянного через сито с размером отверстий 0,315 мм, обезжиривают в аппарате Сокслета в течение 8 часов петролейным эфиром (температура кипения 40-60 0). Обезжиренный порошок высушивают при температуре не выше 30 0 и переносят количественно в склянку с притертой пробкой, приливают 30 мл эфира, свободного от перекиси, и оставляют на 10 минут. Затем прибавляют 0,13 г свежепрокаленной окиси магния, тщательно растертой с 6 мл воды; смесь непрерывно встряхивают в течение 2 часов, затем прибавляют 6 г безводного сульфата натрия, сильно встряхивают в течение 5 минут, дают отстояться и быстро процеживают через вату. 15 мл фильтрата (1,5 г спорыньи) помещают в делительную воронку и извлекают 4 раза по 10 мл 2 % раствором винной кислоты; колбу с объединенными виннокислыми извлечениями помещают на водяную баню, нагретую до 40-500 для удаления остатков эфира. Охлажденный раствор процеживают через вату в мерную колбу емкостью 50 мл, колбу и воронку с ватой тщательно промывают 2 % раствором винной кислотой и доводят объем раствора до метки тем же раствором.


Тема 2 – Общие методы выделения алкалоидов из растительного сырья в виде солей (2 часа)

Цель: освоение общих методов выделения алкалоидов в виде солей из растительного сырья

Задачи обучения:
- выбрать методы выделения алкалоидов в виде солей из растительного сырья;
- ознакомить со схематическими методами разделения алкалоидов;
- определить мотивацию знаний студентов по разделению алкалоидов в соответствии с физико-химическими свойствами.
- развивать коммуникативные навыки по выявлению определенной связи химической структуры алкалоидов с биологическим действием;
- ввести определение общих и специальных терминов на английском языке.

План проведения занятия:
Общие методы выделения алкалоидов в виде солей.
Схема разделения алкалоидов в виде солей.
Основные физико-химические процессы экстрагирования алкалоидов в виде солей.
Формы проведения занятия: разбор занятия проводится по принципу «Теоретического опроса». Выявляется правильные и неправильные версии ответа. При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний по контрольным вопросам темы занятий и знаний, полученных на курсах биологической химии и фармакогнозии по химии алкалоидов.
При практическом осуществлении лабораторной работы по методам выделения алкалоидов из растительного сырья проводится обсуждение полученных результатов анализа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
Какие методы предлагаются для извлечения алкалоидов в виде солей?
Охарактеризуйте перегонку с водяным паром? С какой целью используется метод перегонки с водяным паром?
Дайте подробное изложение схемы извлечения алкалоидов в виде солей?
Какими свойствами должен обладать органический растворитель, используемый для извлечения алкалоидов в виде солей?
5. Какие методы используются для очистки, вытяжки и выделения алкалоидов?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать методы выделения алкалоидов из растительного сырья (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Лабораторная работа 1 – Выделение алкалоидов из травы Термопсиса «Thermopsis Lanceolata».

Cобранная в начале цветения до появления плодов и высушенная трава дикорастущего многолетнего травянистого растения термописа ланцентного «Thermopsis Lanceolata» R. Br., сем. бобовых – Fabaceae.

Методика. Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 1 мм. Около 10 г (точная навеска) измельченного сырья помещают в колбу вместимостью 250 мл, прибавляют 100 мл хлороформа и 5 мл концентрированного раствора аммиака, закрывают пробкой и встряхивают на вибрационном встряхивателе в течение 2 часов или оставляют при комнатной температуре на 15 ч, после чего встряхивают еще 30 мин. Хлороформное извлечение фильтруют через вату. 50 мл фильтрата переносят в колбу вместимостью 100 мл и хлороформ отгоняют до объема 1-2 мл. Оставшийся хлороформ удаляют продуванием воздуха. К остатку прибавляют пипеткой 2 мл раствора натра едкого (0,1 моль/л) и растирают стеклянной палочкой до полного исчезновения комочков, затем прибавляют пипеткой 8 мл воды и перемешивают 2-3 мин. К содержимому прибавляют пипеткой 10 мл раствора хлористоводородной кислоты (0,1 моль/л), осторожно перемешивают и оставляют на 8-10 мин, затем встряхивают на вибрационном встряхивателе 8-10 мин и фильтруют через тройной бумажный складчатый фильтр диаметром 7 см.


Тема 3 – Разделение смесей алкалоидов (2 часа)

Цель: провести самоконтроль усвоения теоретической части материала по разделению алкалоидов

Задачи обучения:
- развить общие принципы разделения смеси алкалоидов;
- ознакомить с методами разделения;
- ознакомить с техникой проведения эксперимента;
- уметь проводить перегонку с водяным паром.
- умение проводить соответствующие практические операции по выделению суммы алкалоидов;
- выработать краткие сведения по технике проведения эксперимента;
- развивать операциональные навыки по совершенствованию практических навыков работы на лабораторных установках (перегонка с водяным паром).
План проведения занятия:
1. Методы разделения.
2. Общие принципы метода разделения.
3. Разделение смеси алкалоидов.
5.Практика определения летучих алкалоидов.

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний, полученных на курсах биологической химии и фармакогнозии по химии алкалоидов.
При разборе общих методик определения алкалоидов проводится обсуждение полученных результатов анализа. При необходимости производятся соответствующие расчеты.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
Какие методы разделения и очистки веществ используют в технологических процессах?
Какие физические методы применяются при технологических процессах?
Охарактеризуйте основные производственные моменты получения никотина в табачном сырье?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать методы разделения смесей алкалоидов (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Лабораторная работа 1 – Метод определения никотина по Келлеру.
Табак обычно имеет слабокислую реакцию, и алкалоиды находятся в ней в виде кислых солей многоосновных органических кислот. Для переведения алкалоидов в свободную форму табак подщелачивают и для вытеснения их алкалоиды извлекают каким-либо углеводородным растворителем.
Содержание алкалоидов в углеводородном экстракте в простейшем случае определяется титрованием его кислотой. Совершенно очевидно, что при этом определяется вся сумма оснований, извлекаемых углеводородным растворителем из подщелочного табака. Указанным методом извлекается не только никотин, но и вся щелочная субстанция, растворимая в эфире, и главным образом, выделяется аммиак.
Методика. Точную навеску (4 г) тонко измельченного табака помещают в склянку с притертой пробкой вместимостью 200 мл и прибавляют 80 мл смеси серного и петролейного эфира (1:1) и 7 мл 20 % раствора калия гидроксида. Тщательно взбалтывают в продолжение получаса и оставляют смесь в покое на 12 ч (при этом склянке необходимо придать наклонное положение, поместив горло склянки на какой-либо невысокий предмет). Затем осторожно сливают верхнюю часть жидкости в стакан, быстро берут из этого стакана пипеткой пробу 20 мл и переносят ее в эрленмейеровскую колбочку. Эта проба соответствует 1 г навески.
Под влиянием щелочи в эфирный раствор переходит значительное количество аммиака, поэтому при удалении его применяется продувание жидкости воздухом при помощи резиновой груши, каучуковую трубку которой соединяют с тонко оттянутой стеклянной трубочкой. При продувании в течение 2 мин аммиак полностью удаляется из раствора. После этого прибавляют в колбу 10-15 мл 50 % спирта, тщательно промывая трубочку, через которую вдували воздух.
Раствор титруют 0,01 н раствором серной кислоты с использованием индикатора лакмойда, постоянно взбалтывая и наблюдая за изменением окраски нижнего спиртового слоя. По изменению синего цвета в красноватолиловый устанавливают конец точки титрования: определение проводят обратным титрованием, при этом излишек прибавленной кислоты обратно оттитровывают 0,01 н раствором натрия гидроксида (1 мл 0,01 н раствора серной кислоты соответствует 0,00162 г никотина).
Содержание никотина в процентах на среднюю влажность (С.В.) табака вычисляют по формуле:

4 х а х 0,00162 х 100
Х = ----------------------------
0,01 х (100-Вс) х Н

где а – объем Н2SO4 (0,01 н), ушедший на титрование;
Н – навеска табака (г);
Т – титр никотина (0,00162 г/мл);
Вс – влажность табка, %.
В каждом опыте вытяжка подвергалась разовому титрованию.

Лабораторная работа 2 – Метод определения никотину по Виллитсу.
В колбу для дистилляции емкостью 100-150 мл помещают около 1 г измельченного табака (масса точной навески), добавляют 5 г NaCl, 15 мл очищенной воды и 2 мл 30 % NaOH. Колбу соединяют с парообразователем, и через смесь пропускают водяной пар.
Дистиллят собирают в мерную колбу емкостью 250 мл, содержащую 15 мл 1,5 М раствора серной кислоты. Отгонку никотина продолжают до отрицательной реакции с кремневольфрамовой кислотой. Затем колбу доливают водой до метки, отбирают пипеткой 25 мл и переносят в мерную колбу емкостью 100 мл. Жидкость в колбе подкисляют 4 мл 1,5 М раствора серной кислоты, добавляют воды до метки и определяют экстинкцию на спектрофотометре типа СФ-46 в кювете 1 см. В качестве раствора сравнения используется смесь из 4 мл 1,5 М раствора серной кислоты в 100 мл очищенной воды.

Содержание никотина Х в мг/г табака вычисляют по формуле:

1000 х Е259 испр
Х = ------------------------------------------
0,01 (100 – Вс) х Н х В х 34,3

где Н – навеска табака, г;
В – толщина слоя жидкости в кювете, см;
Вс – влажность табака, %;
34,3 – удельный коэффициент экстинкции чистого никотина.


Тема 4 – Диффузионные процессы (2 часа)

Цель: разобрать диффузионные процессы в методах экстрагирования алкалоидов

Задачи обучения:
- развить общие представления по процессу масообмена;
- формировать у студентов возможность самоподготовки к отдельным темам;
- закрепить знания по всем вопросам темы.
- формировать общее представление о видах диффузии;
- провести занятие в интеллектуальной форме с применением метода мозгового штурма;
- развить самообразование у студентов.

План проведения занятия:
Виды диффузии.
Влияние факторов на процесс диффузии.
3. Диффузия в движущейся среде (молекулярная диффузия внутренняя и
конвективная диффузия).

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний по контрольным вопросам темы.
При разборе диффузионных процессов проводится обсуждение полученных результатов анализа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
1. Сформулируйте закон Фика, выражающее диффузионные процессы?
2. В чем отличие периодических диффузионных установок и непрерывно действующих диффузионных установок?
3. Обрисуйте схему вертикального диффузора системы Гильдебрандта?
4. Более подробно остановитесь на существующих методах экстрагирования алкалоидов?
5. Приведите характеристики диффузионных экстракторов?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать определение диффузионных процессов (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Задание 1
Разобрать простейшую схему эстрагирования алкалоидов из растительного сырья (на примере периодических диффузионных установок).

Задание 2
Провести занятие в интеллектуальной форме с применением метода мозгового штурма.

Процесс массообмена - диффузионный процесс. В сложном диффузионном процессе различают 2 принципиально отличающихся друг от друга вида диффузии:
а) диффузию молекулярную, которая подразделяется на:
1) свободную диффузию;
2) внутреннюю.
б) диффузию конвективную.
Молекулярная диффузия осуществляется за счет собственно хаотического движения молекул. Отличительной особенностью молекулярной диффузии является неподвижность фаз Т и Ж, т.е. макропокой, взаимная неподвижность фаз.
Молекулярная диффузия может иметь место на границе раздела твердой и жидкой фаз, на границе двух несмешивающихся жидкостей, внутри растительной (животной) клетки, в диффузионном (ламинарном) слое, который окружает поверхность твердой фазы (в нашем случае кусочки растительного материала) и являющемся по отношению к твердой фазе неподвижной жидкой фазой.
На процесс молекулярной диффузии влияют:
1) температурный фактор: чем выше температура, тем быстрее движение молекул;
2) скорость диффузии зависит от размера молекул диффундирующих веществ: с увеличением молекулярной массы и, соответственно, размера молекул, их подвижность падает. Наибольшей скоростью при молекулярной диффузии обладают молекулы газов, и наименьшей - молекулы ВМС (высокомолекулярных соединений);
3) поверхность контакта двух фаз: с ее увеличением возрастает и массообмен;
4) толщина диффузионного слоя, через который происходит диффузия: чем толще этот слой, тем медленнее диффузия.
Подобно влияет время и ряд других факторов, но доминирующим является разность концентрации
· С.
Кинетика молекулярной диффузии изучалась рядом ученых - Дальтоном, Бертолле, Гремом и др. Фик первым доказал аналогию кинетики диффузии с кинетикой теплопроводности и дал количественную характеристику этого явления для жидких систем.
Уравнение диффузии для процесса растворения твердых тел в жидкости вывел наш отечественный ученый-физик А.Н. Щукарев. Математическое определение процесса молек. диффузии выражено в следующем: количество продиффундированного вещества прямо пропорционально коэффициенту диффузии данного вещества, поверхности, на которой проходит этот процесс, времени и разности концентраций и обратно пропорционально толщине слоя.
Таким образом, математическое выражение закона молекулярной диффузии имеет следующий вид:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](кг)
где S - количество продиффундированного вещества, кг;
DCв - коэффициент свободной молекулярной диффузии, в кг/м2/сек;
F - поверхность на которой происходит диффузия, м2;
Т - время диффузии, час;

· C - разность концентраций на границе раздела фаз, кг/м3;
d - толщина диффузионного (пограничного) слоя, м;
DCв. - коэффициент молекулярной диффузии (свободной) - постоянная величина, показывающая количество вещества в кг, продиффундировавшего в единицу времени (с) на поверхности в 1 кв.метр, при разности концентрации в 1 кг/м3 и толщине слоя в 1 метр. Эта величина постоянна для конкретного вещества в конкретной жидкости (экстрагенте).
Значение “D” с точки зрения кинетической теории диффузии было определено Эйнштейном. Работая в области статической физики и исследуя зависимость между броуновским движением и диффузией, Эйнштейн вывел уравнение, представляющее собой указанную зависимость:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], где
R-газовая постоянная Клайперона (8,32 дж/град.моль),
Т- температура по шкале Кельвина (0К),
N0- число Авогадро (6,06· 10 23),
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- 3,14

· - вязкость жидкой фазы в н/сек/м2 ,
r - радиус диффундирующей частицы (молекулы, иона) в метрах.
Введя значение “Dсвоб.” в уравнение молекулярной диффузии, получают развернутое уравнение Щукарева-Фика:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](кг)
В соответствии с уравнением можно оценить влияние различных факторов на количество диффундируемого вещества при свободной молекулярной диффузии.
Скорость свободной молекулярной диффузии представляет собой количество продиффундировавшего вещества через единицу площади в единицу времени:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
или подставив значение Sсвоб. в это уравнение, получаем:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](кг/м2/сек.)
Влияние факторов на свободную молекулярную диффузию
О главенствующей роли разности концентраций (
· С) в молекулярной диффузии мы уже говорили. Что касается температуры (Т), то повышение ее способствует увеличению значения Sсвоб. и Wсвоб, т.к. при этом возрастает кинетическая энергия молекул, увеличивается их тепловое движение. Одновременно с этим понижается вязкость (
·). Скорость диффузии увеличивается, в среднем, в 2 раза при увеличении температуры на 400С.
r - эффективный радиус частиц (молекул, ионов, мицелл) диффундируемого вещества оказывает большое влияние на диффузию. Малые молекулы диффундируют значительно быстрее крупных. Например, молекулы аммиака (NH3, молек.масса 17) перемещаются в вакууме со скоростью 517 м/сек, а молекулы хлористого водорода (HCl , м.м. 36) в тех же условиях - 354 м/сек, т.е. увеличение молекулярной массы в 2 раза ведет к падению скорости диффузии на 1/3. О скорости перемещения молекул ВМС в жидкой среде можно предположить, что она очень мала.
Благодаря разности скоростей диффузии ВМС и НМС происходит диализ, т.е. фракционирование: - в исходном растительном сырье остаются ВМС (слизи, белки, пектины и др. ВМС) при ограниченной экспозиции экстрагирования, а НМС (алкалоиды, гликозиды, горечи, витамины и пр.) переходят в вытяжку, т.к. значение “Dсв.” к НМС на 2-3 порядка выше “Dсв.” ВМС.
Таковы основные факторы, влияющие на скорость молекулярной диффузии (свободной).

Молекулярная диффузия внутренняя
Рассмотренная нами молекулярная диффузия является свободной, т.е. необремененной перегородкой между твердой (Т) и жидкой (Ж) фазами, (либо между растворами разной концентрации). При наличии клеточных оболочек, стенок и др., что имеет место при экстрагировании организованного (клеточного) сырья, диффузия веществ определяется как внутренняя диффузия, т.к. молекулы экстрактивных веществ диффундируют в толще, внутри самой клеточной оболочки, перегородки.
Физиологическое состояние клеточной оболочки определяет возможности массообмена. В живой клетке оболочка изнутри выстлана протоплазмой, пропускающей воду только внутрь клетки и не выпускающей из клетки растворенные в плазме вещества. Процесс экстракции, массообмена, не имеет места, пока жива протоплазма, из клетки нельзя извлечь никаких веществ. Всем известен пример намачивания разрезанной свежей свеклы, моркови в холодной воде- экстракции, выделения веществ из неразрушенных клеток не происходит.
По-другому ведет себя высушенная, умерщвленная клетка. Погибшая протоплазма становится проницаемой, клеточная оболочка становится пористой перегородкой, пронизанной ультрамикропорами, через которые проходит диффузия, идет процесс диализа.
Механизм диффузии вещества через клеточную оболочку заключается в следующем: молекулы диффундируемого вещества “А” вначале сорбируются из первичного сока материалом мембраны стенок растительной клетки, затем диффундируют через нее и десорбируются с другой стороны перегородки, накапливаются в пограничном (диффузионном слое) и только затем перемещаются в окружающую толщу растворителя.
Наличие в организованном сырье клеточной стенки, мембраны, перегородки, ее строение, а также инкрустация клеточной оболочки воском, кутином, суберином, наличие лигнина и др. компонентов, очень сказывается на массообмене, снижая его еще в большей степени - на несколько порядков в сравнении со свободной молекулярной диффузией.
Естественно, коэффициент диффузии для вещества, диффундирующего через клеточную стенку, оболочку, будет меньшим по сравнению со свободной диффузией. Поэтому, в случае определения величины диффузии веществ из растительного материала в коэффициент молекулярной (свободной) диффузии “Dсв.” вводится поправочный коэффициент “В”, учитывающий перечисленные осложнения процесса. “D” приобретает индекс “Коэффициента внутренней диффузии” - Dвн., а уравнение внутренней диффузии имеет следующий вид:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
После подставления значения Dвн. в уравнение внутренней диффузии оно в развернутом виде имеет вид:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Конвективная диффузия
Молекулярная диффузия проходит в неподвижной системе и протекает относительно медленно. Поэтому большее практическое значение для практики экстракций имеет диффузия в движущейся среде, т.н. конвективная диффузия (от лат. convectio - привоз, принесение).
В этом случае молекулы вещества переходят из одной фазы в другую не только вследствие молекулярного движения, но и механически - путем перемещения отдельных небольших (элементарных) объемов жидкой фазы под влиянием циркуляции, сотрясений, разницы температур, давлений и т.п.
Конвективная диффузия подчиняется закономерностям, согласно которым величина (конвективной) диффузии возрастает с увеличением поверхности массообмена, разности концентраций, продолжительности процесса и коэффициента конвективной диффузии.
Размер молекул диффундируемого вещества, кинетическая их энергия здесь оказываются второразрядными факторами.
Уравнение конвективной диффузии имеет следующее выражение:
Sконв.=
· · F·
· Cчаст.·
·
Sконв. - количество вещества, перенесенное конвективной диффузией, кг

· - коэффициент конвективной диффузии, представляющий собой количество вещества, перенесенное движущейся жидкостью за 1 сек, с единицы поверхности 1 м2:, при разности концентрации в 1 кг/куб. м;
F - площадь поверхности диффузионного процесса, кв. м;

· Счастн. - разность концентрации вещества у поверхности раздела фаз и в центре движущегося (частного) объема жидкости, кг/м3;

· - время, сек.
Скорость конвективного переноса вещества представляет величину, отражающую количество перенесенного вещества в единицу времени;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](кг/с)
Скорость конвективной диффузии W конв. в десятки раз больше скорости молекулярной диффузии (W своб.).
Суммарный процесс переноса веществ из растительного материала в экстрагент выражается основным уравнением массопередачи.
Процесс массопередачи, имеющий место при наличии двух видов диффузии (молекулярной и конвективной диффузии), может быть представлен уравнением:
S=K· F·
· C·
· (кг)
Количество вещества, переходящее из фазы в фазу (в нашем случае из клетки в извлекатель) зависит от коэффициента массопередачи (К), поверхности раздела фаз (F), разности концентрации (
· С) и времени (
·).
К - коэффициент массопередачи суммирует значения всех видов диффузии, имеющих место при извлечении материала, и в обобщенном виде может быть записан так:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], где
r - радиус частиц растительного материала, м;

· - поправочный коэффициент на анатомические особенности растительных тканей;
D, d,
· - те же значения, что и выше.
При этом два последних слагаемых знаменателя являются величинами переменными, зависящими от гидростатического состояния системы, т.е. от скорости перемещения жидкой фазы.
Как уже упоминалось, процесс массопередачи проходит через пограничный(ламинарный, диффузионный) слой, представляющий собой концентрированный раствор вещества у границы раздела твердой и жидкой фаз. Этот слой оказывает основное сопротивление молекулярной диффузии, его толщина очень влияет на интенсивность массообмена: с увеличением ламинарного (диффузионного) слоя количество вещества “А” в жидкой фазе “Ж” возрастает очень медленно, с уменьшением слоя - быстро, поскольку разность концентраций поддерживается на максимальном значении.
Толщина этого слоя зависит, в основном, от скорости перемещения экстрагента.
1. Если процесс массопередачи (извлечения действующих и сопутствующих веществ из растительного сырья) идет в полном макропокое, например, при методе мацерации, тогда коэффициент конвективной диффузии “
· “ будет равен нулю и значимыми будут только два слагаемых знаменателя - внутренней и свободной диффузии, т.е. первый и второй слагаемые. Коэффициент массопередачи в таком случае будет равен:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Учитывая, что значения коэффициента конвективной диффузии на несколько порядков больше коэффициента свободной диффузии, и тем более внутренней, то и массопередача в целом проходит мало эффективно.
2. В случае слабого (умеренного, т.е. не более 0,5 м/сек.) перемещения жидкости (экстрагента) все коэффициенты диффузии будут значимыми, и они суммируются, т.е. коэффициент массопередачи имеет значение:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Действительно, при перколяционном, реперколяционном и противоточных методах экстракции процесс массообмена весьма эффективен.
3. Третий возможный случай экстракции, когда экстрагент перемещается с большой скоростью. В этом случае вещество, преодолев клеточную оболочку, попадает в общий объем извлечения, т.е. фазы “Ж”. При этом совершенно отсутствует диффузионный слой, толщина этого слоя “d” равна нулю и,т.о., второе слагаемое равно нулю.
Поскольку коэффициент конвективной диффузии возрастает при этом до бесконечности (
·
·
·), то и третье слагаемое будет равно “0”, т.к. I = 0, и коэффициент массопередачи определяется только первым слагаемым:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Такая картина имеет место при вихревом методе экстракции, когда пропеллерная мешалка вращается со скоростью 9.000-12.000 оборотов в минуту, а также при акустическом и электрогидродинамическом методах экстракции, при экстракции с применением роторно-пульсационного аппарата. В последнее время предложено экстрагирование с применением электрических разрядов, с использованием электроплазмолиза и электродиализа. В этих случаях появляется возможность влиять на коэффициент внутренней диффузии Dвн., что позволяет значительно ускорить процесс экстрагирования на самой его медленной стадии.


Тема 5 – Адсорбция. Принципы адсорбционной технологии (2 часа)

Цель: разобрать процесс адсорбции и применение адсорбционной технологии
Задачи обучения:
- формировать мотивацию у студентов по разбору основного тематического материала;
- формировать у студентов возможность сконцентрироваться по некоторым элементам повторения;
- закрепить знания по вопросам основного курса физики, термодинамики.
- развить общее представление по определениям «Физическая адсорбция и хемосорбция»;
- провести самообучающие тесты по теме занятия.

План проведения занятия:
1. Адсорбция.
2. Виды адсорбции.
Роль адсорбции в процессах теплообмена, разделения газовых и жидких смесей, в биохимических системах.
Адсорбционные технологии.

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний по контрольным вопросам темы.
При разборе диффузионных процессов проводится обсуждение полученных результатов анализа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
1. В чем заключается поглощение веществ поверхностью твердого тела?
2. Дайте общее представление о короткоцикловой адсорбции или PSA-адсорбции (Pressure Swing Adsorption?
3. Какие виды адсорбции различают в зависимости от характера взаимодействия молекул адсорбента и адсорбата?
4. Приведите примеры адсорбционных технологии.
5. Опишите зависимость степени заполнения поверхности адсорбированными молекулами при равновесной адсорбции от концентрации (давления) адсорбата при постоянной температуре. 

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать принцип адсорбционной технологии (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Задание 1
Разобрать технологический процесс выделения алкалоидов.

Задание 2
Провести диалог-собеседование по определениям «Физическая адсорбция и хемосорбция».

Задание 3
Провести схематический разбор по видам адсорбционных технологии.

Адсорбция - процесс, приводящий к аномально высокой концентрации вещества (адсорбата)  из газообразной или жидкой среды на поверхности ее раздела с жидкостью или твердым телом (адсорбентом). Частный случай - сорбация. Адсорбция происходит под действием некомпенсированных сил межмолекулярного взаимодействия в поверхностном слое адсорбента, что вызывает притяжение молекул адсорбата из приповерхностной области; адсорбция приводит к уменьшению поверхностной энергии. В зависимости от характера взаимодействия молекул адсорбента и адсорбата различают физическую адсорбцию и хемосорбцию. Физическая адсорбция  не сопровождается химическими изменениями молекул. При такой адсорбции молекулы могут образовывать не только мономолекулярный слой на поверхности адсорбента, но и адсорбироваться многослойно, а также мигрировать по поверхности. Процессы хемосорбции сопровождаются образованием связи между молекулами адсорбента и адсорбата.
Адсорбированные молекулы через некоторое время (время десорбции) покидают поверхность адсорбата  - десорбируются. Количество молекул, адсорбирующихся (десорбирующихся) в единицу времени на единице поверхности (с единичной поверхности), называются скоростью адсорбции (скоростью десорбции). При равенстве скорости адсорбции и десорбции имеет место адсорбционное равновесие. С ростом температуры время физической адсорбции и количество адсорбирующих молекул уменьшается, в то время как скорость хемосорбции обычно возрастает. Скорость адсорбции повышается с увеличением концентрации и, следовательно, ростом давления адсорбата в объеме. Зависимость степени заполнения поверхности адсорбированными молекулами при равновесной адсорбции от концентрации (давления) адсорбата при постоянной температуре  называется изотермами адсорбции. Для описания многослойного покрытия поверхности адсорбента в системе  газ- твердое тело существует несколько основных изотерм адсорбции. Наиболее  общеупотребительная из них - изотерма Ленгмюра:
 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],
где р - давление;
q - относительная степень заполнения поверхности адсорбированными молекулами;
k - константа, зависящая от температуры и характера взаимодействия между частицами адсорбента и адсорбата.
Изотерма Ленгмюра может служить для описания как физической адсорбции, так и хемосорбции, однако область ее применения ограничена, как правило, низкими степенями заполнения, при которых молекулы адсорбата не взаимодействуют между собой. При более высоких значениях молекулы адсорбата притягиваются не только молекулами адсорбента, но и к друг другу, поэтому по мере заполнения поверхности условия для адсорбции становятся все более благоприятными и  резко возрастает с повышением р, но при степенях заполнения, близких к единице, рост адсорбции резко замедляется. При дальнейшем увеличении давления происходит заполнение 2-го, 3-го и т.д. слоев молекулами адсорбата (полимолекулярная адсорбция). Если адсорбент имеет пористую структуру и его поверхность является смачиваемой по отношению к адсорбату, то происходит капиллярная конденсация. Процесс адсорбции сопровождается выделением тепла, называемого теплотой адсорбции, которое тем больше, чем прочнее связь между молекулами адсорбента и адсорбата. Теплота физической адсорбции составляет как правило 8-25 Кдж/моль, теплота хемосорбции превышает 80 кдж/моль. Сорбция - поглощение твердым телом или жидкостью (сорбентом) жидкого вещества или газа (сорбата) из окружающей среды. Поглощение вещества из газовой фазы всем объемом жидкого сорбента называется абсорбцией, поглощение вещества поверхностным слоем сорбента - адсорбцией. Поглощение вещества из газовой фазы всем объемом твердого тела или расплава - окклюзией. Извлечение из жидкости какого-либо компонента другой жидкости называется экстракцией. При сорбции паров с пористыми телами может происходить капиллярная конденсация. Обычно одновременно протекает несколько сорбционных процессов.
Временные характеристики
Время инициации (log to от 0 до 2);
Время существования (log tc от 1 до 9);
Время деградации (log td от 0 до 1);
Время оптимального проявления (log tk от 2 до 6).
Диаграмма:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Технические реализации эффекта
Техническая реализация
Простейшая техническая реализация состоит в напуске природного газа в сосуд, снабженный манометром и содержащий некоторое количество обычного активированного угля. После напуска и герметизации сосуда в течение некоторого времени давление газа будет падать, что является результатом его адсорбции активированным углем.
Применение эффекта
Адсорбция играет важную роль в процессах теплообмена, разделения газовых и жидких смесей, в биохимических системах. Она является важнейшей стадией образования гетерогенных систем и главным фактором в стабилизации дисперсных систем.
Адсорбционные технологии
Короткоцикловая адсорбция или PSA-адсорбция (Pressure Swing Adsorption) является одним из наиболее эффективных и распространенных способов воздухоразделения. Метод подразумевает использование твердых абсорбентов, в качестве которых используются цеолиты. Давление при PSA-адсорбции значительно выше, чем при альтернативных методах, кроме того оно является переменным, что позволяет избежать продолжительных этапов охлаждения и нагрева адсорбента и значительно укорачивает цикл адсорбции в целом. Данный факт обосновывает название короткоцикловой технологии адсорбции.  
Типичная установка включает два адсорбционных модуля, а также компрессор для сжатия воздуха. Далее происходит осушение сжатого воздуха в рефрижераторном осушителе до точки росы с последующим его перенаправлением в один из адсорбционных модулей. При прохождении воздуха через адсорбент осуществляется удержание лишних газов и на выходе остается только требуемый высокоочищенный газ.  
Затем давление в установке уменьшается, происходит продувка адсорбера в обратном направлении,  что обеспечивает восстановление способности адсорбента поглощать лишние газы. Данный этап называется десорбцией. Переключение между двумя этапами автоматизировано, благодаря чему весь процесс является непрерывным и позволяет добиться высокой чистоты конечного продукта.
При производстве кислорода по технологии PSA-адсорбции (рисунок 1) стоимость получаемого продукта снижается в разы. Кроме того, внедрение технологии и дальнейший сервис задействованного оборудования являются относительно простыми, что позволяет также отнести к преимуществам метода высокую надежность. Технология находит широкое применение в химической промышленности, а также при газовой сварке, резке и пайке металлов.
Производство азота позволяет добиться максимальной чистоты конечного продукта (вплоть до 99,9999%), что недостижимо при использовании других методов. Очищенный азот применяется в нефтехимии, нефтегазовой промышленности, микроэлектронике и фармацевтике, а также при термической обработке металлов, например закалке, пайке, спекании. 




















ПРИЛОЖЕНИЕ
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


Рисунок 1 - Технология PSA-адсорбции

Технология адсорбции основана на поглощении молекулярными ситами определенных веществ, за счет этого обеспечивается разделение воздушной смеси. Адсорбционная технология позволяет эффективно получать из атмосферного воздуха такие газы как азот и кислород.
Установки работают по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции (КЦА). На сегодняшний день получили распространение три метода организации циклического безнагревного процесса адсорбционного разделения воздуха: напорные  Pressure Swing Adsorbrion (PSA), вакуумные  Vacuum Swing Adsorbtion (VSA) и смешанные  Vacuum Pressure Swing Adsorbtion (VPSA).
Для напорных схем  Pressure Swing Adsorbrion (PSA)  азот (кислород) извлекают при давлении выше атмосферного, а стадия регенерации адсорбента протекает при атмосферном давлении. В вакуумных схемах  Vacuum Swing Adsorbtion (VSA)  азот (кислород) получают при атмосференом давлении, регенерация проводится при отрицательном давлении. Работа смешанных схем  Vacuum Pressure Swing Adsorbtion (VPSA)  сочетает изменение давления от положительного до отрицательного.
При прохождении воздуха через один из 2 попеременно работающих адсорберов, заполненных адсорбентом  угольно-молекулярным ситом (УМС) происходит преимущественная адсорбция кислорода на УМС и, при этом, газовая среда обогащается азотом. При насыщении УМС кислородом воздух направляется в другой адсорбер, в отработанном адсорбере давление снижается до атмосферного и он продувается частью продукционного азота, при этом из УМС удаляется адсорбированный кислород и свойства УМС восстанавливаются. Разделение воздуха адсорбционным методом реализуется при температурах +10+40 °С (рисунок 2, 3, 4).

Рисунок 2 - Разделение газов с помощью адсорбционной технологии

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Схема работы адсорбционного кислородного генератора

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Производительность адсорбционной системы в зависимости от чистоты кислорода

Рисунок 3 -Принципиальная схема работы адсорбционных установок

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Адсорбционная азотная установка

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Адсорбционная кислородная установка

Рисунок 4 -Экономическая целесообразность применения адсорбционной технологии

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Экономическая целесообразность применения адсорбционной технологии для производства азота (N2)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Экономическая целесообразность применения адсорбционной технологии для производства кислорода (O2)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]






Тема 6 – Адсорбционные методы (2 часа)

Цель: провести самоконтроль теоретической части программного материала по освоению адсорбционных методов выделения алкалоидов из растительного сырья

Задачи обучения:
- привить основы определения адсорбционных методов;
- ознакомить с основами осуществления процесса адсорбции;
- ознакомить с основами рациональной адсорбционной технологией;
- развить навыки применения в работе адсорбционно-десорбционных установок;
- выработать краткие сведения по подбору адсорбента и условиям адсорбции.

План проведения занятия:
1. Адсорбционные процессы.
2. Технологический процесс выделения алкалоидов.
3. Описание процесса адсорбции.
4. Типовая схема непрерывного адсорбционного выделения алкалоидов.

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний по контрольным вопросам темы.
Обсуждение теоретического материала проводится в форме интегрированной беседы в парах.
Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
Как понимаете адсорбционные методы?
Как осуществляется процесс адсорбции?
Опишите технологический процесс выделения алкалоидов

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать адсорбционные методы выделения алкалоидов из растительного сырья (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Задание 1
Провести количественное определение алкалоидов в листьях красавки (Folium Beladonnae) по частной статье № 276 ГФ Х издания. Сделать соответствующие расчеты на содержание алкалоидов в пересчете на абсолютно сухую массу в процентах.

Задание 2
Привести сравнительные данные по выделению кофеина методом молекулярной адсорбции и методом экстракции хлороформом

Адсорбционные методы выделения кофеина из водных растворов.
Сравнительные данные выделения кофеина молекулярной адсорбцией и экстракцией хлороформом.
Зависимость концентрации хлороформных растворов кофеина, получающихся при противоточной экстракции его хлороформом из водных растворов, показывает, что состояние равновесия достигается во всех случаях; первый случай – изотерма адсорбции кофеина на применявшемся угле из воды при 170; третий случай показывает, какой концентрации может быть получен хлороформный элюат при десорбции кофеина с угля. При сопоставлении первого случая и третьего случая видно, что применение адсорбционных методов позволяет, особенно при низких концентрациях водных растворов кофеина (0,02-0,05 г/100 мл), получать концентрации его в хлороформном растворе значительно большие, чем при прямой экстракции хлороформом водных растворов. Для выделения кофеина адсорбционным методом применялся гранулированный антрацит степени измельчения, отвечающий фракции в пределах 144-256 отверстий на 1 см 2. Применявшийся уголь сочетал в себе хорошие адсорбционные качества с достаточной механической прочностью; десорбция из него кофеина была произведена различными растворителями – вода, хлороформ, этиловый спирт, дихлорэтан и смесь хлороформа с дихлорэтаном.
Рассмотрение изотерм адсорбции кофеина из различных растворителей показывает, что хлороформ и дихлорэтан могут быть использованы как десорбирующие агенты. Спирт для этой цели не подходит, поскольку изотерма адсорбции кофеина из экстракта и значительно выше таковых для хлороформа и дихлорэтана. Одно из главных сопутствующих кофеину в чайных экстрактах веществ (таннин) почти не адсорбируется на применявшемся угле, но вследствие присутствия других балластных веществ (смолистые, пектиновые, хлорофилл) и образования пленки из растительных коллоидов вокруг частиц адсорбента адсорбция кофеина несколько снизилась по сравнению с адсорбцией из чистых растворов. Исследование влияния величины рН на адсорбцию кофеина показало, что величина адсорбции из экстракта со значением рН от 3,8 до 8,5 остается практически постоянной, несколько увеличиваясь в щелочной среде.


Тема 7 – Динамическая адсорбция и десорбция (2 часа)

Цель: освоить механизм динамической адсорбции и десорбции

Задачи обучения:
- ввести элементы определений динамической адсорбции и десорбции;
- развить навыки определения адсорбции поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела;
- освоить навыки использования прибора «Анализатор динамической сорбции паров DVS Advantage».

План проведения занятия:
1. Динамическая адсорбция и десорбция.
2. Типичные изотермы мономолекулярной адсорбции на однородной поверхности.
3. Зона массопереноса или фронт адсорбции.
4. Области применения прибора «Анализатор динамической сорбции паров DVS Advantage».

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний по контрольным вопросам темы.
Обсуждение теоретического материала проводится в форме интегрированной беседы в парах.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
Государственная фармакопея СССР. X изд. – М.: Медицина, 1968 - 1078 с.
5 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
6 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
Как влияют параметры на адсорбционную способность?
Какие анализируемые материалы подвергаются анализатору динамической сорбции паров?
Как осуществляется цикл адсорбции?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать знании определений «Динамическая адсорбция» и «Десорбция» (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание 1
Провести интегрированную беседу в парах по элементам определений динамической адсорбции и десорбции.

Задание 2
Охарактеризуйте технические параметры прибора DVS Advantage и анализатора динамической сорбции паров. Описать принцип работы.


Адсорбция (от лат. ad на, при и sorbeo поглощаю), поглощение количеств вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела (рисунок 5). Например, если поместить в
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


Рисунок 5 - Типичные изотермы мономолекулярной адсорбции на однородной поверхности


водный раствор уксусной кислоты кусочек угля, то произойдёт Адсорбция количество кислоты в растворе уменьшится, молекулы кислоты сконцентрируются на поверхности угля. Адсорбция и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] поглощение в объёме тела, объединяются общим термином [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Явление Адсорбция стало изучаться со 2-й половины 18 в. ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], 1773), хотя несомненно, что в практической деятельности человечества Адсорбция использовалась с незапамятных времён. Учение об Адсорбции является частью более общей теории многокомпонентных гетерогенных систем, основы которой заложены У. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (1876). Явление Адсорбции тесно связано с особыми свойствами вещества в поверхностном слое, например, молекулы, лежащие на поверхности раздела фаз жидкость пар, втягиваются внутрь жидкости, т. к. испытывают большее притяжение со стороны молекул, находящихся в объёме жидкости, чем со стороны молекул пара, концентрация которых во много раз меньше концентрации жидкости. Это внутреннее притяжение заставляет поверхность сокращаться и количественно характеризуется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. По той же причине молекулы какого-либо другого вещества, оказавшиеся вблизи поверхности, притянутся к ней и произойдёт Адсорбция. После Адсорбции внутреннее притяжение частично компенсируется притяжением со стороны адсорбционного слоя и поверхностное натяжение уменьшается. Гиббс вывел формулу, связывающую значение Адсорбции с изменением поверхностного натяжения. Те вещества, Адсорбция которых сильно уменьшает поверхностное натяжение, принято называть поверхностно-активными. Вещество, на поверхности которого происходит Адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое из объёмной фазы адсорбатом. В зависимости от характера взаимодействия между молекулой адсорбата и адсорбентом Адсорбцию принято подразделять на физическую Адсорбцию и хемосорбцию. Менее прочная физическая Адсорбция не сопровождается существенными изменениями молекул адсорбата. Она обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия, которые связывают молекулы в жидкостях и некоторых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и проявляются в поведении сильно сжатых газов. При хемосорбции молекулы адсорбата и адсорбента образуют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] соединения. Часто Адсорбция обусловлена и физическими и химическими силами, поэтому не существует чёткой границы между физикой Адсорбция и хемосорбцией. Физически адсорбированные молекулы более или менее свободно перемещаются по поверхности, при этом их свойства часто аналогичны свойствам очень тонкого слоя газа, т. н. двухмерного газа. Они могут собираться группами, образуя слой двухмерной жидкости или двухмерного твёрдого тела. Адсорбированные молекулы рано или поздно покидают поверхность десорбируются. Время, в течение которого молекула находится на поверхности, называется временем Адсорбции Времена Адсорбция могут колебаться в очень широких пределах. Скоростью Адсорбция (соответственно скоростью десорбции) называется количество молекул, адсорбирующихся (или десорбирующихся) за единицу времени, оба значения величин относят к единице поверхности или массы адсорбента. Скорость хемосорбции, как и скорость любого химического процесса, чаще всего увеличивается с повышением температуры (т. н. активированная Адсорбция). Если скорости Адсорбция и десорбции равны друг другу, то говорят, что установилось адсорбционное равновесие. В состоянии равновесия количество адсорбированных молекул остаётся постоянным сколь угодно долго, если неизменны внешние условия (давление, температура и др.). Адсорбированные молекулы не только совершают движение вдоль поверхности адсорбента, но и колеблются, то приближаясь к поверхности, то удаляясь от неё. Чем выше температура, тем интенсивнее колебательное движение, а стало быть, больше вероятность того, что в процессе таких колебаний связь молекулы с поверхностью будет разорвана и молекула десорбируется. Благодаря этому с ростом температуры уменьшается время Адсорбция и равновесное количество адсорбированных молекул. С ростом концентрации или давления адсорбата в объёме увеличивается частота попаданий молекул адсорбата на поверхность адсорбента; пропорционально ей возрастает скорость Адсорбция и увеличивается равновесное количество адсорбированных молекул. Кривые зависимости равновесной Адсорбция от концентрации или давления адсорбата при постоянной температуре называются изотермами Адсорбции. Если адсорбат покрывает поверхность слоем толщиной в одну молекулу, Адсорбция называется мономолекулярной. Простейшая изотерма мономолекулярной Адсорбция представляет собой прямую линию, выходящую из начала координат, где на оси абсцисс отложено давление адсорбата Р, а на оси ординат степень заполнения поверхности Q, т. е. доля поверхности, покрытая адсорбированными молекулами. Это т.н.изотерма Генри: Q=kP. Коэффициент пропорциональности k зависит главным образом от температуры и характера взаимодействия адсорбент адсорбат. Уравнение Генри справедливо при очень низких степенях заполнения для однородной поверхности. По мере увеличения степени заполнения всё большую роль начинает играть взаимодействие между адсорбированными молекулами и интенсивность их поверхностной подвижности. Если молекулы адсорбата притягиваются друг к другу, то каждая вновь адсорбирующаяся молекула будет испытывать притяжение и адсорбата и молекул, адсорбированных ранее. Поэтому, по мере заполнения поверхности, силы, удерживающие адсорбированную молекулу, будут увеличиваться и условия для Адсорбция будут всё более и более благоприятными. В этом случае с ростом давления изотерма всё круче и круче идёт вверх. Однако по мере заполнения поверхности вновь адсорбирующимися молекулами становится всё труднее найти свободное (не занятое др. молекулами адсорбата) место на поверхности. Поэтому с увеличением давления рост Адсорбция замедляется и степень покрытия стремится к постоянному значению, равному единице (см. кривую 2, которая характерна при отсутствии взаимного притяжения молекул адсорбата). Если действуют оба эти фактора, то получаются вогнуто-выпуклые изотермы. Выпуклые изотермы часто описывают уравнением Ленгмюра [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Здесь а адсорбционный коэффициент, аналогичный по физическому смыслу константе Генри k. Уравнение Ленгмюра справедливо для мономолекулярной Адсорбция на однородной поверхности, если можно пренебречь притяжением молекул адсорбата между собой и их подвижностью вдоль поверхности. При дальнейшем увеличении давления происходит заполнение второго, третьего и т. д. слоев, т. е. имеет место полимолекулярная Адсорбция. Если адсорбент имеет узкие поры и смачивается адсорбатом (см. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), то в порах может произойти конденсация при давлениях более низких, чем давление насыщенного пара адсорбата. Это явление называется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Поверхность твёрдых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] чаще всего неоднородна по адсорбционным свойствам: одни участки поверхности адсорбируют лучше, другие хуже. При малых давлениях преобладает Адсорбция на наиболее активных участках поверхности, с увеличением давления заполняются менее активные участки. Однако, строго говоря, Адсорбция происходит одновременно на всей поверхности, и получаемая на опыте изотерма представляет собой сумму изотерм, каждая из которых соответствует определённому типу поверхности. Благодаря этому экспериментальные изотермы мономолекулярной Адсорбция могут существенно отличаться от кривых, приведённых на рис. Почти всегда процесс Адсорбции сопровождается выделением тепла, называемой теплотой Адсорбции. Хотя теплота Адсорбции не является единственным фактором, характеризующим прочность Адсорбции, однако чаще всего чем прочнее Адсорбция, тем больше её теплота. Теплота хемосорбции обычно составляет несколько десятков ккал/моль, теплота физической Адсорбция редко превосходит 10 ккал/моль (40 кдж/моль). По мере заполнения неоднородной поверхности теплота Адсорбция обычно уменьшается. При переходе в область полимолекулярной Адсорбция теплота Адсорбция понижается до величины, близкой к теплоте конденсации адсорбата. Адсорбция играет важную роль при теплообмене между газообразными, жидкими и твёрдыми телами, например, молекулы газа, адсорбируясь на горячей поверхности, приобретают энергию, соответствующую температуре поверхности, и после десорбции сообщают эту энергию другим молекулам газа, нагревая его. Это не единственный, но важный механизм теплообмена. Адсорбция один из решающих факторов в стабилизации коллоидных систем (см. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ],[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) и одна из важнейших стадий реакций в гетерогенных системах, в частности в гетерогенном катализе (см. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). В биологических системах Адсорбция первая стадия поглощения субмикроскопическими коллоидными структурами, органеллами, клетками и тканями различных веществ из окружающей среды, функционирование биологических мембран, первые этапы взаимодействия ферментов с субстратом, защитные реакции против токсичных веществ, процессы всасывания всё это связано с Адсорбцией. Многие адсорбенты (активный [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] каолин, иониты и др.) служат противоядиями, поглощая и удаляя из организма попавшие в желудочно-кишечный тракт вредные вещества. Адсорбция применяется для разделения газовых и жидких смесей, для осушки и очистки газов и жидкостей (например, очистки воздуха в противогазах). Одним из древнейших применений Адсорбция является очистка вина. В науке и технике приобрёл большое значение [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] метод анализа, основанный на различной способности компонентов анализируемой смеси к Адсорбции. Адсорбцию используют также для получения и очистки биологически активных веществ витаминов, ферментов, гормонов, антибиотиков и др. Динамическая адсорбция
В динамической адсорбции жидкость, содержащая молекулы, которые должны быть отделены, фильтруется через слой гранулированного адсорбента, помещенного в адсорбционную колонну (рисунок 6).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 6 - Зона массопереноса

Слой адсорбента в котором осуществляется перенос потока жидкости к адсорбенту адсорбирующихся молекул, называется зоной массопереноса или фронтом адсорбции. Концентрация адсорбированного вещества от входа до выхода из зоны переноса колеблется от начальной концентрации Со жидкости до концентрации Cs, получаемой после обработки. В верхней части зоны переноса вещества зависят главным образом: - от кинетики адсорбции адсорбируемого вещества, - от термодинамических характеристик протекающей жидкости, - от линейной скорости на поверхности, - от типа, формы и размера гранул молекулярного сита, - от концентрации Co и Cs. В слое адсорбента фронт адсорбции постоянно перемещается от входа до выхода во время всего периода адсорбции, в конце которого искомое обогащение не гарантируется.
В таком случае необходимо осуществлять регенерацию адсорбента десорбцией адсорбированного вещества. Скорость перемещения фронта адсорбции зависит от коэффициента нагрузки адсорбента адсорбированным веществом и расходомадсорбируемого вещества.


ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ
1. Температура
Адсорбционная способность понижается при увеличении температуры. Адсорбция является экзотермическим процессом. При выделении теплоты снижается адсорбционная способность. Между тем молекулярные сита меньше подвержены этому явлению, нежели другие адсорбенты.
2. Направление адсорбированного вещества (жидкая или газообразная фаза)
Фазовое состояние адсорбируемого вещества влияет на длину зоны массопереноса. В жидкой фазе подвижность адсорбируемых молекул очень мала. Скорость диффузии, а следовательно кинетика адсорбции в жидкости значительно ниже, чем в газовой фазе. Поэтому скорость прохождения жидкости через адсорбент должна быть значительно ниже скорости газа, для того, чтобы длина колонны оказалась в разумных пределах.
3. Скорость подачи
Скорость подачи жидкости не должна быть слишком большой, чтобы не привести к чрезмерной высоте слоя. Она не должна также быть чрезмерно низкой, но достаточно для обеспечения более или менее равномерного распределения жидкости по слою адсорбента. При этом следует избегать каналов образования. Используемые скорости подачи обычно колеблется в газообразной фазе от 3 до 30 м/мин и в жидкой фазе от 0,1 до 1 м/мин.
4. Концентрация адсорбированного вещества
Адсорбционная способность возрастает с увеличением концентрации адсорбированного вещества. В то же время молекулярные сита имеют способность при низкой концентрации проявлять значительно большую адсорбционную способность, нежели другие адсорбенты. Благодаря этому свойству, при выборе адсорбента, молекулярным ситам довольно часто отдают предпочтение.
5. Давление
Увеличение общего давления газообразной системы влечет за собой рост парциального давления адсорбированного вещества, что приводит к увеличению адсорбционной способности.
6. Влияние примесей
Некоторые органические молекулы, присутствующие в обрабатываемой жидкости или в регенерационном газе (олефины, ароматические соединения), оказывают отравляющие действия на молекулярные сита. Поглощаемые и накапливаемые таким образом примеси ухудшают эффективность адсорбента. Однако, выбор соответствующего молекулярного сита позволяет уменьшить коадсорбцию отравляющих примесей и, таким образом, сохранить долговечность адсорбента.
Прибор DVS Advantage сочетает в себе самые современные решения в области динамического определения массы, контроля газовых потоков и измерения концентрации паров. Он отличается высокой эффективностью работы, воспроизводимостью, точностью и легкостью в обращении.
В приборе DVS Advantage используется сухой газ-носитель, обычно азот. Сухой газ можно пропустить через одну из двух емкостей для генерации паров. Точность контроля содержания паров вещества в газе достигается за счет контроллеров массопереноса и уникальной системы отслеживания концентрации паров в реальном времени, как для воды, так и для органических веществ. Поток газа с известной концентрацией паров проходит через камеру с обрацом. Последний находится на микровесах. С помощью микровесов регистрируются изменения веса образца, вызванные адсорбцией или десорбцией молекул паров. Таким образом достигаются условия динамической сорбции/десорбции паров, в которых можно проводить исследования с высокой скоростью.
При необходимости образец можно прогреть перед началом нового анализа, что в некоторых случаях может значительно повысить скорость эксперимента, например, в случае сушки неорганических гидратов. Прогрев образца можно проводить как в изотермических условиях, так и в условиях линейного нагрева. Выбранная пользователем температура поддерживается в системе с высокой точностью. Точность поддержания температуры в закрытой системе гарантирует точность концентрации паров в камере с образцом. Клапаны на резервуарах с образцами способны полностью изолировать систему от нежелательных паров. Таким образом при задании парциального давления равного 0, в камере с образцом всегда будет парциальное давление p/pє = 0.
Невероятная чувствительность и точность прибора DVS Advantage позволяет проводить исследования на очень маленьких объемах образца (от 1 до 30 мг). Это позволяет достичь равновесия очень быстро, не растягивая исследования на недели или месяцы. В целях обеспечения полной безопасности в прибор встроена полностью автоматическая система продувки азотом. Также в приборе установлен детектор утечек органических вещест, который полностью блокирует систему при непредвиденном выбросе органических паров в окружающую среду.
Программное обеспечение прибора DVS Advantage позволяет полностью контролировать и задавать программы работы прибора через дружественный интерфейс пользователя. Программа построена согласно высочайшим стандартам сохранения целостности данных и обеспечения их безопасности. Модули анализа данных сделаны в среде Excel®, что позволяет оператору одним щелчком мыши проводить расчеты, редактировать формы отчетов и создавать их согласно собственным требованиям в привычной среде обработки данных. Схема прибора описана на рисунке 7.


[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 7 -. DVS Advantage. Модели и технические характеристики
DVS Advantage. Анализатор динамической сорбции паров (рисунок
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·Рисунок 8 - SMS. Анализатор динамической сорбции паров DVS Advantage
Области применения
Изучение поведения природных и синтетических материалов в присутствии влаги.
Стабильность фармацевтических продуктов во влажной среде. 
Гигроскопичность любых материалов.
Стабильность пекарных и других пищевых ингредиентов.
Диффузия жидкости через пластиковые упаковки.
Сорбция паров гидрофобными фармацевтическими продуктами.
Поглощение влаги и органических растворителей полимерами и строительными материалами.
Изучение динамической емкости паров воды и органических веществ для сорбентов и катализаторов. 
Поверхностная энергия и величина поверхности (БЭТ) с помощью органических молекул-зондов.
Расплывание веществ под воздействием влаги или паров растворителей.
Стеклование аморфных материалов, вызванное присутствием паров.
Определение содержания аморфной фазы.
Фармацевтическая стабильность при сушке и термической обработке.
Адсорбция в пористых телах.
Анализируемые материалы
Фармацевтика:  порошки, таблетки, активные лекарственные формы...
Пищевая индустрия: порошковые продукты, продукты быстрого приготовления, бисквиты...
Природные материалы: зерно, дерево...
Материалы: сорбенты, осушители, керамика, катализаторы, цементы
Средства гигиены:  косметика, контактные линзы
Упаковочные материалы: бумага, пластмассы
Преимущества DVS Advantage
Легкость загрузки образцов
Надежные и точные цифровые микровесы.
Предварительный прогрев образца до 150єC в контролируемой атмосфере.
Полный электронный контроль температуры предварительного нагрева и анализа.
Несколько емкостей для быстрой смены состава паров.
Возможность генерации многокомпонентных паров.
Уникальный встроенный датчик для измерения концентраций органических или водяных паров в реальном времени.
Возможность подключения световодов для регистрации ближнего ИК спектра и спектров КР.
Возможность подключения цветной видеокамеры DVS Color Video.
Модульная конструкция гребенки для образцов.
Интерфейс для Windows XP с полным соответствием 21CFR part 11.
Исчерпывающие возможности анализа данных, соответствующие 21CFR part 11.
Возможность установки программного обеспечения для анализа изотерм адсорбции.
Датчик утечек органических веществ второго поколения.
Техническая поддержка по всему миру.


Тема 8 – Физико-химические свойства алкалоидов (2 часа)

Цель: формировать теоретические знания о физико-химических свойствах алкалоидов

Задачи обучения:
- разобрать теоретический блок информации по общим свойствам алкалоидов;
- ознакомиться с отдельными представителями алкалоидов;
- рассчитать некоторые константы диссоциации для алкалоидов;
- выработать оптимальную схему разделения алкалоидов опия;
- дать определенный блок информации по алкалоидам-основаниям и по алкалоидам-солям;
- развивать операциональные навыки по схеме разделения алкалоидов опия.

План проведения занятия:
1. Описание алкалоидов.
2. Физико-химические свойства алкалоидов.
3. Константа диссоциации.
4. Химические превращения и реакции алкалоидов.

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний, полученных на курсах биологической химии и фармакогнозии по химии алкалоидов.
При разборе физико-химических свойств алкалоидов приводится основательная схема разделения алкалоидов.
Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.
6. 2. А.с. СССР N 1681429, кл. A 61 K 35/78. Опубл. БИ, 1991, N 37.
7. Патент Российской Федерации N 2058150, кл. A 61 K 35/78. Опубл. бюл. "Изобретения", 1996, N 11.

Контроль (вопросы):
Какие алкалоиды-основания и какие алкалоиды-соли встречаются в фармацевтической практике?
Остановитесь подробно на одной из схем разделения алкалоидов опия?
В чем заключается общий принцип разделения алкалоидов из растительного сырья?
Охарактеризуйте физико-химические свойства алкалоидов по ГФ РК.
Остановитесь на качественном анализе резерпина по ГФ Х издания.
Опишите общий способ получения платифиллина гидротартрата из растительного сырья Крестовника плосколистного.

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать проявление различных физико-химических свойств алкалоидов (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание 1.
Разделение основных алкалоидов опия по методу Каневской-Клячкиной представлена по следующей схеме. Как провести последовательное разделение с учетом основности алкалоидов опия?
Сгущенный водный экстракт


Спирт, раствор аммиака

________________________________________________________

Осадок (морфин, наркотин) Маточник (тебаин, кодеин, папаверин)


Раствор уксусной кислоты Бензол, раствор уксусной кислоты

_____________________ _______________________


Осадок (наркотин) Фильтрат (морфина ацетат) Водный кислый Бензольный
раствор (кодеин, раствор
тебаин) (папаверин)

Раствор аммиака Раствор аммиака
______________

Осадок (морфин) Осадок Фильтрат
(тебаин) (кодеин)

Задание 2. Провести описание, определение растворимости, качественный анализ и испытания на чистоту резерпина по ГФ Х издания.

Описание. Белый или желтоватый мелкокристаллический порошок.
Растворимость. Очень мало растворим в воде, 95 % спирте и эфире, легко растворим в хлороформе и уксусной кислоте.
Подлинность. К 1 мг препарата прибавляют 0,2 мл раствора ванилина в соляной кислоте; в течение 2 минут появляется розовое окрашивание.
1 мг препарата растворяют в 2 мл 95 % спирта, прибавляют 1 мл 0,5 н. раствора серной кислоты и 0,5 мл 0,1 мол раствора нитрита натрия; через 1-2 минуты появляется зеленая флюоресценция.
Удельное вращение от - 113 0 до 122 0 (1 % раствор в хлороформе).
Оптическая плотность. 0,002 % раствор препарата в 95 % спирте имеет максимум поглощения при длине волны 268 нм; оптическая плотность этого раствора в кювете с толщиной слоя 1 см при длине волны 268 нм около 0,55; в интервале длин волн от 258 нм до 295 около 0,34.
Потеря в весе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная навеска) сушат при 100-105 0 до постоянного веса. Потеря в весе не должна превышать 1 %.
Сульфатная зола из 0,2 г препарата должна быть невесомой.

Задание 3
Провести экстракцию платифиллина гидротартрата из растительного сырья Крестовника плосколистного (методика 1, 2, 3, 4, 5).

Методика 1. Подготовленное сырье (надземную часть или корневища крестовника плосколистного) помещают в экстрактор с фильтрующим элементом и экстрагируют 60-70 % спиртом этиловым при соотношении сырье: экстрагент 1:(3-6). Полученный экстракт упаривают под вакуумом, доводят до pH 3-4 20 % соляной кислотой и 20 % серной кислотой, взятых в равных количествах, и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 8-24 ч. В подкисленный концентрат для восстановления N-окисей алкалоидов вводят цинк и перемешивают в течение 4 ч под азотом, после чего фильтруют для отделения крупных конкреций и сгустков смол и устанавливают pH 9,0-9,3 добавлением 25 % раствора аммиака. Нейтрализованный концентрат экстрагируют хлористым метиленом, а полученный хлористо-метиленовый экстракт снова экстрагируют 10 % раствором серной кислоты. Полученный серно-кислотный экстракт очищают активированным углем от липофильной и полифенольной фракций, охлаждают до 4 oC, устанавливают pH 9,0-9,3 добавлением 25 % раствора аммиака и выдерживают в кристаллизаторе в течение 1-6 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют для отделения жидкой фазы и кристаллы суммы алкалоидов сушат при 55-80 oC в течение 10-24 ч. Высушенные кристаллы смешивают со спиртом этиловым (1:6) и кипятят в течение 30-45 мин. Полученную суспензию фильтруют и выдерживают при 4 oC в течение 4-24 ч, после чего снова фильтруют. Полученный фильтрат смешивают с винно-каменной кислотой (2:1), нагревают до растворения кислоты и выдерживают в кристаллизаторе при 4 oC в течение 8-16 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют, осадок сушат на воздухе в течение 24 ч, после чего готовый продукт фасуют в герметическую упаковку.
Методика 2. 20,0 кг подготовленного сырья (трава крестовника плосколистного) помещают в экстрактор с фильтрующим элементом и экстрагируют 60 л 60 % спирта этилового (1:3). Полученный экстракт упаривают под вакуумом, доводят до pH 3,0 равными количествами 20 % соляной кислоты и 20 % серной кислоты (всего 6,25 л) и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 10 ч. В подкисленный водный концентрат для восстановления N-окисей алкалоидов вводят 2,2 кг цинка и перемешивают в течение 4 ч под азотом, после чего фильтруют для отделения крупных конкреций и сгустков смол и устанавливают pH 9,0 добавлением 25 % раствора аммиака. Нейтрализованный концентрат экстрагируют 30 л хлористого метилена, а затем полученный хлористо-метиленовый экстракт снова экстрагируют 3 л 10% раствора серной кислоты. Полученный серно-кислотный экстракт очищают активированным углем от липофильной и полифенольной фракций, охлаждают до 4 oC, устанавливают pH 9,0 добавлением 25 % раствора аммиака и выдерживают в кристаллизаторе в течение 1 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют для отделения жидкой фазы и кристаллы суммы алкалоидов сушат при 80oC в слабом токе воздуха в течение 10 ч. Высушенные кристаллы смешивают со спиртом этиловым (1:6) и кипятят в течение 30 мин. Полученную суспензию фильтруют и выдерживают при 4 oC в течение 4 час, после чего снова фильтруют. Полученный фильтрат смешивают с винно-каменной кислотой (2:1), нагревают до растворения кислоты и выдерживают в кристаллизаторе при 4 oC в течение 8 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют, осадок сушат на воздухе в течение 24 ч. Выход платифиллина гидротартрата составляет 1,15 кг на одну тонну сырья с содержанием алкалоидов 0,4%.
Методика 3. 20,0 кг подготовленного сырья (трава крестовника плосколистного) помещают в экстрактор с фильтрующим элементом и экстрагируют 100 л 70 % спирта этилового (1:5). Полученный экстракт упаривают под вакуумом, доводят до pH 4,0 равными количествами 20 % соляной кислоты и 20 % серной кислоты (всего 2,25 л) и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 8 час. В подкисленный водный концентрат для восстановления N-окисей алкалоидов вводят 0,8 кг цинка и перемешивают в течение 4 ч под азотом, после чего фильтруют для отделения крупных конкреций и сгустков смол и устанавливают pH 9,2 добавлением 25 % раствора аммиака. Нейтрализованный концентрат экстрагируют 25 л хлористого метилена, а затем полученный хлористо-метиленовый экстракт снова экстрагируют 5 л 10% раствора серной кислоты. Полученный серно-кислотный экстракт очищают активированным углем от липофильной и полифенольной фракций, охлаждают до 4oC, устанавливают pH 9,2 добавлением 25 % раствора аммиака и выдерживают в кристаллизаторе в течение 4 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют для отделения жидкой фазы и кристаллы суммы алкалоидов сушат при 55 oC в слабом токе воздуха в течение 24 ч. Высушенные кристаллы смешивают со спиртовым этиловым (1:6) и кипятят в течение 45 мин. Полученную суспензию фильтруют и выдерживают при 4 oC в течение 16 ч, после чего снова фильтруют. Полученный фильтрат смешивают с винно-каменной кислотой (2:1), нагревают до растворения кислоты и выдерживают в кристаллизаторе при 4oC в течение 16 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют, осадок сушат на воздухе в течение 24 ч. Выход платифиллина гидротартрата составляет 1,85 кг на одну тонну сырья с содержанием алкалоидов 0,4 %.
Методика 4. 20,0 кг подготовленного сырья (корневища крестовники плосколистного) помещают в экстрактор с фильтрующим элементом и экстрагируют 80 л 70 % спирта этилового (1: 4). Полученный экстракт упаривают под вакуумом, доводят до pH 3,5 равными количествами 20 % соляной кислоты и 20 % серной кислоты (всего 3,75 л) и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 24 час. В подкисленный водный концентрат для восстановления N-окисей алкалоидов вводят 1,25 кг цинка и перемешивают в течение 4 ч под азотом, после чего фильтруют для отделения крупных конкреций и сгустков смол и устанавливают pH 9,2 добавлением 25 % раствора аммиака. Нейтрализованный концентрат экстрагируют 20 л хлористого метилена, а затем полученный хлористо-метиленовый экстракт снова экстрагируют 10 л 10 % раствора серной кислоты. Полученный серно-кислотный экстракт очищают активированным углем от липофильной и полифенольной фракций, охлаждают до 4 oC, устанавливают pH 9,2 добавлением 25 % раствора аммиака и выдерживают в кристаллизаторе в течение 6 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют для отделения жидкой фазы и кристаллы суммы алкалоидов сушат при 60 oC в слабом токе воздуха в течение 24 ч. Высушенные кристаллы (540 г) смешивают с 3,24 л спирта этилового (1:6) и кипятят в течение 45 мин. Полученную суспензию фильтруют и выдерживают при 4oC в течение 24 ч, после чего снова фильтруют. Полученный фильтрат смешивают с 270 г винно-каменной кислоты (2:1), нагревают до растворения кислоты и выдерживают в кристаллизаторе при 4oC в течение 16 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют, осадок сушат на воздухе в течение 24 ч. Выход платифиллина гидротартрата составляет 12,95 кг на одну тонну сырья с содержанием алкалоидов 3 %.
Методика 5. 20,0 кг подготовленного сырья (корневища и надземная часть крестовника плосколистного, взятые в соотношении 1:5 соответственно) помещают в экстрактор с фильтрующим элементом и экстрагируют 100 л 70 % спирта этилового (1:5). Полученный экстракт упаривают под вакуумом, доводят до pH 2,5 равными количествами 20 % соляной кислоты и 20 % серной кислоты (всего 3,75 л) и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 48 ч. В подкисленный водный концентрат для восстановления N-окисей алкалоидов вводят 1,25 кг цинка и перемешивают в течение 45 мин под азотом, после чего фильтруют для отделения крупных конкреций и огустков смол и устанавливают pH 9,2 добавлением 25 % раствора аммиака. Нейтрализованный концентрат экстрагируют 20 л хлористого метилена, а затем полученный хлористо-метиленовый экстракт упаривают до 4 л и снова экстрагируют 4 л 10 % раствора серной кислоты. Полученный серно-кислотный экстракт очищают активированным углем от липофильной и полифенольной фракций, охлаждают до 4o C, устанавливают pH 9,2 добавлением 25 % раствора аммиака и выдерживают в кристаллизаторе в течение 6 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют для отделения жидкой фазы и кристаллы суммы алкалоидов сушат при 60o C в слабом токе воздуха в течение 24 ч. Высушенные кристаллы (232 г) смешивают с 1,4 л спирта этилового (1:6) и кипятят в течение 45 мин. Полученную суспензию фильтруют и выдерживают при 4o C в течение 24 ч, после чего снова фильтруют. Полученный фильтрат смешивают со 120 г винно-каменной кислоты (2:1), нагревают до растворения кислоты и выдерживают в кристаллизаторе при 4o C в течение 16 ч. Полученную кристаллическую массу фильтруют, осадок сушат на воздухе в течение 24 ч. Выход платифиллина гидротартрата составляет 5,56 кг на одну тонну сырья с содержанием алкалоидов 3 %.

В способе получения платифиллина гидротартрата, включающем экстракцию измельченного крестовника плосколистного 60-70 % спиртом этиловым, полученный экстракт упаривают, подкисленный равными объемами серной и соляной кислоты водный концентрат выдерживают при перемешивании, добавляют цинк, фильтруют, нейтрализуют 25 % раствором аммиака, экстрагируют хлористым метиленом, экстрагируют полученный хлористо-метиленовый экстракт 10 % серной кислотой, проводят очистку серно-кислотного экстракта, нейтрализуют серно-кислотный экстракт 25 % раствором аммиака, кристаллизуют, фильтруют, сушат полученные кристаллы, растворяют их в кипящем 96 % спирте этиловом, фильтруют полученную суспензию, смешивают фильтрат с виннокаменной кислотой и перекристаллизовывают продукт, в соответствии с изобретением в качестве сырья используют корневища или смесь корневища и надземной части растения, экстракцию ведут при соотношении сырье: экстрагент 1: (3-5), фильтрат после отделения цинка нейтрализуют до pH 9,0 - 9,3, очистку серно-кислотного экстракта проводят активированным углем, смешивание с винно-каменной кислотой осуществляют при нагревании и после перекристаллизации проводят фильтрацию и сушку продукта, причем водный концентрат подкисляют равными количествами 20 % соляной кислоты и 20 % серной кислоты.
Технический результат, достигаемый в результате осуществления изобретения, заключается в упрощении способа получения платифиллина гидротартрата, достижении универсальности способа за счет возможности переработки всех частей растения, в повышении выхода и качества целевого продукта.
Лекарственное средство платифиллина гидротартрат, получаемое по заявляемому способу, относится к производным гелиотридана (1-метил-пирролизидина). Платифиллина гидротартрат оказывает холинолитическое действие и по влиянию на периферические холинореактивные системы близок к атропину. На ЦНС, особенно на сосудо-двигательные центры, оказывает успокаивающее действие, обладает спазмолитическими свойствами. Назначают платифиллина гидротартрат при спазмах гладких мышц органов брюшной полости, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, бронхиальной астме. Препарат уменьшает спазмы кровеносных сосудов, спазмы сосудов головного мозга, для купирования острых язвенных болей, а также кишечной, печеночной колик. В офтальмологической практике платифиллина гидротартрат применяют для расширения зрачка.
Последовательность и взаимосвязь технологических операций заявляемого способа, подбор режимов и параметров обеспечивают выполнение поставленной в изобретении задачи.
Экстракция растительного сырья 60-70 % спиртом этиловым обеспечивает наиболее полное извлечение суммы алкалоидов с одновременным исключением повторных экстракций в критических для растительного сырья условиях. При используемом в прототипе кипячении сырья в дихлорэтане процесс восстановления N-окисей алкалоидов происходит неполностью и, помимо реакции восстановления N-окисей, имеет место процесс их гидролиза в водно-щелочной среде, что приводит к значительному загрязнению продукта, а значит к необходимости применения дополнительных стадий очистки.
При концентрации спирта этилового меньше заявляемых значений (60 %) не обеспечивается полнота извлечения суммы алкалоидов. При концентрации спирта этилового больше заявляемых значений (70 %) появляется нежелательный эффект извлечения большего числа балластных веществ - липофильных, полифенольных, белков, ферментов и др.
Соотношение сырье: экстрагент 1: (3-6) определено экспериментально и является оптимальным для заявляемого способа. При количестве экстрагента меньше заявляемых значений не обеспечивается полнота осуществления экстракции суммы алкалоидов. Использование его в количествах больше заявляемых нецелесообразно, так как приводит к перерасходу ценного сырья без повышения выхода целевого продукта.
Введение стадии упаривания экстракта предпочтительнее по сравнению с кипячением в силу более щадящего воздействия на продукты экстракции, когда под воздействием высоких температурных режимов могут возникнуть структурно-механические изменения веществ. Кроме того, стадия концентрации (упаривания) спиртового экстракта необходима для подготовки гарантированного проведения кристаллизации суммы алкалоидов: в сильно разбавленном растворе кристаллизация может значительно замедлиться или не состояться.
Подкисление водного концентрата, полученного после экстракции и упаривания, 20 % соляной кислотой и 20 % серной кислотой с последующим выдерживанием при перемешивании предусмотрено для перехода солей алкалоидов в раствор, и именно сочетание равных количеств этих кислот дает оптимальный результат. Количество подкисляющего агента зависит от количества полученного водного концентрата.
Введение цинка необходимо для восстановления N-окисей алкалоидов, количество его определено экспериментально и зависит от количества подкисляющего агента.
Подщелачивание охлажденного кислого раствора 25 % раствором аммиака до pH 9,0-9,3 необходимо для осаждения суммы алкалоидов, которую затем очищают хлористым метиленом от оставшихся балластных веществ, которые не растворились ранее в органических растворителях. Причем именно хлористый метилен является наиболее предпочтительным экстрагентом по сравнению, например, с хлороформом, использование которого в данном случае приводит к значительному удорожанию конечного продукта: помимо того, что хлороформ приблизительно в 15 раз дороже хлористого метилена, его "летучая" природа приводит к большим потерям реагента и к необходимости принятия особых мер для соблюдения техники безопасности.
Обработка хлористо-метиленового экстракта 10 % серной кислотой является дополнительной стадией очистки суммы алкалоидов, при которой извлекаются липофильные и полифенольные фракции, которые затем удаляются с помощью активированного угля.
Выход платифиллина гидротартрата при осуществлении заявляемого способа составляет 1850 г (0,2 %) на одну тонну сырья при содержании алкалоидов 0,45. Степень чистоты целевого продукта не менее 99,53 %.
Как известно, главным сопутствующим платифиллину алкалоидом в крестовнике является сенецифиллин. Другие побочные алкалоиды присутствуют в нем в незначительном количестве. Кроме того, в технической смеси алкалоидов, выделенной из крестовника, содержится большое количество смолистых веществ, красителей, хлорофиллов. Из приведенных данных видно, что заявляемый способ позволяет достичь высокой степени чистоты целевого продукта - не менее 99,53 %. Следует иметь в виду, что сенецифиллин относится к высокотоксичным алкалоидам, таким как лазиокарпин, гелиосупин. Для него характерна выраженная способность действовать на определенные ткани, в основном на печень, почки, легкие. Помимо гепатотоксического эффекта, он способен при достаточно длительном введении в организм вызывать развитие опухолей в печени животных. В связи с этим недопустимо присутствие сенецифиллина в субстации платифиллина гидротартрата более 0,1 %.
Таким образом, заявляемый способ получения платифиллина гидротартрата позволяет выделить целевой продукт с большим выходом и лучшего качества, чем в прототипе и аналогах, упростить и унифицировать технологию за счет сокращения количества стадий и возможности переработки сырья различного вида и качества.


Тема 9 – Применение ионитов для извлечения алкалоидов (2 часа)

Цель: формировать новые представления по применению ионитов в экстракционных методах извлечения алкалоидов

Задачи обучения:
- разобрать информационный блок по применению амфотерных ионообменных смол (полиамфолиты);
- развить коммуникативные навыки по презентации темы «Особенности строения сетчатых полимеров»;
- ознакомится с типовой схемой получения алкалоидов с помощью ионитов;
- развивать операциональные навыки по типовой схеме получения алкалоидов с помощью ионитов;
- получить практические навыки по получению неорганических сорбентов.

План проведения занятия:
1. Амфотерные ионообменные смолы.
2. Сетчатые полимеры, особенности строения.
3. Типовая схема получения алкалоидов с помощью ионитов.

Формы проведения занятия: разбор занятия проводится методом «Теоретического опроса». При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. «Теоретический опрос» проводится с целью выявления основных знаний по данному предмету.
Особое внимание обращается на типовую схему получения алкалоидов ионитов.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
Опишите основной способ получения амфотерных ионообменных смол.
Как получают сетчатые полимеры?
Объясните состав катионитов и анионитов?
На чем основана типовая схема получения ионитов?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать применение ионообменных смол (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Задание 1 – Разобрать определение «Амфотерные ионообменные смолы». Отработать методику получения неорганических ионитов (алюминатной окиси алюминия) и провести ее получение (лабораторная работа № 1).

Амфотерные ионообменные смолы - Полиамфолиты  - (биполярные ионообменные смолы), сетчатые полимеры, способные к обмену как анионов, так и катионов при контакте с растворами электролитов. Сетчатые полимеры, это трехмерные, или сшитые, полимеры, полимеры с поперечными связями, вулканизационная сетка, полимерная сетка, полимеры со сложной топологической структурой, образующие единую пространственную сетку. Обычно молекулярная масса (более 109 г/моль) сетчатых полимеров соизмерима с размерами системы, т.е. весь объем полимера представляет собой одну молекулу. Сетчатые полимеры содержат узлы сшивки (узлы ветвления) - химические, физические и топологические. В большинстве сетчатых полимеров узлы образованы химическими связями, как, например, в термореактивных полимерах (феноло-, амино-, мочевино-формальдегидные и эпоксидные смолы, полиуретаны и др.), вулканизатах на основе натуральных и синтетических каучуков, сшитом полистироле. Сетчатые полимеры, содержащие узлы сшивки химической природы, обычно нерастворимы ни в каких растворителях,  хотя могут набухать в последних и неплавки. Если же растворение протекает, то оно обычно сопровождается химической деструкцией полимера. По этим же причинам сетчатые полимеры не могут переходить без деструкции в вязкотекучее состояние. Физические узлы образованы за счет электростатичных, вандерваальсовых или водородных связей. Примерами сетчатых  полимеров с такими узлами могут служить желатин, крахмал, многие линейные или разветвленные полимеры, содержащие полярные группы. Вследствие низкой прочности узлов сшивки эти полимеры могут переходить в вязкотекучее состояние и быть частично или полностью растворимыми. Топологические узлы сшивки образованы механическими переплетением макромолекул и представляют собой циклы, продетые один сквозь другой, как звенья цепи. Такие узлы связывают между собой сетки разной химической  природы. Важным классом сетчатых полимеров являются так называемые взаимопроникающие полимерные сетки, получаемые путем одновременного или последовательного формирования в системе сеток разного типа по различным химическим механизмам. Особенностью такого рода сетчатых полимеров является наличие сложной фазовой структуры, возникающей в результате невозможности полного фазового разделения компонентов системы. Физические свойства взаимопроникающих сеток зависят от химической  природы компонентов, их соотношения, способа получения и степени сшивания (доли сшитых звеньев, приходящихся на одну макромолекулу). Показатели различных физических свойств не подчиняются правилу аддитивности. Известны взаимопроникающие сетки, одним из компонентов которых является полиуретан, другим - полиэфир, полиакрилат, полиуретанакрилат, сополимер стирола с дивинилбензолом или бутадиен-стирольный каучук, а также сетки на основе трехмерного полиуретана и линейных полиакрилатов и др. Топологическую структуру сетчатых полимеров характеризуют концентрацией узлов сшивки и иногда молекулярно-массовым распределением цепей между узлами. Связь между концентрациями цепей (пс) и узлов (vc) определяется соотношением: vc = = nсf/2, где f-функциональность узла. Под функциональностью узла понимают число реализованных ветвлений, т. е. прореагировавших функц. групп. В зависимости от концентрации узлов сетчатые полимеры условно делят на редкосшитые (вулканизаты) и густосшитые (или частосшитые). В последних vc > > 10-3 моль·см-3.
Сетчатые полимеры получают полимеризацией или поликонденсацией полифункциональных мономеров или олигомеров, а также сшиванием сформированных полимерных цепей, т. е. образованием поперечных связей между линейными и разветвленными макромолекулами. Сшивание осуществляется по реакционноспособным группам полимера или (и) под действием химических веществ - сшивающих агентов, а также ионизирующих излучений. В процессе образования сетчатых полимеров реакционная система меняет свои свойства: растут ее вязкость, температура стеклования, модуль упругости. При некоторой критической глубине превращения, наз. точкой гелеобразования, система становится нерастворимой, приобретает равновесную упругость. Начиная с этого момента в системе появляется, а затем резко нарастает доля нерастворимого полимера (гель-фракция) и падает доля растворимой части полимера (золь-фракции). Как правило, точка гелеобразования при полимеризации соответствует глубине превращения нескольких процентов и доли процента; при поликонденсации эта величина составляет десятки процентов. Точка гелеобразования м.б. рассчитана по известным характеристикам исходной системы (среднемассовая функциональность реагентов, их относит. кол-ва и молекулярно-массовое распределение). Получаемые соотношения обычно не вполне точно описывают экспериментальные результаты, т.к. при их выводе не учитывается в достаточной степени реакция циклизации - образование узлов между цепями, уже связанными в единую систему. Такая реакция приводит к неэффективному использованию функциональных групп реагентов. Пока не найдено теоретических подходов (кроме прямого моделирования с помощью ЭВМ), позволяющих учитывать данный эффект. Еще менее точным является теоретическое описание выхода золь-фракции как фракции глубины реакции. Существ. влияние на значение точки гелеобразования оказывают те условия проведения реакции, которые определяют степень циклизации, гл. обр. разбавление системы активным или неактивным растворителем. В условиях получения сетчатых полимеров путем полимеризации роль разбавителя системы играет собств. мономер. Дополнительное осложнение (которое пока никак не учитывают при расчете точки гелеобразования) - возможность фазового разделения в ходе формирования сетчатых полимеров. Немаловажную роль играет также наполнение системы компонентами (сажа, армирующие волокна, пигменты и т.п.), которые могут влиять на состав реакционной смеси вследствие химического взаимодействия с реагентами системы или избирательной сорбции. Свойства сетчатых полимеров зависят не только от химической природы полимерного звена, но и от топологической структуры сетки, в частности от концентрации и функциональности узлов. Наиб. ярко топологическая структура проявляется в высокоэластическом состоянии (в котором, в частности, находятся и эксплуатируются изделия на основе резин). Однако при этом не учитывают цепи, не реагирующие на приложенное напряжение и характеризующиеся наличием структурных дефектов (типа петель и др. неэффективных циклов, концов цепей и т. п.). Кроме того, дополнительный вклад в упругость сетки вносят топологические узлы, что особенно важно для редкосшитых сетчатых полимеров. Цепи, которые вносят вклад в равновесные упругие свойства сетчатых полимеров, называют эластически активными. Густосшитые полимеры обычно находятся в стеклообразном состоянии, т.к. увеличение концентрации узлов сетки приводит к повышению времени отклика полимера на любое возмущающее воздействие, т. е. к замедлению процессов релаксации в сетчатых полимерах. Существует большое число корреляционных уравнений, связывающих температуру стеклования (Тс) с концентрацией узлов сетки. Наиболее простой зависимостью является линейная зависимость: Тс = Tc0 + Кпс, где Тс - температура стеклования несшитого полимера, К - константа, зависящая от природы и функциональности узла сетчатого полимера. Динамические свойства сетчатых полимеров сильно зависят от концентрации узлов. Так, время спин-решеточной релаксации t2 при высоких температурах оказывается тем ниже, чем выше nс, что отражает степень анизотропии движения цепей сетки. При температурах ниже Тс динамические свойства сетчатых полимеров (в частности, динамический модуль упругости) практически не зависят от их топологической структуры. По морфологической структуре редкосшитые сетчатые полимеры мало чем отличаются от линейных полимеров. Они образуют глобулы, сферолиты, кристаллиты, фибриллы и др. структуры, характерные для линейных полимеров. Однако по мере увеличения концентрации узлов сетки все труднее образуются хорошо упакованные морфологические структуры с высокой степенью упорядоченности межузловых цепей, так что степень кристалличности и температура плавления падают. Для густо-сшитых полимеров основным структурным элементом является глобула. Уникальная способность сетчатых полимеров обратимо деформироваться в высокоэластическом состоянии или набухать до очень больших (сотни и даже тысячи процентов) деформаций позволила на их основе создать разнообразные РТИ, шины, гидрогели, сорбенты и мембраны с регулируемым размером пор. Сетчатые полимеры широко применяют для создания лаков, клеев, герметиков, покрытий, пластмасс, связующих в композиционных материалах и т.п. Важной особенностью сетчатых полимеров является то, что при их формировании сразу получают не материал, а изделия. Один из недостатков сетчатых полимеров-трудности их вторичного использования. Кислотные и основные группы смол могут взаимодействовать между собой, образуя солевые связи. В ионном обмене участвуют группы, которые не соединены такими связями или образуют слабые солевые связи. Наибольшее распространенные амфотерные ионообменные смолы, имеющие, как правило, макропористую структуру  - амино- или иминокарбоксильные, пиридинкарбоновые, аминофосфорнокислотные. Основной способ получения амфотерных ионообменных смол - полимер аналогичные превращения, например карбоксилирование анионообменной смолы, содержащей первичные аминогруппы, Na-солью монохлоруксусной кислоты; хлорметилирование сополимера стирола с дивинилбензолом, последующая, замена С1 на остаток диметилового эфира иминодиуксусной кислоты и омыление эфирных групп. Другие  способы: сополимеризация или поликонденсация мономеров с противоположно заряженными ионогенными группами; полимеризация мономера, содержащего ионогенную группу, в трехмерной сетке сополимера, функциональная группа которого несет заряд противоположного знака напр., полимеризация акриловой кислоты на сильноосновном анионите. Амфотерные ионообменные смолы (полиамфолиты) - твердые зернистые продукты. Размер зерен, имеющих обычно сферическую форму, - от 0,2 до 2,0 мм. Общая обменная емкость смол составляет 4,0-7,1 мг-экв/г, по анионообменным группам - 1,0-1,9 мг-экв/г. С переходными металлами амфотерные ионообменные смолы образуют хелаты. Этим обусловлена их высокая избирательность по отношению к сорбируемым ионам и молекулам. Важное достоинство некоторых амфотерных ионообменных смол - возможность их регенерации при определенных условиях промывкой водой, при этом гидролизуются ионогенные группы, тогда как для регенерации анионо- и катионообменных смол необходимы растворы кислот и щелочей. Амфотерные ионообменные смолы (полиамфолиты), применяют для извлечения и разделения тяжелых, цветных и редких металлов в гидрометаллургии, для разделения смесей сильных и слабых электролитов, веществ с различными изоэлектрическими точками, рацематов. При помощи амфотерных ионообменных смол выделяют примеси неорганических видов из растворов биологических препаратов, неустойчивых в кислых и щелочных средах, и другие. Выпускают эти смолы в промышленно развитых странах небольшими партиями. Полиамфолиты в макромолекуле содержат как основные, так и кислотные группы, которые могут отличаться силой. Например, сополимер непредельных кислот и оснований: сополимер винилпиридина и акриловой кислоты. Общий заряд полиамфолита при изменениях рН раствора может измениться. Значение рН, при котором средний суммарный заряд макромолекул полиамфолита равен нулю, называется изоэлектрической точкой. При этой точке свойства полимера достаточно резко изменяется, в частности, снижается его растворимость, падает вязкость раствора. К полиамфолитам относятся важнейшие биополимеры – белки, нуклеиновые кислоты. По своим свойствам растворы полиэлектрилитов значительно отличаются как заряженные от полимеров, так и от низкомолекулярных элементов. В случае полиамфолита полимерная частица в зависимости от рН среды приобретает положительный или отрицательный заряд, который вызывает выпрямление макромолекулы и вязкости. В изоэлектрической точке, когда число положительных и отрицательных  зарядов одинаково, суммарный заряд равен нулю, вязкость раствора полиэлектролита имеет минимальное значение, его макромолекула находится в наиболее свернутом состоянии. Значение рН в изоэлектрической точке определяют методом электрофореза. Изучение свойств полиамфолитов дает возможность  глубже вникнуть в природу сложных белковых веществ. Поведение белковой молекулы управляется в основном тремя  видами сил: - электростатическое взаимодействие ионизированных карбоксильных, аминных групп, количество и знак зарядов определяются степенью их ионизации, которая зависит от рН среды; на взаимодействие также оказывает влияние окружение макроионов различными электролитами присутствующим в растворе вместе с белком; - вандарваальсовые силы сцепления между углеводородными боковыми группами, их способность взаимно «растворяться» в друг друга и сливаться в шарик, подобно тому как молекула углеводородов в водяной среде превращается в каплю с уменьшением поверхностной свободной энергии. - водородные связи между пептидными группами возникновение связи между свободными аминогруппами и карбоксильными группами (солеобразование).   Энергия взаимодействия этих видов сил имеет величину одного порядка. Под действием этих сил белковая молекула имеет более и менее выпрямленную конформацию. Поскольку величина указанных сил зависит от среды (рН присутствие различных ионов, характер растворителя), изменение окружения макромолекулы влияет на ее форму. Многие белки могут находиться в
·- или
·-формах. В
· – форме белки имеют спиралеобразную структуру, а в
· - форме цепь макромолекулы почти полностью вытянута,         возможно сосуществование обеих форм (часть свернута в спираль, часть вытянута), как у волокнообразующих фибриллярных белков. У глобулярных белков макромолекула свернута в клубок, глобулу (форма шара).  Иониты – вещества или материалы, способные к ионному обмену при контакте с растворами электролитов. Синтетические органические иониты представляют собой нерастворимые в воде и органических растворителях высокомолекулярные полиэлектролиты, которые могут обменивать подвижные ионы на другие при взаимодействии с растворами электролитов. В зависимости от вида ионогенной группы, ионообменные смолы делятся на катионообменные и анионообменные. Катионообменные смолы, полимерные катиониты содержат в макромолекулярной цепи кислотные группы:  SO3H, -COOH, -OH, -SH, остатки фосфорной, мышьяковой,     селеновой кислот и др. При диссоциации их образуются небольшие, подвижные и способные к ионообмену катионы (чаще всего Н+) и высокомолекулярный анион. Аниониты представляют собой высокомолекулярные нерастворимыеоснования, содержащие большое количество основных групп, таких, как –NН2, –NН3ОН, -NНR, -NR2, остатки фониевых и сульфониевых оснований и др., которые диссоциируются на маленькие, легко перемещающие анионы и высокомолекулярный катион.                            Практически ионообмен проводят путем пропускания раствора электролита через колонну, заполненную набухшими гранулами ионита. Ионообмен можно рассматривать как гетерогенные химические реакции. Так, с группами – COOH. Аниониты, имеющие остатки ароматических аминов, представляют собой слабые основания по сравнению с полиэлектролитами, у которых аминогруппы связаны с алифатическими группировками. Ионообменные смолы могут иметь амфотерный характер, содержать одновременно кислотные и основные группы (амфолиты). Известны специфические комплексообразующие ионообменные      смолы     (комплекситы),   окислительно-восстановительные иониты (редокс-полимеры, редокситы), обладающие ярко выраженными селективными свойствами. По структурному признаку иониты подразделяются на два вида: гелевидные и макропористые. Структура гелевидных смол представляют собой трехмерную макромолекулярную сетку. Макропористые иониты – полимеры, в которых твердая фаза пронизана порами, достигающих не   сколько десятков мм в поперечнике. Они напоминают по своей структуре пенопласты или активированные угли. Важнейшей физико-химической характеристикой ионообменных смол являются обменная емкость. Ионообменная емкость – число миллиграмм-эквивалентов, поглощенных или вытесненных определенной навеской полимера и выражается в мг-экв/г или мг-экв/см3. Различают несколько видов обменной емкости: полную емкость, которая определяется числом ионогенных групп в ионите и являются постоянной величиной, и рабочую (полезную), которая зависит от количества доступных для обмена мест, степени ионизации, природы и концентрации иона, характера ионита и др. Основные требования, предъявляемые к ионообменным смолам, следующие: высокая механическая прочность; химическая  устойчивость; минимальная растворимость и небольшая набухаемость при контакте с раствором; высокая обменная способность (смола должна  содержать достаточное количество пространственно доступных ионообменных групп); достаточная скорость обмена; желательная избирательность поглощения определенного типа ионов. Катиониты могут содержать в своем составе различные кислотные группы: сульфогруппу,  фосфорнокислые, карбоксильные, фенольные, мышьяковокислые и селеновокислые и др. В состав анионитов в качестве функциональных групп могут входить   первичные, вторичные и третичные аминогруппы, четвертичные аммониевые и пиридиновые основания. В зависимости от величины константы диссоциации катионитов в Н+ - форме и анионитов в ОН- форме  все смолы делятся на сильно- и слабокис- лотные катиониты и соответственно сильно и слабоосновные аннониты. При выборе сорбентов в первую очередь нужно учесть, с чем удобнее работать – с катионитом или анионитом. Многие задачи могут быть успешно решены и на том, и на другом типе сорбентов. Например, для разделения ионов металлов можно с успехом применить катиониты. Однако  применение для  этой же цели анионитов, основанное  на разделении   анионных  комплексов  этих  металлов,   часто  бывает  проще  и быстрее. Необходимо учитывать также избирательность поглощения сорбентами  тех или иных ионов, которая обусловлена химической природой сорбента и определяется относительной прочностью связей обменивающихся ионов в  фазе смолы. При этом энергия связи сорбируемого иона  зависит   не   только  от прочности связи этого иона с активной труппой сорбента, но и от прочности  его связей с любыми другими, так называемыми неактивными, структурными группами ионита. Сильные катиониты и аниониты, например, сульфокатиониты и аниониты типа четвертичных аммониевых оснований, не проявляют большой избирательности в отношении большинства ионов. Большая емкость смол такого типа, а также их способность функционировать в широком интервале рН могут быть использованы для концентрирования сильно разбавленных растворов, для обессоливания и в других случаях, когда необходимо полное извлечение всех катионов или анионов из раствора. Для выделения какого-либо одного элемента из смеси элементов бывает удобно подобрать такой сорбент, который избирательно поглощал бы ионы интересующего элемента. В настоящее время известно большое количество селективных сорбентов. Синтез таких сорбентов сводится к задаче получения смолы с такой структурой, которая подобна структуре веществ, образующих прочные комплексы или нерастворимые соединения с данным ионом. Так была синтезирована смола (селективно сортирующая никель) путем введения в структуру смолы глиоксимовых группировок. После выбора соответствующего сорбента необходимо определить область кислотности, в которой  работает выбранный ионообменник, и его химическую устойчивость по отношению к тем рабочим средам и температурам, при которых должна проводиться очистка. Практически ионообмен проводят путем пропускания (фильтрования) раствора электролита через колонну, заполненную набухшими гранулами ионита. Ионообмен можно рассматривать как гетерогенные химические реакции. Другой важной характеристикой ионита является скорость ионного обмена. Обычно ионные реакции в растворе происходят практически мгновенно, а процессы ионообмена  с ионитами, протекающие в гетерогенной среде, обладает вполне измеримой скоростью. Скорость в основном определяется скоростью диффузии, которая является медленной стадией ионообмена. Исследование кинетики показали, что общая скорость ионообмена в колоннах падает с увеличением размеров зерна ионита, а время полуобмена пропорционально его радиусу. Скорость ионообмена находится в зависимости и от других факторов, таких как природа и концентрация ионов в растворе, температура и скорость течения раствора.             Для биохимических методов исследования широко применяются целлюлозиониты, имеющие низкую степень замещения (на 4-8 остатков глюкозы вводят одну ионогенную группу) и чаще используются в виде ткани или бумаги. Иониты применяются в виде мембран, волокон, тканей, стержней, трубок и т.д., а также в жидком состоянии. Ионитовые мембраны являются своеобразными избирательными проводниками электрического тока. Они представляют большой интерес для создания химических источников электрического тока. На основе их изготовляют ионоселективные электроды специфического действия. Метод ионитовых мембран эффективно используется для разделения ионов с различной подвижностью, для разделения органических кислот, концентрирования и удаления различных примесей, в том числе радиоактивных, из сточных вод, очистки, обессоливания воды (особенно морской, океанской), для аналитических целей и т.д.
Таким образом, ионообменные смолы могут иметь самое широкое применение в различных областях науки и техники. Они используются в ионообменной хроматографии, в аналитической химии для выделения драгоценных металлов, в качестве катализаторов, для извлечения алкалоидов из природных соединений, разделения рацематов, выделения и очистки витаминов и антибиотиков и т.д. Весьма интенсивно применяют иониты в медицине, например, для удаления из крови ионов кальция, способствующих ее свертыванию, для лечения язвы желудка, определения рН желудочного сока, для удаления токсичных веществ, а также в аппарате типа «искусственная  почка» (электродиализ). Большое практическое значение полиамфолиты приобретают в пищевой промышленности. Использование прогрессивных физико-химических методов обработки сырья дает возможность получения продуктов питания самого высокого качества, большой биологической ценности и широкого ассортимента. Ионнообменные и сорбционные процессы,осуществляемые на ионитах, широко применяются в производстве сахара. Иониты используют для уменьшения жесткости сахаросодержащих растворов, осветления и глубокой очистки сока, увеличения выхода и повышения качества сахара, получения глютаминовой кислоты из отходов сахарного производства и т.п.                                    С помощью ионитов осуществляют очистку растворов, получаемых при гидролизе древесины и различных сельскохозяйственных отходов. Катиониты и аниониты позволяют удалять из сахарных растворов органические кислоты. Из сельскохозяйственных отходов можно получить и очистить заменители сахара – ксилит и сорбит, которые служат лечебным средством для больных диабетом. При обработке коровьего молока катионообменными смолами улучшаются его питательные свойства. По своей усвояемости детским организмом ионитное молоко не уступает материнскому молоку. Такое молоко характеризуется уменьшенным содержанием кальция и более равномерным распределением частиц казеина. Понижение в молоке  содержания кальциевых солей связано замещением с помощью ионного обмена солями натрия. Анионообменные смолы применяют в производстве сгущенного и сухого молока, при повышении и понижении кислотности молока. Амфотерные ионообменные смолы применяют для извлечения и разделения тяжелых, цветных и редких металлов в гидрометаллургии, для разделения смесей сильных и слабых электролитов, веществ с различными изоэлектрическими точками, рацематов. При помощи амфотерных ионообменных смол выделяют примеси неорганических видов  из растворов биологических препаратов, неустойчивых в кислых и щелочных средах, и др.

Лабораторная работа № 1.
ПОЛУЧЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОРБЕНТОВ
И БУМАГИ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИИ
Приготовление алюминатной окиси алюминия. Раствор алюмината
натрия готовят растворением металлического алюминия,
взятого в виде стружки или порошка, в30%-ном растворе NaOH.
(Приготовление алюмината натрия из AlCl3 или какой-либо другой
соли алюминия нецелесообразно из-за трудности последующего
отмывания аниона.) Объем раствора NaOH берут в некотором
избытке, таким образом, чтобы весь растворяемый алюминий
был переведен в алюминат и не оставалось осадка окиси алюминия.
На 1 л 30%-ного раствора NaOH берут 101 г металлического
алюминия. Алюминий растворяют в стакане емкостью 23 л.
Реакция протекает очень бурно, поэтому алюминий добавляют небольшими
порциями при непрерывном перемешивании. Вначале
реакционную смесь охлаждают льдом, а затем, когда большая
часть алюминия прореагирует, целесообразно для окончательного
растворения остатков его слегка подогреть смесь на водяной
бане.
Полученный раствор алюмината натрия фильтруют через стеклянный
фильтр № 3 и разбавляют водой примерно до 2%-ной
концентрации в пересчете на Al2O3. В этот раствор, подогретый
до 7080 0C, пропускают двуокись углерода до полного осаждения
гидроокиси алюминия. Осадок гидроокиси алюминия отфильтровывают
на воронке Бюхнера и промывают горячей водой до тех
пор, пока рН промывных вод не будет равен 8 (почти до исчезновения
красного окрашивания с фенолфталеином).
Отмытую от избытка щелочи гидроокись алюминия высушивают
при 100130 0C, измельчают в фарфоровой ступке и прокаливают
10 мин в печи при 800 0C. Суспензия алюминатной окиси
алюминия (1 г окиси алюминия на 6 мл воды) должна иметь рН
9,49,6.
Приготовление пермутита. Пермутит-натрий получают в виде
геля при сливании растворов алюмината натрия и силиката
натрия29'84'35.
Раствор алюмината натрия (полученный по методике, описанной
выше) разбавляют водой примерно до 2%-ной концентрации
(в пересчете на Al2O,,).
Два объема полученного раствора алюмината натрия и три
объема 2%-ного раствора силиката натрия (в пересчете на SiO2)
при комнатной температуре быстро сливают при очень энергичном
перемешивании. Образовавшийся гель через 1215 ч освобождают
от избытка жидкости фильтрованием на воронке Бюхнера,
при этом отсасывают возможно большее количество жидкости.
Затем гель наносят на стекло слоем 0,51 см и высушивают при
комнатной температуре. Сухой гель слегка измельчают и отмывают
от избытка щелочи сначала холодной, затем горячей дистиллированной
водой. Последние порции промывной воды должны
иметь рН 9,59,8.
Обычно промывание ведут до появления видимой опалесцен-
ции промывных вод, что указывает на начало разложения перму-
т ита.
После промывания пермутит снова высушивают до воздушно-
сухого состояния и истирают в ступке до требуемой величины
зерна. Желательно отсеять мелкую фракцию с диаметром частиц
меньше 0,2 мм.
Аналогичным способом приготавливают пермутит-калий, только
в этом случае гель получают при сливании алюмината калия и
силиката калия.

Роль ионитов для извлечения алкалоидов из растительного сырья.
Из растений семейств лилейных, пасленовых, самшитовых получены алкалоиды, имеющие в своей структуре стероидный скелет.
Некоторые стероидные алкалоиды содержатся в растениях в виде гликозидов.
Методы очистки и выделения стероидных алкалоидов, в основном, те же, что и для "обычных" алкалоидов, включающих перевод их в основания, растворимые в органических растворителях, и в соли с растворением в воде.
Стероидные алкалоиды, как и следовало ожидать, биологически активные соединения.
В XX веке, особенно с середины 30-х годов, в медицине широкое применение получают индивидуальные лекарственные вещества, выделяемые из растений (алкалоиды, сердечные гликозиды, флавоноиды), из животного сырья (аминокислоты) или получаемые микробиологическим путем (антибиотики, аминокислоты).
Подразделяются на стерины, витамины Д, желчные кислоты, желчные спирты, кардиотонические стероиды, сапонины, стероидные алкалоиды, половые гормоны, гормоны коры надпочечников, прегнановые соединения, экдизоны, витанолиды, брассиностероиды.
К^ иона алкалоида скополамина при сорбции из растворов равной концентрации на катионите КУ-1 равна 369, а на катионите МСФ82,4, хотя оба катионита относятся к классу поликонденсационных, но первый является продуктом конденсации формалина с п-фенолсульфокислотой, а второй с п-хлорбензолсульфокислотой.
Такие алкалоиды, как алкалоиды барвинка, неустойчивы в щелочной водной и спирто-водной средах и поэтому эффективный во многих случаях элюент-раствор аммиака в этаноле в этом случае заменен раствором натрия хлорида.
Лекарственные вещества, относящиеся к классу алкалоидов, были первыми веществами, выделенными из растительного сырья с помощью ионообменных материалов.
На основе обобщения опыта по выделению алкалоидов в ГНЦЛС была создана функционирующая в настоящее время в промышленности схема получения алкалоидов с помощью катионитов.
Эта схема состоит из следующих основных стадий: водной экстракции алкалоидов из растительного сырья, сорбции суммы алкалоидов на катионите, десорбции алкалоидов в виде очищенной суммы из катионита раствором аммиака в водно-спиртовых смесях (смеси этилового, метилового, изопропилового спиртов, содержащих 1020 % воды), выделения алкалоидов из спиртово-аммиачного элюата с применением обычных химических методов и, наконец, регенерации катионита.
Разработанная в ГНЦЛС типовая схема оправдала себя при получении других алкалоидов из растительного сырья лобелина, гиосциамина, пилокарпина, алкалоидов спорыньи и рауволъфии.
Она используется также рядом исследователей для выделения новых физиологически активных алкалоидов из растений и для улучшения технологии существующих производств алкалоидов.
Типовая схема получения алкалоидов с помощью ионитов.
Исследования, проводимые с целью расширения сырьевой базы производства природных алкалоидов гиосциамина и скополамина, позволили авторам сделать выводы о целесообразности использования упомянутой типовой схемы при выделении этих алкалоидов из надземной части Скополии тангутской.
На основании исследований сорбции ликорина из растения Ungernia Severtzovi на различных катионитах: КУ-1, КУ-2, СДВ-ЗТ, СБС-3, КФУ, а также определения констант обмена на этих катионитах разработан ионообменный способ выделения алкалоида ликорина.
Из отходов производства ликорина выделены также алкалоиды галантамин и панкратин.
По ней были выделены: протопин из дымянки аптечной и из растения Fumaria Vail-lantii, новый алкалоид линделофин из растения Lindelofia anahusoides, а также алкалоиды империалин, петилин, петилинин и глюкоалкалоид эдпетилин из растения Petilium Raddleanum.
Из отходов производства алкалоидов из коробочек мака после выделения морфина ионообменным способом был получен наркотолин.
Типовая схема выделения алкалоидов применима и для ионообменной сорбции гликоалкалоидов из паслена дольчатого.
Это объясняется неустойчивостью некоторых алкалоидов в щелочной среде.
Исследования по сорбции и десорбции алкалоидов сальсолина и сальсолидина на других катионитах показали, что десорбция этих алкалоидов из катионитов КУ-1 и КУ-2 растворами аммиака в спиртово-водных смесях и смесях органических растворителей проходит не полностью, и получаемые вещества содержат много продуктов разложения.
В качестве сорбента был использован полимеризационный гелевый катионит КУ-2-8, так как коэффициент избирательности при обмене иона сальсолина на ион водорода, определяющий прочность связи алкалоида с катионитом, был значительно меньше, чем в случае катионита КУ-1 (где наблюдается прочная связь ионов алкалоида с фенольной группой катионита).
Способ основан на экстракции алкалоидов из сырья водой.
При этом алкалоиды на всех стадиях получения не попадают в щелочную среду.
Десорбцию алкалоидов, неустойчивых в щелочной среде, рекомендовано проводить растворами солей в водно-спиртовых смесях.
Ранее извлечение алкалоидов из растительного сырья проводилось с помощью сильнокислотных катионитов, которые сорбировали из экстракта практически всю сумму алкалоидов, отделяя тем самым алкалоиды от неалкалоидов.
Разделение алкалоидов амфотерного характера (алкалоиды, содержащие фенольную группу) от основных достигалось путем сорбции фенольных алкалоидов сильноосновными аниони-тами.
С целью подбора оптимальных условий отделения амфолитов фенольных алкалоидов коробочек мака были проведены исследования по изучению.
Наряду с выделением алкалоидов из водных или подкисленных водных экстрактов растительного сырья сильнокислотными катионитами гелевой структуры, проводились также исследования по использованию более избирательных катионитов для извлечения алкалоидов из водных и органических растворителей.
Необходимость этих исследований была вызвана тем, что сильнокислотные катиониты сорбируют не только алкалоиды, но и побочные вещества из экстракта, что затрудняет дальнейшую очистку и выделение индивидуальных алкалоидов.
К более избирательным катионитам, которые хорошо сорбировали алкалоиды из водных и неводных растворов, относятся олеофильные катиониты.
Это свидетельствовало о меньшем взаимодействии алкалоидов с матрицей олеофилъного катионита по сравнению с матрицей катионита КУ-1, способного к установлению водородных связей с молекулами алкалоидов.
Были проведены исследования по поиску катионитов, обладающих хорошей сорбционной способностью по отношению к алкалоидам из водных растворов и экстрактов растительного сырья, с целью интенсифицировать производство за счет больших скоростей потока растворов или экстрактов и десорбирующих растворителей.
Проведены исследования по кинетике сорбции алкалоидов атропина и кодеина на макропористом катионите КУ-23 с содержанием дивинилбензола 10 % и порообразователя 60 % (КУ-23-10/60), а также по кинетике сорбции фенольных алкалоидов морфина, сальсолина и наркотолина на макропористых катионитах с различным содержанием дивинилбензола и порообразователя (4/6030/100).
Исследования показали, что при сорбции указанных алкалоидов на макропористых катионитах скорость суммарного процесса определяется внешней диффузией, в отличие от катионитов гелевой структуры, где скорость сорбции определяется внутренней диффузией алкалоида в зерне ионита.
Исследованы особенности обмена органических ионов на макропористых катионитах, синтезированных в лаборатории на примере алкалоидов эфедрина, кодеина, папаверина, сальсолина и сальсолидина.
Исследования по сорбции алкалоидов макропористыми катионитами показали целесообразность их использования при выделении алкалоидов из растительного сырья.
Применение этих катионитов позволяет полностью использовать их сорбционную емкость по ионам алкалоидов, а также значительно интенсифицировать производство на стадиях сорбции и десорбции из-за большой скорости этих процессов.
Новым типом сорбентов для выделения алкалоидов из экстрактов растительного сырья могут являться, во всяком случае при небольших объемах производства, целлосорбенты (например, иммобилизованный на набухающей матрице целлюлозной природы мелкозернистый катионит КУ-2-8).
На примере сорбции ионов опийных алкалоидов во взвешенном слое катионита КУ-1 в обычных цилиндрических колоннах установлена возможность интенсификации процесса сорбции в 34 раза.
Имеются лишь исследования, доказавшие возможность очистки технических полупродуктов, содержащих алкалоиды гиосциамин и салъсолин, от высокомолекулярных неионизированньтх веществ методом электродиализа с гетерогенными мембранами МК-40 и гомогенными мембранами МК-100.
Ионообменные материалы в настоящее время внедрены в производство лекарственных веществ растительного происхождения: крупнотоннажное производство опийных алкалоидов (в Украине, Казахстане, Болгарии, Словакии, бывшем СФРЮ), производство цитизина и скополамина (в Казахстане, в Украине).
Освоены в опытно-промышленном масштабе методы выделения алкалоидов: лобелина, гиосциа-мина, пилокарпина, салъсолина и сальсолидина, платифиллина, алкалоидов спорыньи, раувольфии, барвинка, а также сердечных гликозидов олиторизида и эризимозида.
Закономерности сорбции морфина на анионитах и их использование в технологии производства опийных алкалоидов.
Ионообмен используют для умягчения или обессоливания воды, для извлечения и очистки лекарственных веществ (в производстве витаминов, антибиотиков, алкалоидов), для очистки отработанных растворов от химически вредных органических веществ, разделения близких по свойствам элементов.


Тема 10 – Изучение структуры алкалоидов (2 часа)

Цель: развить мотивацию знаний студентов по качественному и количественному анализу алкалоидов.

Задачи обучения:
- развить общие представления по структурным особенностям алкалоидов;
- ознакомиться с реакциями распада полициклических структур, составляющих основу алкалоидов;
- ознакомиться со спектральными, аналитическими методами количественного анализа;
- развитие мотивации знаний студентов по изучению реакций Гофмановского расщепления;
- показать все возможные расчеты для определения алкалоидов в растительном сырье.

План проведения занятия:
1. Изучение структуры алкалоидов.
2. Реакция Гофмановского расщепления.
3. Методы, применяемые для установления химической структуры алкалоидов.
4. Химические методы установления структуры алкалоидов.
5. Физико-химические методы установления химической структуры.

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.
При разборе методик качественного и количественного определений определяемых веществ проводится обсуждение полученных результатов анализа. При необходимости производятся соответствующие расчеты.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)
1. Какие современные теории предсказали структуру алкалоидов?
2. Чем реакция Гофмановского расщепления отличается от других реакций распада?
3. Какие методы применяются для установления химической структуры алкалоидов?
4. Более подробно остановитесь на химических методах установления структуры алкалоидов?
5. Более подробно остановитесь на физико-химических методах установления химической структуры?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение предсказывать по структуре свойства алкалоидов (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Лабораторная работа 1 – Количественное определение алкалоидов в растительном сырье Термопсиса «Thermopsis Lanceolata».
Cобранная в начале цветения до появления плодов и высушенная трава дикорастущего многолетнего травянистого растения термописа ланцентного «Thermopsis Lanceolata» R. Br., сем. бобовых – Fabaceae.

Методика. Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 1 мм. Около 10 г (точная навеска) измельченного сырья помещают в колбу вместимостью 250 мл, прибавляют 100 мл хлороформа и 5 мл концентрированного раствора аммиака, закрывают пробкой и встряхивают на вибрационном встряхивателе в течение 2 часов или оставляют при комнатной температуре на 15 ч, после чего встряхивают еще 30 мин. Хлороформное извлечение фильтруют через вату. 50 мл фильтрата переносят в колбу вместимостью 100 мл и хлороформ отгоняют до объема 1-2 мл. Оставшийся хлороформ удаляют продуванием воздуха. К остатку прибавляют пипеткой 2 мл раствора натра едкого (0,1 моль/л) и растирают стеклянной палочкой до полного исчезновения комочков, затем прибавляют пипеткой 8 мл воды и перемешивают 2-3 мин. К содержимому прибавляют пипеткой 10 мл раствора хлористоводородной кислоты (0,1 моль/л), осторожно перемешивают и оставляют на 8-10 мин, затем встряхивают на вибрационном встряхивателе 8-10 мин и фильтруют через тройной бумажный складчатый фильтр диаметром 7 см.
10 мл фильтрата переносят в колбу вместимостью 50 мл, прибавляют 10 мл воды, 2 капли раствора метилового красного и оттитровывают избыток кислоты раствором натра едкого (0,1 моль/л) до появления желтого окрашивания.
Параллельно проводят контрольный опыт. В колбу вместимостью 50 мл помещают 1 мл раствора натра едкого (0,1 моль/л), прибавляют 4 мл воды и 5 мл раствора хлористоводородной кислоты (0,2 моль/л), перемешивают, прибавляют 2 капли раствора метилового красного и оттитровывают избыток кислоты раствором натра едкого (0,1 моль/л) до появления желтого окрашивания.
Содержание суммы алкалоидов в пересчете на термопсин и абсолютно сухое сырье в процентах (Х) вычисляют по формуле:

(V1-V2) * 0,0244 * 100 * 20 * 100 * 100
Х = ___________________________________,
50 * 10 * m * (100 – W)

где 0,0244 – количество алкалоидов в пересчете на термопсин, соответствующее 1 мл раствора хлористоводородной кислоты (0,1 моль/л), в граммах; V1 – объем раствора натра едкого (0,1 моль/л), пошедшего на титрование контрольного опыта, в миллилитрах; V2- объем раствора натра едкого (0,1 моль/л), пошедшего на титрование испытуемого раствора, в миллилитрах; m – масса сырья в граммах; W – потеря в массе при высушивании сырья в процентах.


Тема 11 – Процессы катионирования (2 часа)

Цель: формировать знания по процессам катионирования, используемые в технологии водоподготовки.

Задачи обучения:
- ввести определение по процессам катионирования;
- освоить эффект регенерации катионита;
- формировать мотивацию знаний студентов по Н-катионированию;
- раскрыть преимущества применения противоточных ионитных фильтров.

План проведения занятия:
1. H-катионирование воды.
2. Na-катионирование воды.
3. Схема противоточного ионитного фильтра ФИПр.
4. Схема двухпоточно-противоточного ионитного фильтра ФИПр-2П.

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)
1. Какие процессы используются для умягчения воды?
2. В чем заключается Na-катионирование воды?
3. Как Вы понимаете эффект регенерации катионита?
4. Как осуществляется обработка воды методом H-катионирования?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать знания студентов по определению процессов катионирования (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание 1
Провести аналогию в процессах Н и Na-катионирования воды. Проведение разбора в виде интеллектуальной игры в парах.
В технологии водоподготовки применяются два основных процесса для удаления из воды ионизированных примесей: катионирование и анионирование. В зависимости от обменного иона процессы и аппараты называют: натрий-катионирование, натрий-катионитный фильтр; H (водород)-катионирование, H-катионитный фильтр; OH-анионирование, OH-анионитный фильтр. Соответственно называется фильтрат, полученный в этих процессах: Na-катионированная вода, H-катионированная вода, OH-анированная вода и т.п. Процессы Na-катионирование имеет самостоятельное значение и используется для умягчения воды, в то время как процессы H- и OH-ионирование реализуются совместно в схемах обессоливания воды.
Н-катионирование может осуществляться в схемах H-Na-катионирования воды. Процессы ионирования воды на водоподготовительных установках реализуются в насыпных ионитных фильтрах раздельного и смешанного действия.
 Na-катионирование. Этот процесс применяют для умягчения воды путем фильтрования ее через слой катионита в натриевой форме. При этом ионы Ca2+ и Mg2+, обуславливающие жесткость исходной воды, задерживаются катионитом в обмен на эквивалентное количество ионов Na2+:
 2RNa + Ca2+ « R2Ca + 2Na+,
(4.6)


2RNa + Mg2+ « R2Mg + 2Na+,
(4.7)

 где R - матрица с фиксированными зарядами без обменного иона, считающаяся одновалентной.
Остаточная жесткость фильтра при Na-катионировании может быть получена при надлежащих условиях регенерации фильтра на уровне 5 - 10 мкг-экв/дм3, что является определяющим при реализации этого процесса.
Анионный состав Na-катионированной воды остается неизменным, поэтому карбонатная жесткость исходной воды переходит в гидрокарбонат натрия, что можно пояснить реакцией:
 
Ca(HCO3)2 + 2NaR ® R2Ca + 2NaHCO3.
(4.8)

 
Это соединение, попадая с подпиточной водой в котел, превращается в конечном итоге в гидроксид натрия по реакциям:
 
2NaHCO3 + H2O ® Na2CO3 + CO2 + H2O,
(4.9)


Na2CO3 + H2O ® 2NaOH + CO2,
(4.10)

 
который может инициировать щелочную коррозию.
Неизменность величины щелочности при Na-катионировании является основным недостатком этого процесса, поэтому он может иметь самостоятельное значение только при подготовке воды для подпитки теплосети и добавочной воды для котлов низкого и среднего давлений при сравнительно низкой щелочности исходной воды. Второй недостаток рассматриваемой технологии определяется увеличением солесодержания фильтрата при выражении его в массовых единицах, что связано с эквивалентными массами ионов Na+ (23 единицы), Ca2+ (20 единиц) и Mg2+ (12 единиц). Напомним, что ионный обмен характеризуется эквивалентностью, поэтому из воды удаляются ионы с меньшей эквивалентной массой (Ca2+, Mg2+), а их место занимает ион натрия с большей эквивалентной массой.
Процесс умягчения при Na-катионировании заканчивается при наступлении проскока жесткости (рисунок 1), после чего истощенный катионит в фильтре надо регенерировать, т.е. восстанавливать его способность к обмену ионами. Регенерацию истощенного катионита проводят пропуском через него 6 - 10% раствора NaCl. Вследствие относительно большой концентрации ионов Na+ в регенерационном растворе происходит замена ими поглощенных ранее катионов Ca2+ и Mg2+ по реакциям:
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рисунок 1 - Выходная кривая Na-катионитного фильтра
 R2Ca + nNa+ « 2RNa + Ca2+ + (n - 2)Na+,
(4.11)


R2Mg + nNa+ « 2RNa + Mg + (n - 2)Na+,
(4.12)

 
где n - избыток NaCl против его стехиометрического расхода.
Несмотря на то, что процесс обмена ионов, в том числе и при регенерации ионита, характеризуется эквивалентностью, для качественной регенерации ионитов расход реагента выбирается с определенным избытком (n). При подаче раствора соли в фильтр лучше будет отрегенерирован лобовой катионита, контактирующий со свежим раствором. По мере прохождения раствора в глубинные части катионита условия регенерации будут ухудшаться вследствие повышения концентрации в регенерационном растворе ионов Ca2+ и Mg2+, вытесненных из верхних слоев катионита при обеднении регенеранта ионами Na+. Аналогичное действие проявляется за счет загрязнения раствора технической NaCl ионами Ca2+ и Mg2+.
Эффект прироста обменной емкости с увеличением расхода соли при регенерации показан на рисунке 2, из которого следует, что эффект прироста обменной емкости с увеличением удельного расхода более 300 г/г-экв заметно снижается. Поясним, что 300 г NaCl на 1 г-экв вытесняемых ионов жесткости при эквивалентной массе NaCl равной 58.5 г соответствует 300/58.5 = 5.13 г-экв избытка соли, т.е. n = 5.13 г-экв/г-экв. На практике расход соли на регенерацию принимают в пределах 120 - 140 г/г-экв по экономическим и экологическим соображениям, поэтому рабочая обменная емкость (Eр) не достигает значения полной. Ограничение расхода соли позволяет уменьшить ее количество в сточных регенерационных водах, так как непосредственно на вытеснение из катионита 1 г-экв поглощенных ионов расходуется 1 г-экв ионов натрия. Таким образом, в сточных водах будет содержаться для рассматриваемых условий (n = 2.4 г-экв/г-экв = 140 г/г-экв) на каждый вытесненный 1 г-экв ионов Ca2+ и Mg2+ - 1.4 г-экв ионов Na+ и 2.4 г-экв ионов Cl-.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рисунок 2 - Влияние расхода соли на эффект регенерации катионита
 
Эффект регенерации катионита при выбранном расходе реагента повышается с увеличением продолжительности контакта раствора соли с катионитом, поэтому скорость пропуска регенерационного раствора ограничивают пределами 4 - 6 м/ч при высоте слоя катионита 1.5 - 2.0 м. Скорость ниже 4.0 м/ч не используется по гидродинамическим условиям работы фильтра.
Регенерацию ионита в фильтрах можно проводить несколькими способами, которые отличаются друг от друга направлениями потоков обрабатываемой воды и регенерационного раствора. При совпадении направлений потока воды и регенерационного раствора, подаваемых обычно сверху - вниз, регенерацию называют параллельно-точной, такая регенерация создает невыгодные условия для процесса умягчения из-за распределения ионов Na+ и ионов жесткости в слое отрегенерированного материала (рисунок 3, а). На выходе из слоя катионита умягчаемая вода, в которой резко снижена концентрация ионов жесткости, проходит через участки плохо отрегенерированного катионита и поэтому не может глубоко умягчаться. Кроме того, такое обстоятельство может привести к переходу некоторой части ионов жесткости из катионита в воду. При противоточной регенерации регенерационный раствор подается в направлении, противоположном подаче потока обрабатываемой воды, при этом наиболее полно регенерируются выходные (по воде) слои катионита (рисунок 3, б). Это позволяет не только сохранить постоянное значение остаточной концентрации ионов в фильтрате, но и получить фильтрат более высокого качества при сниженных избытках реагента и, следовательно, меньших объемах сточных вод. Эффективная противоточная технология позволяет сократить количество ступеней очистки воды за счет повышения качества фильтрата. К недостатку противоточной регенерации относится усложнение конструкции фильтра, связанное с недопущением перемешивания слоев ионита при подаче раствора или воды в нижнюю часть фильтра.
 

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 3 - Характер изменения остаточных концентраций ионов Ca2+ и Mg2+ в слое катионита и остаточная жесткость фильтрата при прямоточной (а) и противоточной (б) регенерациях
 
Для сокращения расхода реагентов с использованием параллельно-точной технологии регенерации применяют двухступенчатую схему Na-катионирования, т.е. последовательное включение двух фильтров. Фильтр 1 ст. регенерируется с относительно наибольшем избытком NaCl (n = 1.8 - 2.4), поэтому остаточная жесткость фильтрата получается высокой, на уровне 0.1 мг-экв/дм3. Фильтр 2 ст. регенерируется с 6.5 - 7.5-кратным избытком соли, поэтому остаточная жесткость воды снижается со 100 до 5 - 10 мкг-экв/дм3. Технико-экономические расчеты показали, что, несмотря на увеличение количества фильтров в двухступенчатой схеме, последняя имеет преимущества перед одноступенчатой схемой за счет снижения расхода NaCl при равноценном качестве умягченной воды.
 
H-катионирование. Обработка воды методом H-катионирования предназначается для удаления всех катионов из воды с заменой их на ионы водорода. Вода за H-катионитными фильтрами содержит избыток ионов водорода и вследствие этого имеет кислую реакцию, поэтому эта технология применяется совместно с другими процессами ионирования - Na-катионированием или анионированием. Обмен катионов при H-катионировании протекает согласно реакциям:
 
2RH + Ca2+ « R2Ca + 2H+,
(4.13)


2RH + Mg2+ « R2Mg + 2H+,
(4.14)


RH + Na+ « RNa + H+.
(4.15)

 
Выделяющиеся ионы H+ реагируют в обрабатываемой воде с гидрокарбонатными ионами:
 
H+ + HCO3 « CO2 + H2O.
(4.16)

 
Остаточная кислотность фильтрата после завершения реакции (4.16) с учетом равенства эквивалентных концентраций катионов и анионов будет равна:
 
CH+ = (SАн - СHCO3-)исх = (СSO42- + CCl-)исх,
(4.17)

 
что позволяет контролировать полноту обмена ионов при H-катионировании по кислотности и по известным показателям качества поступающей на фильтр воды. При наличии в исходной воде ионов NO3 - и NO2 - они также должны быть учтены в расчетной оценке кислотности H-катионированной воды.
Сорбция катионов Ca2+, Mg2+ и Na+ ионитом осуществляется в соответствие с расположением этих ионов в ряду селективности (Ca2+ > Mg2+ > Na+), поэтому в слое H-катионита сверху располагается зона поглощения иона Ca2+, ниже - иона Mg2+ и далее - иона Na+. Эти три зоны по мере истощения H-катионита передвигаются одна за другой по направлению к нижней границе слоя ионита и первым обнаружится проскок иона Na+.
В работе H-катионитного фильтра можно выделить два основных периода (рисунок 4):
Полное поглощение всех катионов (абсцисса Oa). Фильтрат имеет кислотность, равную (СCl- + СSO42-)исх. В точке a наблюдается проскок иона Na+.
Появление нарастающей концентрации иона Na+. В этот период концентрация иона Na+ постепенно возрастает, а кислотность начинает снижаться за счет уменьшения количества вытесняемых ионов H+. К моменту достижения начального содержания иона Na+ в исходной воде его поглощение прекращается, но происходит обмен в катионите ионов Ca2+ и Mg2+ исходной воды на сорбированный катионитом ион Na+ до его полного вытеснения. В этот момент (точка E) появляется проскок жесткости.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рисунок 4 - Изменение качества H-катионированной воды
1 – концентрация Na+ в исходном растворе; 2 – жесткость исходного раствора; 3 – концентрация Na+ в фильтрате; 4 – жесткость фильтрата; точки: a – проскок Na+, b – отсутствие поглощения Na+, c – максимум вытеснения Na+ из катионита, d – окончание вытеснения Na+, e – начало проскока жесткости, f – выравнивание жесткости в фильтрате и в исходном растворе
 
Параллельно с указанными выше изменениями концентрации катионов кислотность фильтрата после проскока ионов Na сначала уменьшается и достигает нуля, затем появляется возрастающая щелочность, достигающая исходных значений при обмене ионов Ca2+ и Mg2+ на Na+. Эффект умягчения воды при H-катионировании обычно столь же полный, как и при Na-катионировании.
Работа фильтра до проскока ионов Na+ или ионов жесткости зависит от технологической схемы его использования, соответственно изменяется его рабочая обменная емкость при работе до проскока ионов Na+ или жесткости.
Для регенерации истощения H-катионита по технико-экономическим соображениям в условиях России используется обычно H2SO4 концентрацией 1.0 - 1.5 % (на некоторых установках применяются HCl и HNO3). Процесс регенерации характеризуется следующими реакциями:
 
R2Ca + nH+ « 2RH + Ca2+ + (n - 2)H+.
(4.18)


R2Mg + nH+ « 2RH + Mg2+ + (n - 2)H+,
(4.19)


RNa + nH+ « RH + Na+ + (n - 1)H+.
(4.20)

 
Ограничение концентрации раствора H2SO4 связано с возможностью выделения на зернах регенерируемого катионита трудно растворимого CaSO4, т.е. его загипсовывания. Следующим мероприятием для борьбы с загипсовыванием катионита является ограничение времени контакта регенерационного раствора с катионитом, что реализуется на практике увеличением скорости пропуска 1.5 % - ного раствора H2SO4 до не менее 10 м/ч.
Расход реагента существенно снижается, а качество фильтрата повышается при применении противоточной регенерации ионитного фильтра, схема которого приведена на рисунке 5.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]



Рисунок 5 - Схема противоточного ионитного фильтра ФИПр
1 – подвод исходной воды; 2 – отвод обработанной воды; 3 – подвод промывочной воды общий; 4 – подвод промывочной воды в нижнее распределительное устройство (РУ); 5 – подвод промывочной воды в блокирующее РУ; 6 – отвод промывочной воды; 7 – подвод регенерационного раствора в нижнее РУ; 9 – подвод регенерационного раствора в блокирующее РУ; 10, 11 – дренаж; 12 – гидрозагрузка; 13 – гидровыгрузка; 14 – подвод воды для взрыхления в среднее РУ; 15 – подвод воды для взрыхления в нижнее РУ
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
 
Конструкция фильтра, изготавливаемого на ТКЗ предусматривает кроме верхнего и нижнего распределительных устройств (РУ), также среднее и блокирующее РУ, расположенные соответственно на глубине 0.3 м и у входной поверхности слоя ионита. Среднее распределительное устройство предназначено для равномерного сбора отработанного регенерационного раствора и отмывочной воды, подаваемых через нижнее (80%) и блокирующее РУ (20%). Блокирующее РУ служит для подвода раствора реагента или отмывочной воды, используемых одновременно для регенерации и зажатия блокирующего слоя ионита. Взрыхлению подвергается только блокирующий слой ионита, а через 10 - 20 фильтроциклов взрыхляется весь слой.
Промежуточным вариантом между противоточной и прямоточной регенерацией является двухпоточно-противоточная регенерация, осуществляемая в фильтре по схеме, приведенной на рисунок 6. Среднее РУ заглублено в ФИПр-2П на 0.6 и 1.0 м соответственно для фильтров, загруженных анионитом или катионитом. Конструкция двухпоточно-противоточного фильтра позволяет использовать его как в режиме однопоточного фильтрования и двухпоточной регенерации, так и в режиме двухпоточного фильтрования и однопоточной регенерации. При любом режиме работы в выходном слое ионита осуществляется принцип противоточного ионирования, при котором обрабатываемая вода перед выходом из фильтра соприкасается с хорошо отрегенерированными слоями ионита, благодаря чему обеспечивается высокое качество фильтрата при сокращенных расходах реагентов на регенерацию ионита. При работе фильтра в режиме двухпоточного фильтрования взрыхлению подвергается весь слой ионита, при однопоточном фильтровании - только верхний слой, а взрыхление всего слоя производится через 10 - 20 фильтроциклов. При работе фильтра в режиме однопоточного фильтрования и двухпоточной регенерации 40 % раствора реагента пропускается через верхний слой ионита, 60 % - через нижний. При режиме двухпоточного фильтрования и однопоточной регенерации весь регенерационный раствор проходит через оба слоя ионита сверху - вниз.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 6 - Схема двухпоточно-противоточного ионитного фильтра ФИПр-2П: 1 – подвод исходной воды; 2 – отвод обработанной воды или отработанного регенерационного раствора и отмывочной воды; 3 – подвод исходной воды или отвод отработанной воды; 4 – подвод регенерационного раствора; 5 – подвод воды для взрыхления; 6 – подвод регенерационного раствора и отмывочной воды; 7 – подвод отмывочной воды; 8 – отвод отработанного регенерационного раствора и отмывочной воды; 9 – дренаж; 10 – подвод взрыхляющей воды, дренаж
 Значения оптимального удельного расхода серной кислоты в зависимости от содержания в исходной воде Cl- и SO42- ионов, определяющих величину противоионного эффекта, показаны на рисунок 7 применительно к H-катионитным фильтрам 1 ст. при параллельном токе и противотоке. Помимо экономии серной кислоты, при противотоке снижается содержание ее в сбросных регенерационных водах, что облегчает нейтрализацию сбросов.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 7 - Удельный расход серной кислоты на регенерацию H-фильтров 1 ступени: 1 – параллельный ток; 2 – противоток
 
Теоретические представления о динамике ионного обмена в совокупности с обработкой экспериментальных данных позволили обобщить влияние различных факторов на время наступления проскока заданных концентраций примесей в ионитных фильтрах. Расчетное уравнение для выходной кривой ионирования на катионите КУ-2-8 имеет вид:
 
,  
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],


(4.21)

 
где
· - время фильтрования до заданной величины проскока, ч; w - скорость фильтрования, м/ч; d - диаметр зерна катионита, мм; hсл - высота слоя катионита, м;
· = Cф/C0; b = C0/q0; C0 и Cф - концентрации иона соответственно исходная и в фильтрате; q0 - концентрация иона, сорбированного единицей объема катионита.
.
 
Тема 12 – Процессы анионирования (2 часа)

Цель: формировать знания по процессам анионирования, используемые в технологии водоподготовки.

Задачи обучения:
- ввести определение по процессам анионирования;
- освоить эффект регенерации анионита;
- формировать мотивацию знаний студентов по ОН-анионированию;
- раскрыть преимущества применения противоточных анионитных фильтров.

План проведения занятия:
1. ОH-анионирование воды.
2. Регенерация анионитов.
3. Схема двухступенчатого химического обессоливания.

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)
1. Какие процессы используются для умягчения воды?
2. В чем заключается ОН-анионирование воды?
3. Как Вы понимаете эффект регенерации анионита?
4. С какой целью применяются трехступенчатые схемы химического обессоливания?
5.В чем заключается принципиальная схема двухступенчатого химического обессоливания?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение мотивировать знания студентов по определению процессов анионирования (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).



ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание 1
Практически освоить процесс регенерации анионитов.
Задание 2
Разобрать процесс анионирования и провести необходимые расчеты для определения адсорбционных способностей анионитов.

Анионирование воды ведется с целью замены удаляемых анионов на ион гидроксила. При сочетании ОН-анионирования с Н-катионированием происходит удаление из воды как анионов, так и катионов в обмен на ионы ОН- и Н+, т.е. осуществляется химическое (ионитное) обессоливание воды. При фильтровании через слой анионита осуществляется сорбция анионов согласно реакциям:
 
ROH + Cl- « RCl + OH-,
(4.22)


2ROH + SO42- « R2SO4 + 2OH-.
(4.23)

 
Высокое значение pH в зоне обмена на анионите способствует диссоциации слабых кислот H2CO3 и H2SiO3 и переводу их в ионизированное состояние, поэтому они также могут участвовать в реакциях анионного обмена, но лишь при использовании сильноосновных анионитов:
 
ROH + H+ + HCO3- « RHCO3 + H2O,
(4.24)


ROH + H+ + HSiO3 « RHSiO3 + H2O.
(4.25)

 
С учетом значений обменных емкостей слабоосновных и сильноосновных анионитов (EАН 
· EАВ), а также способности только последних сорбировать анионы слабых кислот, схемы химического обессоливания обычно включают две ступени анионирования: на первой в фильтры загружается слабоосновный анионит, удаляющие ионы SO42- и Cl-; на второй ступени в фильтры загружается сильноосновный анионит, предназначенный главным образом для обескремнивания воды.
Согласно ряду селективности в анионитном фильтре 1 ст. первыми проскакивают в фильтрат ионы Cl-, поэтому время выхода на регенерацию этого фильтра сопоставляют с концентрацией хлоридов; отключение анионитных фильтров 2 ст. на регенерацию проводят на основании контроля фильтрата по кремнекислоте.
Регенерация анионитных фильтров производится 4%-ным раствором NaOH, при этом происходят следующие реакции:
 
RCl + nOH- « ROH + Cl - + (n - 1)OH-,
(4.26)


R2SO4 + nOH- « 2ROH + SO42- + (n - 2)OH-,
(4.27)


RHCO3 + nOH- « ROH + HCO3- + (n - 1)OH-,
(4.28)


RHSiO3 + nOH- « ROH + HSiO3- + (n - 1)OH-.
(4.29)

 
Избыток щелочи (n) при регенерации слабоосновных анионитов при поглощении ими анионов сильных кислот достаточен в двукратном размере против стехиометрического количества, т.е. 80 г/г-экв. Для регенерации анионита, насыщенного анионами кремниевой кислоты, требуется повышенный избыток NaOH (n = 10 - 20), обеспечивающий последующее кремнесодержание фильтрата на уровне 0.1 мг/дм3 (рисунок 1). Для снижения удельного расхода щелочи регенерацию параллельно-точных анионитных фильтров 2 и 1 ступеней проводят последовательно, либо используют противоточную или ступенчатопротивоточную технологию.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рисунок 1 - Удельный расход NaOH на регенерацию анионита АВ-17 при обескремнивании воды: 1, 2 3, 4 – остаточное кремнесодержание фильтрата, соответственно 0.16; 0.12; 0.10; 0.08 мг/дм3 при расходе NaOH 100, 120, 150, 200 кг/м3
 
При проектировании технологии химического обессоливания учитывают, что наличие в H-катионированной воде свободной углекислоты, более сильной, чем кремниевая, уменьшает кремнеемкость анионита и вызывает более ранний проскок ионов HSiO3 - в фильтрат. Поэтому перед поступлением H-катионированной воды на слой сильноосновного анионита из нее необходимо возможно более полно удалить CO2, для чего в схему включается декарбонизатор. Еще сильнее снижает кремнеемкость анионита наличие в H-катионированной воде ионов Na+, так как помимо истощения анионита анионами, уравновешивающими эти катионы, увеличивается концентрация в фильтрате противоионов (OH-), что резко ухудшает глубину обескремнивания воды. С учетом приведенных фактов схемы обессоливания создаются, как правило, в виде двухступенчатых, содержащих основное оборудование, приведенное на рисунке 2.
 

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рисунок 2 - Принципиальная схема двухступенчатого химического обессоливания: H1 и H2 – катионитные фильтры 1-ой и 2-ой ступеней; A1 и A2 – анионитные фильтры 1-ой и 2-ой ступеней с загрузкой соответственно низкоосновными и высокоосновными анионитами, Д – декарбонизатор, БДВ – бак декарбонизованной (частично обессоленной) воды; H2SO4 – кислота для регенерации H-катионитных фильтров; NaOH – едконатриевая щелочь для регенерации OH-анионитных фильтров
 
Установки двухступенчатого химического обессоливания надежны в работе. Они обеспечивают высокое качество обработанной воды, отвечающее эксплуатационным нормам питательной воды барабанных котлов сверхвысокого давления.
Для очистки добавочной воды для прямоточных котлов и ядерных реакторов применяются трехступенчатые схемы химического обессоливания, в которых в качестве третьей ступени используются фильтры смешанного действия (ФСД). Загрузка ФСД состоит из смеси (от 2 
· 1 до 1 
· 2) сильнокислотного катионита а Н-форме и сильноосновного анионита в OH-форме. Переходящие в раствор в процессах ионного обмена на чередующихся зернах катионита и анионита ионы H+ и OH- образуют воду, выводя из зоны ионного обмена противоионы, способствуя этим углублению степени обессоливания воды до остаточной удельной электропроводимости менее 0.2 мкСм/см. Недостаток этой технологии заключается в необходимости тщательно перемешивать и разделять (при регенерации) составные части смешанной загрузки.
 
 


 Тема 13 – Строение и синтез анабазина (2 часа)

Цель: изучить структуру и синтез анабазина.

Задачи обучения:
- разобрать структуру анабазина;
- подтвердить свойства анабазина по синтезу;
- формировать мотивацию знаний студентов методам синтеза анабазина;
- развить коммуникативные навыки при обсуждении практического материала по синтезу анабазина.

План проведения занятия:
1. Строение и синтез анабазина.
2. Получение анабазина сульфата.
3. Установление структуры анабазина.

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)
1. Дайте характеристику анабазину, как лекарственному средству?
2. Какие показатели качества регламентируются для анабазина?
3. Какие методы синтеза анабазина используются в промышленности?
4. Какие этапы синтеза включает промышленное производство анабазина?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение сконцентрировать внимание на основных методах синтеза анабазина (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Задание 1 – Дайте общую характеристику группе алкалоидов пиридина.
Анабази
·н C10H14N2  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ряда, содержащийся в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (Anabasis aphylla L.), а также в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], снижает влечение к [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Лечебный эффект проявляется лишь при твердом решении курильщика бросить курить. Сульфат анабазина применяется как [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] для опрыскивания плодовых и овощных культур. Анабазин  сырье для получения [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Анабазин

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
3-(2-пиперидил)пиридин

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
C10H14N2

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
162.23 г/моль

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
1.01 г/смі

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
9 °C

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
270 °C

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
240 °C

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
93 °C

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Unavailable

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
40774-73-0

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[H][C@@]2(N(C)CCC2)c1cccnc1

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

Анабазин присутствует в следовых количествах в табачном дыме и может быть использован как индикатор того, что человек был подвержен воздействию табачного дыма[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Лекарственное средство
Характеристика
Белый кристаллический порошок. Легко растворим в воде, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], ледяной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], практически нерастворим в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Фармакология
Анабазин  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], снижает влечение к курению. В больших дозах оказывает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в том числе возбуждает 13 HYP
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·3%D0%B0&action=edit&redlink=1" \o "Дыхательный центр продолговатого мозга (страница отсутствует)" 14дыхательный центр15 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В высоких дозах он вызывает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], что вызывает симптомы, сходные с никотиновым отравлением, и, в тяжелых случаях, смерть от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Считается, что в больших количествах он обладает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] на свиней[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Внтутривенная [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] анабазина составляет от 11 мг/кг до 16 мг/кг для [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], взависимости от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. По фармакологическим свойствам близок к [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Показания
Никотиновая зависимость. Отвыкание от курения.
Противопоказания
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], кровотечение, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Режим дозирования
Таблетки
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] содержат 0,003 г анабазина гидрохлорида. Применяют таблетки с анабазина гидрохлоридом внутрь или под язык ежедневно, начиная с одной таблетки, 8 раз в день (через каждые 2 ч) в течение 5 дней. При положительном результате продолжают применение таблеток с 6-го по 12-й день по 1 таблетке через каждые 2,5 ч (6 таблеток в день), с 13-го по 16-й день  по 1 таблетке через каждые 3 ч, с 17-го по 20-й день  по 1 таблетке через каждые 5 ч, с 20-го по 25-й день  по 12 таблетки в день. С первого дня приёма таблеток необходимо прекратить курение или резко уменьшить его частоту и полностью отказаться от курения не позднее 810-го дня от начала лечения.
Если влечение к курению в течение 810 дней не уменьшается, приём таблеток прекращают и предпринимают новую попытку лечения через 2  3 мес.
Плёнки
Плёнки с анабазина гидрохлоридом (Membranulae cum Anabasino hydrochloridi). Полимерные пластинки овальной формы белого (или с желтоватым оттенкам) цвета, размерами 9 Х 4,5 Х 0,5 мм, содержащие по 0,0015 г (1,5 мг) анабазина гидрохлорида. Они также предназначены для отвыкания от курения.
Плёнку наклеивают на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] загубной части или слизистую оболочку защёчной области ежедневно в первые 35 дней по 48 раз.
При положительном эффекте лечение продолжают по следующей схеме: с 5-го по 8-й день  по 1 плёнке 3 раза в день, с 9-го по 12-й день по 1 плёнке 2 раза в день, с 13-го по 15-й день  по 1 плёнке 1 раз в день. С первого дня лечения желательно прекратить курить или резко уменьшить частоту курения.
Жевательная резинка
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (на основе специальной жевательной массы), содержащая 0,003 г анабазина гидрохлорида. Резинка прямоугольной или квадратной формы (22x22x8 мм, или 32x22x5 мм, или 70x19x1 мм) светло-серого или светло-желтого цвета с запахом пищевых ароматических веществ(с добавлением [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и др.). Является одной из лекарственных форм анабазина для отвыкания от курения. Применяют путём длительного жевания ежедневно вначале по 1 резинке (0,003 г) 4 раза в день в течение 45 дней. При положительном эффекте лечение продолжают по следующей схеме: с 56-го по 8-й день  по 1 резинке 3 раза в день;. с 9-го по 12-й день  по 1 резинке 2 раза в день; в дальнейшем до 20-го дня  по 1 резинке 12 раза в день. В последующем возможно проведение повторных курсов. Форма выпуска: поштучно в парафинированной обёртке или в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] по 10 штук (блок).
Побочные эффекты
В первые дни приёма таблеток возможны [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] повышение [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Обычно эти явления проходят при уменьшении дозы. При необходимости прекращают приём препарата. Имеются указания, что применение анабазина (в виде таблеток внутрь или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) может вызывать [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].

Задание 2
Провести технологический процесс получения анабазина-сульфата по трем стадиям:
- пропарка сырья и экстракция;
- экстракция основания анабазина;
- получение анабазина-сульфата.
Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 559-561 с.




Тема 14 – Тропановые алкалоиды (2 часа)

Цель: изучить группу тропановых алкалоидов.

Задачи обучения:
- оценить группу производных тропана;
- провести анализ общих свойств производных тропана;
- формировать операциональные навыки по выделению тропановых алкалоидов;
- развить коммуникативные навыки при обсуждении практического материала по определению суммы тропановых алкалоидов.

План проведения занятия:
1. Тропановые алкалоиды, их характеристика.
2. Методы выделения суммы тропановых алкалоидов.
3. Общие свойства тропановых алкалоидов.

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)
1. Общие свойства тропановых алкалоидов?
2. Дайте общие представления по методам выделения алкалоидов тропана из растительного сырья?
3. Какие методы анализа можно предложить для определения тропановых алкалоидов?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение анализировать группу тропановаых адкалоидов с точки зрения фармакологии (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Задание 1 – Провести количественное определение алкалоидов группы тропана в листьях красавки, белены, дурмана.

Количественное определение алкалоидов группы тропана в листьях красавки, белены, дурмана по Государственной Фармакопее XI (вып.2, ст. 13, 17, 24) предлагают проводить ацидиметрическим методом (вариант обратного титрования).
Метод основан на способности тропановых алкалоидов-оснований образовывать соли под действием кислоты хлористоводородной, т.е. на слабых основных свойствах алкалоидов; избыток кислоты хлористоводородной титруют раствором натрия гидроксида.
При этом, предварительно алкалоиды переводят в форму оснований, извлекают их из сырья эфиром, проводят очистку методом двукратной смены растворителей, удаляют экстрагент и растворяют сухой остаток суммы оснований алкалоидов в кислоте хлористоводородной (НС1), избыток которой оттитровывают щелочью.
Содержание суммы алкалоидов вычисляют в процентах в пересчете на гиосциамин в абсолютно сухом сырье.
Этапы определения:
подготовительный;
экстракция из сырья: алкалоиды переводят в форму оснований, извлекают из сырья эфиром без нагревания;
очистка полученного извлечения: проводят методом двукратной смены растворителей;
непосредственно количественное определение: удаление экстрагента, растворение сухого остатка суммы оснований алкалоидов в кислоте хлористоводородной (алкалоиды-основания переводят в форму солей); титрование избытка кислоты хлористоводородной натрия гидроксидом;
расчет результатов по формуле, сопоставление с данными нормативной документации.

Задание 2 – Дать характеристику тропановым алкалоидам.

Тропановые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], содержат в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] остаток тропана (формула I) и являются [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и карбоновых K-T. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] представляют собой, как правило, производные тропана, тропина (3-гидрокситропан), эк-гонина (З-гидрокси-2-карбокситропан), 3,7-дигидрокситропана, скопина (6,7-эпок-ситропин), телоидина (3,6,7-тригидрокситропан) и др. Из K-T в этих [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] наиболее, часто встречаются троповая C6H5CH(CH2OH)COOH, бензойная C6H5COOH, вератровая (3,4-диметоксибензойная), изовале-риановая, (+)-[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-метилмасляная, коричная и др.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Тропановые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] обнаружены в растениях семейства пасленовых (Sola-nасеае), реже - др. семейств, напр. эритроксиловых (Erythroxylaceae) и вьюнковых (Convolvulaceae).
Иногда среди тропановых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] выделяют группы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] группы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] представляют собой производные тропана с заместителями, гл. обр. в положениях 3,6,7. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] гиосциамина - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тропина и троповой кислоты, содержится (в кол-ве 0,1-0,5 %) в белладонне (Atropa belladonna), белене (Hyoscyamus niger), скополии (Scopolia tangutica) и др. видах семейства пасленовых. В тех же растениях содержится родственный [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (II) - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] скопина и троповой к-ты - бесцв. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], хорошо раств. в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], хуже - в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ];[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-28° (в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), т. пл. моногидрата 59 0C. Для практических целей его получают из семян дурмана индийского (Datura innoxia). K группе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] относят ряд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] к-рых содержат по два тропановых ядра. Примерами могут служить [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]белладонины (цис- и транс-изомеры Ш) - эфиры тропина и соотв. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]изатроповых K-T, а также субхирзин A2C = O и конвольвидин ACH2CH2A, где А имеет строение IV.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Тропановые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] группы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] имеют заместители в положениях 2 и 3 тропанового ядра. Они содержатся в листьях кустарника кока (Erythroxylon coca) в кол-ве ок. 1 % (культурные растения содержат их значительно меньше). [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (V) представляет собой бесцветные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] горького вкуса, т. пл. 98 0C,[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] -15,8° (в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), хорошо растворимы в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. При кислотном или щелочном [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] распадается на бензойную кислоту, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и экгонин. В промышленности [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] получают [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] из листьев кока или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] смеси [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] до экгонина с последующим, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] его [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и бензоилированием.
Из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] группы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] по два тропановых ядра содержат [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]труксиллины, которые представляют собой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] экгонина, этерифицированные по группе ОН соотв. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-труксилловой (VI) и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-изотруксилловой (Vn) кислотами.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Фармакологическое действие тропановых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] разнообразно. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (как и гиосциамин) возбуждает центр, нервную систему, стимулирует [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (но в больших [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] может вызвать его остановку). Для лечебных целей применяется как спазмолитич. ср-во. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] по фармакологическим свойствам сходен с [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Используется в офтальмологии (для расширения зрачка), в неврологии - для лечения паркинсонизма, в анестезиологии - при подготовке к наркозу. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - сильный наркотик; из-за высокой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] находит применение в медицине только как местноанестезирующее средство (для поверхностной анестезии в стоматологии, офтальмологии). Большие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] вызывают паралич дыхательного центра.
В основе этой группы алкалоидов лежит тропан, представляющий собой бициклнческую систему, состоящую из двух гетероциклических колец: пятичленного-пирролидинового (I) и ше-стичленного - пиперидинового (II).

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Основными представителями тропановых алкалоидов являются рацемический атропин и его левовращающий изомер гиосциамин, скополамин, кокаин и его спутники - труксиллины, цин-намилкокаин.
Атропин. Атропин и его левовращающий изомер гиосциамин находятся в растениях семейства пасленовых (Solanaceae): белладонне, дурмане, белене и в различных видах дубоизии. Однако в этих растениях содержатся лишь следы атропина. Главной формой, в которой возникает алкалоид в растениях, является гиосциамин.
Атропин образуется из гиосциамина в процессе изолирования1 алкалоидов из растений: водное извлечение из листьев и корней белладонны, освобожденное от балластных веществ, обрабатывают содой или раствором азотной кислоты, при этом выпадают основания алкалоидов, которые извлекают хлороформом. Полученный экстракт оснований алкалоидов упаривают при температуре 114-116 °С. При этих условиях левовращающий гиосциамин превращается в рацемат-атропин.
Гиосциамин и атропин имеют одну и ту же химическую структуру и являются сложными эфирами спирта тропина и троповой кислоты.
Оптическая активность алкалоида обусловлена асимметрическим атомом углерода троповой кислоты, которая имеет два оптических изомера (+ и -) и рацемат.
Атропин образован рацемической (неактивной) троповой кислотой, а гиосциамин - ее левовращающий изомером.
Строение молекулы атропина было установлено в 1901 г. и только через 16 лет был осуществлен его синтез, подтверждающий строение.
Наличие третичного азота в молекуле атропина обусловливает его основные свойства. Как основание он реагирует с кислотами, образуя растворимые соли.
Сульфат атропина является фармакопейным препаратом.

Все тропановые алкалоиды являются производными двух аминоспиртов: тропина и скопина, образующих сложные эфиры с троповой кислотой.
13 EMBED ISISServer 1415 13 EMBED ISISServer 1415 13 EMBED ISISServer 1415
Тропан Тропин (тропанол) Скопин (скопанол)

13 EMBED ISISServer 1415
Троповая кислота

Тропин, этерифицируясь троповой кислотой, образует алкалоид гиосциамин. Природный гиосциамин левовращающий;
в таком виде он переходит в галеновые препараты, но при заводском выделении в чистом виде получают его инактивный рацемат атропин в виде сульфата.
13 EMBED ISISServer 1415 13 EMBED ISISServer 1415
Гиосциамин (атропин) Кокаин

Скопин с троповой кислотой образует алкалоид скополамин.
Природный скополамин также является левовращающим соединением. Его рацемат называется атросцином. Скополамин получают в виде гидробромида.
13 EMBED ISISServer 1415
Скополамин (атросцин)
Гиосциамин – сложный эфир спирта тропина и троповой кислоты (Atropa belladonna, A. caucasica, Hyoscyamus niger, Datura stramonium, Solanaceae)
скополамин (окисленная форма гиосциамина) – сложный эфир спирта скопина и троповой кислоты (Datura innoxia, Scopolia carniolica, Solanaceae)
кокаин (Erythroxylon coca, Erythroxylaceae)


Тема 14 – Алкалоиды Раувольфии (2 часа)

Цель: изучить группу алкалоидов Раувольфии.

Задачи обучения:
- разобрать группу производных Раувольфии;
- провести анализ общих свойств производных индола;
- формировать операциональные навыки по выделению алкалоидов Раувольфии;
- развить коммуникативные навыки при обсуждении практического материала по определению суммы алкалоидов Раувольфии.

План проведения занятия:
1. Алкалоиды Раувольфии, их характеристика.
2. Методы выделения суммы алкалоидов.
3. Общие свойства алкалоидов Раувольфия

Формы проведения занятия: теоретический разбор занятия проводится методом «Вопрос-ответ»: разделение студентов по группам, каждая из которых задает вопросы другой (если команда с ответом затрудняется при разборе вопроса, ответ задает сама задающая команда). При неправильном ответе, правильный ответ разъясняет преподаватель. Метод «Вопрос-ответ» позволяет правильно формулировать вопросы, выстраивать правильную трактовку ответа.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы)
1. Общие свойства алкалоидов Раувольфии?
2. Дайте общие представления по методам выделения алкалоидов Раувольфии из растительного сырья?
3. Какие методы анализа можно предложить для определения алкалоидов Раувольфии?

Методы контроля:
Оцениваются:
- умение формулировать правильные вопросы и ответить правильно на них (25 б);
- анализ теоретического материала по контроль (вопросам) (25 б);
- умение анализировать группу алкалоидов Раувольфии с точки зрения фармакологии (25 б);
- умение конкретизировать примерами (25 б).

ПРИЛОЖЕНИЕ
Задание 1 – Разобрать химический состав Раувольфии змеиной с написанием химической структуры суммы алкалоидов.

Химический состав
Корень растения содержит более 25 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в том числе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Их суммарное содержание чаще всего составляет 1-2 %. Все алкалоиды раувольфии змеиной являются производными [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Использование
Корень раувольфии змеиной служит сырьём для получения ряда алкалоидов. Резерпин является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и прописывается при гипертонии как антигипертензивное средство. Аймалин  эффективное антиаритмическое средство, обладающее нормализующим влиянием на нарушенный ритм сердечной деятельности.
Экология
Несмотря на культивирование, запасы этого растения в природе сокращаются, особенно резко после сообщения в литературе о его лекарственных свойствах.

Задание 2 – Охарактеризуйте принадлежность алкалоидов Райвольфии змеиной.

Русское название
Раувольфии алкалоиды
Латинское название вещества Раувольфии алкалоиды
Rauwolfia alkaloids
Фармакологическая группа вещества Раувольфии алкалоиды
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Типовая клинико-фармакологическая статья1
Характеристика. Сумма алкалоидов из корней раувольфии (резерпин, серпентин, аймалин и др). Общее содержание алкалоидов в пересчете на сухое вещество  не менее 90%.
Фармакологическое действие. Препарат растительного происхождения, обладает гипотензивным и антиаритмическим действием. Седативное влияние выражено меньше, нежели у резерпина, но по гипотензивному действию практически не уступает резерпину, при этом в ряде случаев переносится лучше. Гипотензивный эффект развивается медленнее, чем у резерпина.
Показания. Артериальная гипертензия (легкой и средней степени тяжести).
Противопоказания. Гиперчувствительность, артериальная гипотензия, депрессия, недостаточность коронарного кровообращения, органические поражения миокарда, аортальные пороки, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, нефросклероз, беременность (III триместр), возраст до 18 лет.
Дозирование. Внутрь, после еды. В первый день принимают 1 таблетку (2 мг  в пересчете на сумму алкалоидов) на ночь; на 2 день  по 1 таблетке 2 раза в сутки, на 3 день  3 таблетки, постепенно доводя общую дозу до 4–6 таблеток в день.
После достижения терапевтического эффекта (через 10–14 дней) дозу постепенно уменьшают до 1–2 таблеток в сутки.
Побочное действие. Набухание слизистой оболочки полости носа, повышенное потоотделение, астения, кардиалгии, брадикардия, депрессия, снижение либидо.
Взаимодействие: Можно применять одновременно или последовательно с др. гипотензивными ЛС (ганглиоблокаторами, гидрохлоротиазидом, гидралазином и т.д.).
С осторожностью назначают совместно с хинидином, гуанетидином, сердечными гликозидами, бета-адреноблокаторами (опасность усиления выраженности отрицательного хроно- и дромотропного действия).

















































МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ (СРСП)



























Тема 1 - Распространение алкалоидов в растительном мире и их распределение в растении (2 часа)

Цель: провести занятие в интеллектуальной форме с применением метода мозгового штурма.

Задачи обучения:
- развить общие представления по распространению алкалоидов в растительном мире;
- развить мотивацию по вопросу распределения алкалоидов в растении;
- формировать у студентов возможность самоподготовки к отдельным темам;
- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: применение метода мозгового штурма, как оперативного метода продуцирования идей и решений в групповой работе на основе стимулирования творческой активности, при котором студентам предлагается высказать возможно большее количество вариантов решения ситуации.

Раздаточный материал: распределение алкалоидов между ботаническими видами, общие сведения о растениях.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
1. Сформулируйте общее представление по группе алкалоидов?
2. Изменение качественного и количественного состава алкалоидов в зависимости от условий произрастания?
3. Какое находят распространение алкалоиды?
4. Роль алкалоидов и ее место в растительном мире?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Распространение алкалоидов в растительном мире.
Согласно данным, берущим свои истоки из трудов академика А.П.Орехова (1955), алкалоиды находятся не во всех растениях и число последних невелико. Но из-за малого изучения растений в этой области можно ожидать определенных перемен в сторону увеличения числа видов алкалоидсодержащих растений. Распределение алкалоидов между ботаническими видами довольно неравномерно. Некоторые семейства богаты алкалоидоносными представителями, в других царит отсутствие таковых.
Часто растения, стоящие близко одно к другому в системе ботанической классификации, заключают в себе ряд алкалоидов, весьма близких по своему строению и образующих естественную группу. Но известны случаи, когда из двух весьма близких между собой ботанических видов один богат алкалоидами, а другой или совершенно их не содержит, или же содержит алкалоиды другого строения. Раньше считалось, что определенные алкалоиды являются характерными и специфичными для определенных ботанических семейств или даже видов, и не встречаются ни в каких других растениях. Однако по мере рассмотрения этого вопроса выявился ряд случаев, когда один и тот же алкалоид был найден в растениях, стоящих очень далеко одно от другого в ботанической классификации и принадлежащих к совершенно разным свойствам. Поскольку число таких случаев довольно велико, их нельзя считать исключениями и не может идти речи о строгой ботанической специфичности алкалоидов.
В растительном организме обычно распределение алкалоидов бывает довольно неравномерно. Локализация алкалоидов происходит преимущественно в определенных частях. Например, в видах Cincona алкалоиды находятся главным образом в коре, тогда как у аконитов главная их масса находится в клубнях. У ракитника алкалоиды сосредоточены главным образом в семенах, в кокаиновом кактусе в листьях.
Известны случаи, когда одни части растений очень богаты алкалоидами, тогда как в других частях того же растения они полностью отсутствуют или содержаться в гораздо меньшем количестве.
Различные части одного и того же растения могут отличаться между собой также и качественными содержанием алкалоидов, т.е. в различных частях растений могут находиться разные алкалоиды. Например, корень мачка бахромчатого содержит исключительно хелеретрин и сангвинарин, тогда как в надземных его частях находятся только протопин, коридин и аллокриптопин. Поэтому при изучении новых растений необходимо исследовать отдельно различные их части. Кроме того, как процентное содержание, так и качественный состав алкалоидной смеси могут меняться в течение года в зависимости от стадий развития растений.
Процентное содержание алкалоидов, заключающихся в каком-либо органе растения, обычно невелико. Известно, правда, несколько примеров – хинное дерево, барбарис, коридалис и др., когда содержание алкалоидов доходит до 10-15 %. Но такие случаи являются редкими исключениями, и растения, содержащие 1-2 % алкалоидов, считаются уже богатым сырьем. В ряде же случаев содержание алкалоидов измеряется десятыми, а иногда и сотыми долями процента. Процентное содержание алкалоидов подвержено сильным колебаниям, зависящим не только от изучаемой части растения, но и от времени года (периода вегетации) и условий произрастания: климата, почвы, удобрения, влажности и т.д. При этом за время вегетации оно может или непрерывно расти, или же сначала увеличиваться, а затем падать. Поэтому для тех алкалоидоносных растений, которые имеют производственное значение, нужно знать, в какой момент количество алкалоидов достигаем максимума, что может быть достигнуто путем изучения динамики их накопления и изменения их состава, чтобы установить таким образом оптимальный момент сбора.
Для культивируемых видов алкалоидоносных растений путем селекции и агромероприятий не только увеличить общее содержание алкалоидов, но и изменить их качественный состав в желательную для исследователя сторону.
Количественное и качественное содержание алкалоидов может сильно меняться от перенесения дикорастущего растения в иную обстановку. Иногда такое дикорастущее алкалоидоносное растение в культуре теряет свои алкалоиды или же их состав сильно меняется, что, конечно, объясняется только нецелесообразными условиями культуры, не соответствующими тем, к которым дикорастущее растение приспособилось в процессе эволюции.
Один алкалоид растение содержит только в очень редких случаях, т.к. при детальном изучении не исключена возможность, что в нем будут найдены другие алкалоиды. В большинстве случаев в растении находится смесь нескольких алкалоидов, число которых может доходить до 15-20 и даже более.
Обычно алкалоиды находятся в растении в виде солей различных органических или минеральных кислот. Особенно часто встречаются они в виде солей яблочной, лимонной, щавелевой, янтарной и дубильной кислот (таннин). Далее встречаются соли уксусной, пропионовой и молочной кислот. Из минеральных кислот встречаются серная, фосфорная, роданистоводородная. В некоторых растениях алкалоиды связаны с кислотой, являющейся характерной для данного растения, например аконитовой (в аконите), хинной (в хинной корке), меконовой (опий).

Общие сведения о растениях.
Одним из наиболее важных полезных свойств растений является способность входящих в состав их органов и тканей химических соединений оказывать на животный организм, в частности на организм человека, лечебное действие. Оно обусловлено так называемыми «действующими веществами», то есть веществами, обладающими физиологической активностью, и в этой связи называемыми часто «физиологически активными» или «фармакологически активными». Действующие вещества это весьма сложные органические соединения, вырабатываемые растениями в процессе биосинтеза и являющиеся, таким образом, продуктами жизнедеятельности растений или продуктами вторичного метаболизма. Они вырабатываются растениями в небольших количествах, исчисляемых чаще сотыми или десятыми долями процента, реже целыми числами и крайне редко десятками процентов (например, рутин в цветках софоры японской до 20%). Неравномерно и распределение этих веществ по органам и тканям растений. Действующие вещества локализуются в определенных органах (листьях, корнях и корневищах, цветках, плодах и т. д.), реже во всем растении. Иногда разные органы накапливают и различные по своему составу действующие вещества и поэтому часто представляют разные группы сырья и используются для лечения неоднотипных заболеваний. Действующим веществом в растении является какое-то определенное химическое соединение, оказывающее при лечении основной терапевтический эффект. Но часто физиологический эффект достигается не за счет одного действующего вещества, а благодаря комплексу веществ, входящих в состав растения. Их количество подвержено значительным колебаниям. Одно и то же растение может содержать в различных органах и в разных климатических зонах неодинаковые количества действующих веществ, и очень часто химический состав его может быть подвержен значительным колебаниям в зависимости от условий обитания, почвенного состава, увлажненности почвы, высотного положения и ряда других факторов. Большое значение в накоплении действующих веществ в растении имеет фаза вегетации, или фаза развития растения. Этот фактор всегда необходимо учитывать при заготовке лекарственного растительного сырья. Иначе, собранное в другие, чем это необходимо, сроки, оно будет воздействовать слабо или явится вообще неэффективным, а в некоторых случаях окажет нежелательное и даже ядовитое действие на организм. Большое влияние на накопление действующих веществ в растении оказывает и уровень инсоляции, а также солнечной активности. В годы с высокой солнечной активностью действующие вещества в растении могут накапливаться в больших количествах, чем в годы спокойного солнца или в период спада солнечной активности. Например, хохлатка сибирская, собранная нами в Петровск-Забайкальском районе Читинской области в 1957 году, содержала, по нашим данным, 1,37% суммы алкалоидов, тогда как то же растение, собранное в том же месте, но уже в 19641965 годах, содержало только 1,17% суммы алкалоидов. Если учесть, что большое число алкалоидных растений содержит в своем составе в сумме десятые или сотые доли процента алкалоидов, то разница в 0,2% является уже значительной. Наконец, накопление действующих веществ в растениях в течение суток также может быть подвержено значительным колебаниям. Так, по данным В. С. Соколова (1952), наибольшее содержание суммы алкалоидов в солянке Рихтера, собранной в Ферганской долине, отмечается в ночные и ранние утренние часы, тогда как в полдень и вечером оно минимально Подобная закономерность содержания алкалоидов в растениях в течение суток отмечается и другими авторами. И это обстоятельство вполне оправдывает то, что в народе некоторые виды лекарственных растений рекомендуют заготовлять ночью. Действующие вещества растений могут быть представлены самыми разнообразными классами органических соединений алкалоидами, гликозидами, дубильными веществами, сапонинами, флавоноидами, производными кумарина и фурокумарина, различными органическими кислотами, витаминами, жирными маслами, эфирными маслами с входящими в их состав различными кислородными производными терпенов и самими терпенами, а также пектинами, лигнанами, фитоэкдионами, тропалонами и др. Наряду с действующими веществами органической природы в растениях также содержатся и минеральные вещества. Некоторые из них входят в состав органических соединений растений. Ряд минеральных веществ содержится в растениях в больших количествах и довольно широко встречается в растительном мире. Элементы, входящие в состав таких минеральных веществ, принято называть макроэлементами. К ним относятся калий, кальций, магний, кремний, фосфор, железо и др. Эти элементы в ряде случаев также обладают физиологической активностью, и растения, содержащие их, часто назначаются в качестве лечебных средств. Например, растения, богатые железом, применяются в медицинской практике при железодефицитных анемиях. Наряду с макроэлементами в растениях в незначительных количествах содержатся и так называемые «микроэлементы». К ним относятся медь, марганец, мышьяк, молибден, кобальт, никель, цинк, йод и др. Микроэлементы часто называют также «биотиками», подчеркивая тем самым их роль в жизнедеятельности как растительных, так и животных организмов, т. е. биологических объектов. Микроэлементы входят в состав ферментов биологических катализаторов, способствующих протеканию в организме различных биохимических процессов. Недостаток того или иного микроэлемента приводит к различным расстройствам функций организма, а следовательно, и к целому ряду заболеваний. В этих случаях лекарственные растения, содержащие микроэлементы, оказываются весьма эффективными средствами. Кроме действующих веществ в растениях содержатся также вещества сопутствующие и балластные. Сопутствующие вещества в той или иной степени меняют действие основного физиологически активного соединения. Они могут либо усиливать его, либо ослаблять, либо уменьшать вредное влияние на организм, либо напротив его увеличивать. В последнем случае сопутствующие вещества следует удалять из растения или из его препарата. Но в большинстве случаев наличие сопутствующих веществ в растительном препарате весьма желательно и даже необходимо. Балластные вещества практически не оказывают никакого действия на организм, иными словами, это индифферентные продукты жизнедеятельности растений. К ним относится, например, клетчатка, не растворимая ни в воде, ни в спирте и поэтому не переходящая в состав получаемого из растения лекарства. Однако следует отметить, что деление химических соединений, образующихся в растении, на действующие, сопутствующие и балластные вещества весьма условно. Ведь те же сопутствующие вещества в ряде случаев могут выступать и в качестве самостоятельных физиологически активных или действующих. То же можно сказать и о балластных веществах. Например, крахмал, слизи, пектиновые вещества часто относят к балластным, так как при получении препаратов из растений они либо просто не извлекаются используемым в этих случаях растворителем, либо препятствуют извлечению основных действующих веществ, и поэтому от них следует избавляться. В то же время и крахмал, и слизи, и пектиновые вещества могут выступать в качестве самостоятельных лекарственных препаратов.


Тема 2 – Классификация алкалоидов (2 часа)

Цель: обозначить основную классификацию алкалоидов.

Задачи обучения:
- формировать общие сведения по существующей классификации алкалоидов;
- формировать у студентов возможность самоподготовки к ряду классов алкалоидов;
- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: подготовка самостоятельного материала в малых группах (по 2-3 человека) и последующее обсуждение материала в форме корреспондентского опроса

Задания по теме:
Распространение алкалоидов в природе.
Факторы, флияюзие на процесс накопления алкалоидов.
Классификация алкалоидов.
Работы в области изучения алкалоидов.

Раздаточный материал: таблицы отражающие классификацию алкалоидов, подготовленных малыми группами студентов по заданиям темы

Литература
1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.
2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.
3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Контроль (вопросы и ситуационная задача):
Дать общую характеристику алкалоидам, их распространению в природе?
Указать факторы, влияющие на накопление алкалоидов?
Какая классификация лежит в основе алкалоидов?

ПРИЛОЖЕНИЕ
Алкалоиды, общая характеристика
Алкалоиды - это природные азотсодержащие органические соединения основного характера, имеющие сложный состав и обладающие сильным специфическим действием. Большинство их относится к соединениям с гетероциклическим атомом азота в кольце, реже азот находится в боковой цепи. Синтезируются преимущественно растениями.
В переводе термин "алкалоид" (от араб. "alkali" - щелочь и греч. "eidos" - подобный) означает щелочноподобный. Подобно щелочам, алкалоиды образуют с кислотами соли.
Распространение.
В растительном мире распределены неравномерно. В низших растениях их мало. Встречаются в семействе плауновых (плаун-баранец). У злаков и осоковых растений встречаются редко. Наиболее богаты алкалоидами растения семейств маковых, пасленовых, лилейных, мареновых, сельдерейных, амариллисовых, бобовых, лютиковых. В растениях алкалоиды находятся в клеточном соке в растворенном виде. Содержание колеблется от тысячных долей процента до нескольких процентов, а в коре хинного дерева от 15 до 20%.
У некоторых растений алкалоиды содержатся во всех органах (красавка обыкновенная и кавказская), у большинства они преобладают в каком-либо одном органе. Часто у одного растения в разных органах имеется различное число алкалоидов, некоторые органы могут быть безалкалоидными, например) мак опийный во всех органах, кроме семян, содержит алкалоиды. Обычно в растении встречается несколько алкалоидов: в опии, например, 26 алкалоидов, в корнях раувольфии - 35. Редко присутствует в растении один алкалоид.
Факторы, влияющие на накопление алкалоидов.
Обычно богаты алкалоидами растения влажного тропического климата. Теплая погода способствует повышению содержания в растениях алкалоидов, холодная - тормозит, а при заморозках алкалоиды в растении не накапливаются. Например, на Кавказе надземную часть чемерицы после заморозков животные поедают без последующего отравления, а в Средней Азии после заморозков верблюды поедают анабазис. Содержание алкалоидов меняется даже в течение суток. У лобелии одутлой количество их в ночное время на 40% больше, чем в полдень (Г. К. Крейер). Надрезы коробочек опийного мака в вечерние часы дают больший выход опия и содержание в нем алкалоидов выше. Исследования В. С. Соколова показали преимущества сборов солянки Рихтера ранним утром и ночью. Небезразличен для содержания алкалоидов и высотный фактор.
Установлено, что для каждого вида имеются свои оптимальные высоты. У крестовника плосколистного наибольшее количество алкалоидов накапливается на высоте 1800-2000 м над уровнем моря (крестовник встречается в горах на высоте до 2500 м), после чего содержание алкалоидов снижается. Такое явление наблюдается у хинного дерева, красавки, эфедры.
Важным фактором служат почвенные условия. Например, солянка Рихтера, растущая на песках, дает около 1% алкалоидов, а выросшая на глинистой почве содержит лишь их следы. У культивируемых растений отмечается повышение содержания алкалоидов при внесении азотсодержащих удобрений. Имеет значение и внутривидовая (индивидуальная) изменчивость. Наблюдается значительная разница в содержании алкалоидов у растений одного вида, растущих в одинаковых условиях, зависящая от индивидуальных свойств растений.
Колебания в содержании алкалоидов выявляются также при сушке и хранении сырья. При замедленной сушке нестойкие алкалоиды разлагаются. Содержание алкалоидов снижается также при хранении сырья в сырых помещениях.
Биологическая роль алкалоидов.
Окончательно не выяснена. С. Ю. Юнусов (1948) считает, что алкалоиды при дыхании растений окисляются в пероксид, который переходит в оксид алкалоида, а освобождающийся при этом активированный кислород используется растением для дальнейшего фотосинтеза. Алкалоиды подземных частей, по-видимому, регулируют рост и обмен веществ.
Классификация.
В фармакогнозии принята химическая классификация сырья, содержащего алкалоиды, разработанная акад. А. П. Ореховым. В основу классификации положено деление на группы в зависимости от строения углеродного скелета. Из них некоторые группы встречаются редко.
1. Алкалоиды с азотом в боковой цепи - эфедрин из различных видов эфедры, сферофизин из травы сферофизы солонцовой, колхицин и колхамин из клубнелуковиц безвременников.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
2. Производные пирролидина и пирролизидина (платифиллин, саррацин, сенецифилллин из крестовника плосколистного и ромболистного).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
3. Производные пиридина и пиперидина (анабазин, лобелин) из анабазиса безлистного и лобелии одутлой.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
4. Алкалоиды с конденсированными пирролидиновыми и пиперидиновыми кольцами (производные тропана) - гиосциамин, атропин, скополамин из красавки, белены, дурмана.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
5. Производные хинолизидина (пахикарпин, термопсин) - софора толстоплодная, термопсис.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
6. Производные хинолина - хинин из хинной коры, эхинопсин из плодов мордовника.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
7. Производные изохинолина - сальсолин из солянки Рихтера, морфин и папаверин из коробочек мака, алкалоиды чистотела, барбариса, мачка желтого.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
8. Производные индола - алкалоиды спорыньи, барвинков, резерпин из корня раувольфии, стрихнин из семян чилибухи, катарантус розовый.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
9. Производные пурина - кофеин из листьев чая и семян колы.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
10. Стероидные алкалоиды - соласонин паслена дольчатого, алкалоиды чемерицы и др.
Работы в области изучения алкалоидов.
Открытие и изучение новой группы химических веществ - алкалоидов - относится к началу XIX в. Первый алкалоид был открыт Сертюрнером (1806) и назван морфином. Большую роль в открытии алкалоидов сыграли французские фармацевты Сеген, Пелетье, Кавенту. В России в то время не было лаборатории, которая специально занималась бы алкалоидами, но исследования в этой области проводились. Профессор Харьковского университета Ф. И. Гизе (1816) первым выделил из хинной коры алкалоид цинхонин. В 1842 г. А. А. Воскресенский открыл в бобах какао теобромин, а в 1847 г. Ю. Ф. Фритче - гармин.
Большой вклад в исследование строения алкалоидов внес А. Н. Вышеградский - ученик известного русского химика А.М.Бутлерова. В 1889 г. магистр фармации Е. А. Шацкий создал первую монографию об алкалоидах. За период с 1930 по 1950 г. в мире было открыто более 400 алкалоидов.
В 1928 г. в Москве во Всесоюзном научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте им. С. Орджоникидзе (ВНИХФИ) был создан отдел химии алкалоидов, который возглавил выдающийся русский ученый акад. А. П. Орехов. Его работы и созданная им школа принесли нашей стране мировую известность. А. П. Орехова по праву называют основоположником химии алкалоидов. Было начато также изучение растений Средней Азии, Сибири и Кавказа с организацией ежегодных экспедиций. Лекарственные растения привозили в отдел химии. Ботаник П. С. Массагетов заготавливал алкалоидные растения Средней Азии, из Сибири растения доставлял фармаколог М. Н. Варлаков, а на Кавказе растения собирал ботаник Л. А. Уткин. Он первым открыл широко известное теперь растение крестовник. За одно десятилетие сотрудниками школы А. П. Орехова было обследовано на содержание алкалоидов более 900 растений; из них 152 оказались алкалоидоносными. Первый алкалоид, открытый в нашей стране - анабазин. В настоящее время центром по изучению алкалоидных растений является Ташкентский институт химии растительных веществ, где работали акад. А. С. Садыков и C. Е. Юнусов - ученики А. П. Орехова. Последователь А. П. Орехова Г. В. Лазурьевский (Молдова) изучает алкалоиды растений семейства осоковых, производных индола. Широко известны работы Р. А. Коноваловой, Г. П. Меньшикова, А. Д. Кузовкова, Н. Ф. Проскурниной, М. С. Рабиновича.
За последние годы большая работа по изучению алкалоидоносных растений проводится во многих фармацевтических вузах и факультетах (Пятигорск, Москва, Ташкент, Баку). В ВИЛАРе алкалоиды плодотворно исследовали А. И. Баньковский. в БИНе (С.-Петербург) - В. С. Соколов. Успешно изучают алкалоиды грузинские ученые, а также ученые зарубежных стран.


Тема 3 – Теоретические и экспериментальные исследования в области биогенеза алкалоидов (2 часа)

Цель: провести занятие в интеллектуальной форме с применением метода мозгового штурма.

Задачи обучения:
- аспектировать теоретические исследования в области изучения химии алкалоидов;
- осветить вопросы по проведению экспериментальных исследований в области биогенеза алкалоидов;
- проявить знания студентов к отдельным темам по изучению химий алкалоидов;
- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: применение метода мозгового штурма, как оперативного метода продуцирования идей и решений в групповой работе на основе стимулирования творческой активности, при котором студентам предлагается высказать возможно большее количество вариантов решения ситуации.

Раздаточный материал: химия алкалоидов, биогенетические схемы синтеза различных алкалоидов.
Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
1. Приведите биогенетические схемы синтеза различных алкалоидов.
2. В чем отличие биосинтетических способов исследования алкалоидов?
3. Дайте подробное описание алкалоидам.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ХИНОЛИЗИДИНОВЫЕ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] лупина), содержат в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ядро [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Насчитывают ок. 200 представителей. Выделены из растений семейства бобовых (Leguminosae), родов люпин (Lupinus), ракитник (Cytisus), софора (Sophora), термопсис (Thermopsis), песчаная акация (Ammodendron), аммотамнус (Ammothamnus), a также нек-рых растений др. семейств, напр. маревых (Chenopodiaceae), барбарисовых (Berberidaceae), маковых (Раpaveraceae), кувшинковых (Nymphaeaceae). Встречаются би-, три-, тетрациклические и димерные хинолизидиновые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Все они делятся на группы: 1) лупинина (ф-ла I; R = СН2ОН); 2) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (II); 3) спартеина (III); 4) матрина (IV); 5) ормозанина (V); 6) 9b-азафеналена (VI). Первую группу составляют лупинин, его [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], структурные аналоги с кетопиперидильным заместителем в положении 1 или 3 и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] типа нуфаридина (VII). Лупинин (1-гидроксиметилхинолизидин; мол. м. 169,27) представляет собой бесцв. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], т. пл. 69 °С; окисляется по первичной спиртовой группе до лупиновой к-ты (I; R = СООН).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Ко второй группе относятся трициклические хинолизидиновые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Основоположник ряда - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (II), мол. м. 190,24, бесцв. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], т. пл. 153-155 °С,[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]-120° ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]); т. пл. его [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] 298 °С. Третья группа наиб. многочисленна, что объясняется наличием 4 аcимметрич. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] С в положениях 6, 7, 9 и 11 (ф-ла III), разл. степенью [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и положением карбонильной, гидроксильной и сложноэфирной групп. В зависимости от размера и места сочленения кольца D различают подгруппы спартеина (III, мол. м. 234,38, т. кип. 188 °С/18 мм рт. ст.,[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] -16,4°), леонтидина (VIII, п = 0) и тзукушинамина С (IX). К подгруппе спартеина относятся также [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [(+)-спартеин], анагирин (VIII, n= 1; мол. м. 244,34; т. кип. 210/4 мм рт. ст.;[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] -165°) и лупанин (отличается от анагирина тем, что кольцо А в нем полностью гидрировано; мол. м. 248,37; т. пл. 40 °С,[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] +61°). Наиб. значение имеет [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - маслообразное в-во, т. кип. 135 °С/1 мм рт. ст.,[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] +17° ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]); для [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] т. пл. 173 и 98 °С соответственно. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] хинолизидиновых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] группы матрина (IV) состоят из двух сконденсированных хинолизидиновых систем, для к-рых известно 7 стерич. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] из 8 возможных. Выделено более 40 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] этой группы. Все они имеют лактамную группировку в положении 15 и различаются положением [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Из растений часто вьщеляются в виде N-оксидов. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] пятой группы встречаются в растении Ormosia; среди них имеются димерные соединения. Установлены [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и конфигурации и осуществлен синтез многих хинолизидиновых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Их биогенетич. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Хинолизидиновые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] обладают разл. физиологич. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В частности влияют на артериальное [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], стимулируют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], приводят к возбуждению и сокращению мускулатуры матки, оказывают местноанестезирующее действие. В мед. практике применяют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] для возбуждения [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в качестве [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Лит.: Садыков С. А., АслановХ. А., Кушмурадов Ю. К., [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] хинолизидинового рада. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], биогенез, М., 1975; Alkaloids: chemical and biological perspectives, ed. S. W. Pelletier, v. 7, N. Y., 1984, p. 105.
В. И. Виноградова.

Биогенез. Одна из наиболее захватывающих и увлекательных сторон химии алкалоидов - это их синтез в растениях. В течение последних десятилетий химики предложили много биогенетических схем синтеза различных алкалоидов. Большая часть этих схем основана на мысли, что алкалоиды образуются из относительно простых предшественников, например, фенилаланина, тирозина, триптофана, гистидина, ацетатных и терпеновых остатков, метионина и других аминокислот, таких, как антраниловая кислота, лизин и орнитин. Структуры большинства алкалоидов можно вывести теоретически из таких простых предшественников, используя немногие хорошо известные химические реакции. Несколько простых алкалоидов были синтезированы из производных аминокислот в физиологических условиях с применением таких биогенетических концепций. С помощью радиоактивных меток эти теории были подвергнуты экспериментальной проверке. Биосинтетические исследования алкалоидов включают введение меченых предшественников в растения с последующим (после надлежащего периода роста) выделением алкалоидов. Полученные алкалоиды подвергают последовательным реакциям расщепления, чтобы определить положение меченых атомов. Этот метод продемонстрировал, что тебаин, кодеин и морфин последовательно образуются в растении из тирозина:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]<>Сходные эксперименты продемонстрировали, что многие другие алкалоиды (никотин, гиосциамин, пеллотин, папаверин, колхицин, грамин) синтезируются из аминокислот. В настоящее время произошел качественный скачок в исследованиях биогенеза алкалоидов: в растительную систему биосинтеза успешно вводят не только аминокислоты, ацетаты и мевалонолактон, но и в некоторых случаях большие промежуточные соединения. Функции алкалоидов в растениях не вполне понятны. Возможно, алкалоиды - это побочные продукты обмена веществ (метаболизма) в растениях, или они служат резервом для синтеза белков, химической защитой от животных и насекомых, регуляторами физиологических процессов (роста, обмена веществ и размножения) или конечными продуктами детоксикации, обезвреживающей вещества, накопление которых могло бы повредить растению. Каждое из этих объяснений может быть справедливым в конкретных случаях, однако 85-90% растений вовсе не содержат алкалоидов. Фармакологическая активность алкалоидов изменяется в широких пределах в зависимости от структуры. Среди них имеются обезболивающие средства и наркотики (морфин, кодеин); мощные стимуляторы центральной нервной системы (стрихнин, бруцин), мидриатические (т.е. расширяющие зрачок) средства (атропин, гиосциамин) и миотические (т.е. суживающие зрачок) средства (физостигмин, пилокарпин). Некоторые алкалоиды обнаруживают адренергическую активность, возбуждают симпатическую нервную систему, стимулируют сердечную деятельность и повышают кровяное давление (эфедрин, эпинефрин). Другие - снижают кровяное давление (резерпин, протовератрин А). Благодаря своей физиологической активности многие алкалоиды, будучи сильными ядами, находят применение в медицине. Важнейшие алкалоиды. Атропин - оптически неактивная форма гиосциамина, широко применяется в медицине как эффективный антидот при отравлениях антихолинэстеразными веществами, такими, как физостигмин и фосфорорганические инсектициды. Он эффективно снимает спазмы бронхов, расширяет зрачок и т.д. Токсические дозы вызывают нарушение зрения, подавление слюноотделения, расширение сосудов, гиперпирексию (повышение температуры), возбуждение и состояние делирия (помрачения сознания). Винбластин и винкристин. Барвинок (Catharanthus roseus, ранее известный как Vinca rosea) содержит множество сложных алкалоидов, среди которых мощные противораковые средства винбластин и винкристин. Поскольку концентрация активных алкалоидов в барвинке ничтожна, для их промышленного получения необходимы огромные количества растительного сырья. Так, для выделения 1 г винкристина нужно переработать 500 кг корней. Винбластин применяется для лечения различных форм рака и особенно эффективен при болезни Ходжкина (лимфогранулематоз) и хорионкарциноме. Винкристином лечат острую лейкемию, а в комбинации с другими препаратами - лимфогранулематоз.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]<>Кодеин - самый распространенный опийный алкалоид. Его можно выделить из опиума (от 0,2 до 0,7%), приготовить метилированием морфина или восстановлением и деметилированием тебаина. Кодеин - наркотический анальгетик и противокашлевое средство. Он менее токсичен и в меньшей степени вызывает привыкание, чем морфин. Колхицин выделен из клубнелуковиц и семян различных видов Colchicum, обычно Colchicum autumnale (безвременник осенний). Это нейтральный алкалоид, используемый для лечения подагры и для получения клеток растений с удвоенным набором хромосом. Кокаин получают из листьев коки (Erythroxylum coca) или синтезируют из экгонина, выделяемого из растительного сырья. Это мощный местный анестетик, он входит в микстуру Бромптона, которая используется для смягчения жестоких болей, сопровождающих последнюю стадию рака. Его стимулирующее действие на ЦНС уменьшает седативный эффект и ослабление дыхания от применения морфина или метадона, используемых в качестве наркотических анальгетиков в составе микстуры Бромптона. Привыкание к кокаину наступает очень быстро. Он включен в список веществ, подлежащих особо тщательному контролю. См. также Кокаин. Кофеин содержится в кофе, чае, какао, коле и мат (парагвайский чай). В составе многих напитков его потребляют миллионы людей во всем мире. Кофеин обычно извлекают из чая, чайной пыли, чайных отходов или выделяют возгонкой при поджаривании кофе. Его также можно синтезировать из теобромина. Кофеин оказывает возбуждающее действие на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, используется для стимуляции сердечной деятельности, дыхания и как противоядие при отравлении морфином и барбитуратами. Он входит в состав продуктов с торговыми названиями эмпирин, фиоринол, кафергот, виграин. См. также КОФЕИН. Лобелин содержится в лобелии (Lobelia inflata) и обладает действием, сходным с действием никотина. По этой причине его вводят в состав таблеток, облегчающих отвыкание от курения. В малых дозах способен возбуждать дыхание, в связи с чем его применяют в случаях удушения, отравления газами, т.е. когда нужно стимулировать дыхание. Большие дозы, наоборот, парализуют дыхание. Мескалин содержится в лофофоре Уильямса (Lophophora williamsii, мексиканское название - пейот или мескаль) сем. кактусовых и является галлюциногеном. Пейот издавна использовался в обрядах мексиканских и американских индейцев. Поедание пейота вызывает расширение зрачка, сопровождаемое необычным и причудливым восприятием цвета. Мигающие огни и изменчивые образы характеризуют начальную стадию видений. Затем цвета блекнут, человек становится вялым и засыпает. Мескалин проявляет то же действие, что и необработанный растительный материал. Морфин является важнейшим опийным алкалоидом. Его экстрагируют из высушенного млечного сока, выступающего из надрезов на незрелой головке опийного мака (Papaver somniferum). Морфин содержит фенольную и спиртовую гидроксильные группы. Он представляет собой наркотический анальгетик и применяется для обезболивания. Однако длительное его употребление приводит к привыканию и вызывает тошноту, рвоту, запоры. Никотин. Этот жидкий алкалоид в чистом виде выделен в 1828 Поссельтом и Рейманом. Его основной источник - табак (Nicotiana tabacum), годовое производство листьев которого превышает 5 млн. т. Никотин встречается также в разных видах плауна, хвоще полевом и некоторых других растениях. При курении большая часть никотина разрушается или испаряется. Никотин - сильный яд. В малых количествах он стимулирует дыхание, но в больших - подавляет передачу импульса в симпатических и парасимпатических нервных узлах. Смерть наступает от прекращения дыхания. Никотин сильно влияет на сердечно-сосудистую систему, вызывая сужение периферических сосудов, тахикардию и подъем систолического и диастолического кровяного давления. Никотин (обычно в виде сульфата) используется как инсектицид в аэрозолях и порошках. Пилокарпин. Этот имидазольный алкалоид получают из листьев различных видов африканского кустарника Pilocarpus. Его гидрохлорид и нитрат - холиномиметические (действие аналогично возбуждению холинорецепторов) и миотические (сужающие зрачок с одновременным понижением внутриглазного давления) средства. Главное же использование пилокарпина - для лечения глаукомы. Он применяется также для усиления деятельности потовых и слюнных желез, при водянке на почве нефрита, при некоторых отравлениях (ртутью или свинцом) и др. Пилокарпин также вводят перорально или подкожно, параллельно с введением ганглиоблокаторов, чтобы стимулировать слюноотделение. Резерпин. Раувольфия - древнее лекарственное растение; сообщения о ее использовании датируются 1000 до н.э. В индуистской Аюрведе она рекомендуется для лечения дизентерии, змеиных укусов и как жаропонижающее. Гипотензивная (снижающая кровяное давление) активность корней Rauwolfia serpentina, обнаруженная в 1933, объясняется присутствием алкалоида резерпина. Резерпин проявляет также успокаивающее действие. Поэтому его иногда используют для снижения высокого кровяного давления и повышенной возбудимости при неврозах, истерии и стрессах. Побочные эффекты включают сонливость, брадикардию (уменьшение частоты сердечных сокращений), избыточное слюноотделение, тошноту, понос, усиленное отделение желудочного сока и депрессию. Скополамин является антихолинергическим агентом. Его часто используют для снятия спазмов кишечника при спастическом колите, гастроэнтерите и язве желудка, в качестве успокаивающего при психических возбуждениях. Благодаря антисекреторному действию скополамина его применяют для снижения мокротоотделения при анестезии (для преднаркоза и при операциях), для подавления секреции желудочного сока при лечении язвы желудка и для уменьшения выделений слизистой оболочки носа при простуде и аллергических заболеваниях:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]<>Стрихнин. Рвотный орех (чилибуха, Strychnos nux-vomica) содержит от 1,5 до 5% алкалоидов, главным образом стрихнина или бруцина (диметоксистрихнина). Стрихнин чрезвычайно токсичен, действует главным образом на спинной мозг, приводя к конвульсиям (судорогам), и используется для истребления вредных животных. Он применяется в медицине при параличах, связанных с поражениеми ЦНС, при хронических расстройствах ЖКТ и главным образом как общее тонизирующее при различных состояниях расстроенного питания и слабости, а также для физиологических и нейро-анатомических исследований. Тубокурарин. Кураре, известный яд, которым южноамериканские индейцы начиняют стрелы, является сухим экстрактом из коры и стеблей некоторых видов Strychnos (S. toxifera и др.). Различают четыре сорта кураре, получивших свое название в зависимости от способа расфасовки: калабаш-кураре ("тыквенный", упакованный в небольших высушенных тыквах, т.е. калебассах), пот-кураре ("горшочный", т.е. хранящийся в глиняных горшках), "мешочный" (в небольших плетеных мешочках) и тубо-кураре ("трубочный", упакованный в бамбуковые трубки 25 см длиной). Поскольку кураре, расфасованный в бамбуковых трубках, обладал самым сильным фармакологическим действием, главный алкалоид был назван тубокурарином. Его гидрохлорид применяется в хирургии для расслабления скелетных мышц. Тубокураринхлорид используют также для лечения столбняка и конвульсий при отравлении стрихнином.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]<>Хинидин - диастереомер хинина - встречается в хинной коре (например, Cinchona succirubra) в количествах от 0,25 до 1,25%. Это антиаритмическое сердечное средство, применяемое для предупреждения фибрилляции предсердий (мерцательной аритмии).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]<>Хинин. До Второй мировой войны хинин был единственным антималярийным препаратом. Когда доставка хинной коры с Явы была прервана войной, были предприняты чрезвычайные меры для получения синтетических антималярийных препаратов. Хинин применяют также для приготовления шипучих тонизирующих напитков. Недавно хинин снова приобрел значение как антималярийный препарат - для лечения устойчивой к хлорохину формы малярии (молниеносной трехдневной малярии). Эметин - главный алкалоид корня ипекакуаны (Cephaelis ipecacuanha или Cephaelis acuminata) и был выделен П. Пельтье и Ф. Мажанди в 1817. Его применяют для лечения амебной дизентерии, альвеолярной пиореи и других амебных болезней. Эметин является рвотным и отхаркивающим средством. Эргоновин (эргометрин, эргобазин). В Европе на протяжении более чем 1000 лет (вплоть до 20 в.) наблюдались периодические вспышки эрготизма. Болезнь характеризуется перемежающимися ощущениями жара и холода в конечностях с последующим онемением, судорогами и конвульсиями. Пораженную конечность приходилось ампутировать из-за развития сухой гангрены. Теперь известно, что эпидемии вызываются алкалоидами спорыньи Claviceps purpurea, паразитирующей на ржи (Secale cereale). Один из этих алкалоидов - эргоновин - стимулирует мышцы матки. Его применяют для предупреждения и лечения послеродовых воспалений, вызванных атонией матки (т.е. отсутствием физиологического тонуса).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]<>Эфедрин. Китайцы более 5000 лет используют ма-хуан - смесь надземных частей растений Ephedra equisentina, E. sinica и E. distachya. Главное действующее начало ма-хуана - алкалоид эфедрин. Он применяется как мидриатик и для расширения бронхов. Он возбуждает симпатическую нервную систему, вызывает сужение сосудов, стимулирует сердечную деятельность и на продолжительное время обеспечивает подъем кровяного давления. Раствор эфедрина (0,5-1,0%) используют при насморке. Эфедрин применяют также при бронхиальной астме, сенной лихорадке, неудержимом кашле, миастении и остановке сердца.


Тема 4 – Иониты и их применение (2 часа)

Цель: обозначить роль ионитов в адсорбционных технологиях

Задачи обучения:
- развить общие представления по существованию ионитов;
- развить мотивацию по вопросу применения катионитов и анионитов в качестве материала в химической технологии;
- формировать у студентов возможность самоподготовки к отдельным темам;
- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: применение оперативного метода продуцирования идей и решений в групповой работе на основе стимулирования творческой активности, при котором студентам предлагается высказать возможно большее представление по применению ионитов.

Раздаточный материал: примеры применения ионитов в химической технологии.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
1. Дать определение ионитам?
2. Какая роль анионитов и катионитов?
3. Приведите примеры применения катионитов и анионитов в хроматографических методах разделения?
4. Как проводится регенерация ионитов?




ПРИЛОЖЕНИЕ

Иониты  твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] на ионы из окружающего их раствора. Обычно это [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], имеющие кислотные или щелочные группы. Иониты разделяются на катиониты, поглощающие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], и аниониты, поглощающие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Широко применяются иониты для опреснения вод, в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] для разделения веществ методом [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в химической технологии. В зависимости от природы матрицы различают неорганические и органические иониты.
Органические иониты
Органические иониты  это в основном [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Органическая матрица изготавливается путем поликонденсации мономерных органических молекул, таких как [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и т. д. В эту матрицу химическим путем вводятся ионогенные группы (фиксированные ионы) кислотного или основного типа. Традиционно вводимыми группами кислотного типа являются -СООН; -SО3Н; -РО4Н2 и т. п., а основного типа:
·N; =NH; -NH2; -NR3+ и т. п. Современные ионообменные смолы, как правило, обладают высокой обменной ёмкостью и стабильностью в работе.
Иониты способны к набуханию в воде, что обусловлено присутствием гидрофильных фиксированных групп, способных к гидратации. Однако беспредельному набуханию, то есть растворению, препятствуют поперечные связи. Степень поперечной связанности задается при синтезе ионитов через количество вводимого сшивающего агента  дивинилбензола (ДВБ). Стандартные смолы, используемые для умягчения, содержат 8 % ДВБ. Доступные в настоящее время смолы могут содержать от 2 до 20 %. В целом степень набухания ионитов определяется количеством сшивки ДВБ, концентрацией гидрофильных ионогенных групп в объеме зерна ионита и тем, какие противоионы находятся в ионите. Обычно однозарядные ионы, особенно ионы водорода и гидроксила, приводят к наибольшему набуханию; многозарядные противоионы приводят к некоторому сжатию и уменьшению объема зерен.
Неорганические иониты
Неорганические иониты  это в основном иониты природного происхождения, к которым относятся алюмосиликаты, гидроксиды и соли [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Наиболее распространенными и применяемыми для очистки воды неорганическими природными ионитами являются [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Цеолиты  это минералы из группы водных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных элементов, которые характеризуются наличием трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены щелочные, щелочноземельные катионы и молекулы воды. Общий объем системы полостей и каналов цеолита составляет до 50 % объема каркаса цеолита. Катионы и молекулы воды слабо связаны с каркасом и могут быть частично или полностью замещены путем ионного обмена и дегидрации. Ионообменные свойства цеолитов определяются особенностями химического сродства ионов и кристаллической структуры цеолита. При этом необходимо соответствие размеров входных отверстий в цеолитовый каркас и замещающих ионов, так как каркас цеолита имеет жесткую кристаллическую структуру и в отличие от органических смол не может набухать с изменением объема.
Ионным обменом на цеолитах удается выделять ионы, извлечение которых другим методом часто представляет большую сложность. Установлена способность цеолитов адсорбировать радиоактивные ионы цезия из растворов, удалять NH4+, извлекать ионы Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов, очищать природные газы. Ионоситовый эффект позволяет адсорбировать из газовых и жидких систем пары азота, CO2, SO2, H2S, Cl2, NH3. Кроме этого, цеолиты могут быть использованы для удаления растворенного железа, марганца и жесткости.
В отличие от органических смол существует ряд особенностей цеолитов. Так, общая минерализация обрабатываемой воды должна быть не менее 80 мг/л, так как при меньшем содержании солей происходит растворение алюмосиликатного каркаса цеолита. При рН обрабатываемой воды ниже 6 также возрастает вероятность разрушения кристаллической решетки.
Динамическая обменная емкость цеолитов ниже динамической обменной емкости органических смол в тех же условиях, что связано с более медленной кинетикой обмена на цеолитах. Остаточная жесткость воды после цеолитов составляет около 0,3 мг-экв/л, тогда как после органических смол  не более 0,1 мг-экв/л.
Регенерация ионитов
Поскольку реакции (2.1–2.3, 2.4–2.6) обратимые, имеется возможность, обрабатывая насыщенный ионит раствором, содержащим наиболее легкие ионы Na+ или H+ для катионита (т. е. кислоту или соль) и ОН – или Cl – для анионита (т. е. щелочь или соль) в высокой концентрации, вытеснить из него сорбированные ионы и восстановить его сорбционную (поглотительную) способность [ 1, 3, 6, 8, 198–213, 220, 221, 227, 229–233, 237 ] .
Эффективность регенерации слабо и сильно диссоциированных ионитов существенно различается. Как отмечалось выше, слабо диссоциированные иониты могут быть регенерированы практически без избытка кислоты или щелочи. Сильно диссоциированные иониты требуют обязательного избытка. Чем выше желательная степень регенерации и, следовательно, рабочая емкость, тем больше должен быть этот избыток
Регенерация может проводиться при движении регенерирующего раствора через слой ионита в том же направлении, что очищаемый раствор – прямоточная регенерация, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] .
Параллельноточная (прямоточная) регенерация (рис.) наиболее просто осуществима, поэтому и наиболее распространена. Однако для достаточно полного вытеснения всех катионов из слоя ионита она требует существенного (2–3-кратного) избытка регенерирующего агента. Из-за «размазывания» наиболее сорбируемых ионов по слою ионита, они оказываются в результате в нижней части его слоя, там, где из него выходит очищенная вода; качество очистки, особенно в первое время, оказывается недостаточно высоким.
Противоточная регенерация (рисунок 1) реализуется сложнее. Она может производиться с минимальным расходом реагентов (избыток от 1,1) и объемом отходов. Поскольку очищаемый раствор на выходе из фильтра контактирует с наиболее регенерированным ионитом, качество очистки максимально.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 1 - Распределение ионов в слое катионита при сорбции ( а ), прямоточной ( б ) и противоточной ( в ) регенерации

Тема 5 - Ионообменная способность ионообменных смол (2 часа)

Цель: актуализировать значение ионообменных смол.

Задачи обучения:
- понять химизм ионного обмена;
- мотивировать примерами;
- формировать у студентов возможность самоподготовки к отдельным темам;
- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: применение метода мозгового штурма, как оперативного метода продуцирования идей и решений в групповой работе на основе стимулирования творческой активности, при котором студентам предлагается высказать вероятные версии применения ионообменных смол для использования их в качестве адсорбентов.

Раздаточный материал: иониты по природе противоиона.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.

Контроль (вопросы):
1. В чем преимущество ионообменных смол перед другими адсорбирующими материалами?
2. Охарактеризуйте физико-химические свойства ионитов?
3. Как происходит ионный обмен между ионитом и раствором исследуемого вещества?
4. Более подробно остановитесь на физико-химических свойствах катионитов и анионитов?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Ионообменными смолами называются искусственные органические высокомолекулярные соединения, обладающие ионообменными свойствами. Существует несколько типов классификации ионообменных смол.
По «пористости» можно разделить на гелевые (непористые) и макропористые. В гелевых ионитах поры, как таковые, отсутствуют. Доступность ионообменных групп обеспечивается набуханием ионита, в результате чего в материале образуется пористость. Макропористые иониты получают введением в массу порообразователя – инертного растворителя в процессе синтеза (например, высших углеводородов и спиртов). Часть растворителя задерживается в матрице и после его удаления из гранул получаются смолы с развитой внутренней поверхностью в ненабухшем состоянии и большим объемом пор. Макропористые иониты мало набухают, но благодаря развитой пористой поверхности, очень активны в обменных процессах. Удельная поверхность таких ионитов составляет от 20 до 130 м2/г. Диаметр пор макропористых ионитов варьирует от 200 до 1000 A.
По природе противоиона (H+ - кислотная форма, K+, Na+, Cl-, SO [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- солевая форма, OH- - гидроксильная форма).
Большинство производителей придерживаются классификации по знаку заряда противоиона. Например:
Катиониты – полимеры, способные поглощать из растворов электролитов положительно заряженные ионы (катионы) и обменивать их в эквивалентных количествах на другие катионы.
Анионы – полимеры, способные поглощать из растворов электролитов отрицательно заряженные ионы (анионы) и обменивать их в эквивалентных количествах на другие анионы.
Катиониты проявляют свойства поликислот, а аниониты – полиоснований.
Также выделяют группу смол под общим названием амфотерные иониты или полиамфолиты. Они содержат подвижные кислотные и основные группы и в зависимости от условий могут проявлять себя как катиониты или аниониты.
Ионит состоит из матрицы (каркаса) – высокомолекулярная, практически нерастворимая в воде или других растворителях часть ионообменного материала, обладающая определенным зарядом (у катионитов – отрицательный, у анионитов – положительный). С матрицей связаны подвижные ионы – противоионы. Противоионы обладают зарядом, противоположным заряду ионогенной группы матрицы. В целом зерно ионообменного материала нейтрально. Противоионы подвижны и способны обмениваться на ионы того же знака. Для наглядности ионит можно сравнить с губкой, в порах которой циркулируют противоионы. Если погрузить губку в раствор, противоионы переместятся в раствор, а их место займут ионы того же знака из раствора, чтобы сохранить электронейтральность зерна.
Если ионит, содержащий только противоионы одного типа (на рисунке 1 они изображены синим цветом), поместить в раствор с противоионами другого типа (на рисунке 1 они изображены красным цветом), то ионы первого типа начнут замещаться на ионы второго типа.
а б
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рисунок 1 – схема ионного обмена между ионитом и раствором
а – начальное состояние; б – ионообменное равновесие;
1 – матрица с фиксированными ионами; 2 – противоионы; 3 – коионы.

Этот процесс будет продолжаться да тех пор, пока не установится равновесие: ионит и раствор будут содержать ионы двух видов в определенном соотношении. Такое состояние принято называть ионообменным равновесием. Помимо противоионов в ионит поступают растворитель с растворенными в нем ионами – коионами. Коионы – ионы, обладающие тем же зарядом, что и матрица ионита.

Катиониты
Катиониты представляют собой высокомолекулярные твердые нерастворимые поликислоты, содержащие кислотные группы: сульфогруппы, карбоксильные, фосфиновокислые, селеновокислые и др. Они диссоциируют в воде на малоподвижный макроанион (матрица) и подвижные катионы:

RAn- | Kt+

Катиониты, у которых все подвижные ионы представлены ионами водорода, обозначаются как H-катиониты или H-форма катионита. В тех случаях, когда вместо водорода подвижные ионы представлены катионами металлов (Na+, Ca2+ и др.), применяется соответствующее обозначение солевой формы Na- или Ca-катионит либо Na- или Ca-форма катионита.
Катиониты можно разделить на сильнокислотные и слабокислотные. Сильнокислотные катиониты способны обменивать противоионы на внешние ионы в щелочной, нейтральной и кислой средах. Слабокислотные катиониты обменивают противоионы на другие катионы только в щелочной среде. К сильнокислотным относят катионитам с сильно диссоциированными кислотными группами – сульфокислотными. К слабокислотным относят катиониты со слабо диссоциированными кислотными группами – карбоксильными.

Аниониты
Синтетические аниониты содержат в макромолекуле функциональные группы основного характера и представляют собой твердые полимерные основания. Аниониты диссоциируют в воде на малоподвижный макрокатиоин (матрица) и подвижные анионы:

RKt+ | An-

Слабоосновные аниониты имеют в своем составе первичные, вторичные, третичные и четвертичные аминогруппы, сильноосновные аниониты содержат четвертичные аминогруппы. Сильноосновные аниониты обменивают противоионы в щелочной, нейтральной и кислой средах, а слабоосновные – только в кислой среде. Как уже отмечалось, аниониты могут поставляться в гидроксильной (OH-) или солевой (Cl-) форме. При длительном хранении анионитов в гидроксильной форме их обменная емкость может снижаться, что, скорее всего, связано с окислением этих полимеров. В результате этого число свободных основных групп уменьшается. Поэтому хранить смолы рекомендуется в солевой форме и в увлажненном состоянии.

Физико-химические свойства ионитов
1. Обменная ёмкость
Обменная ёмкость – один из наиболее важных показателей свойств ионитов. Она определяется числом функциональных групп, способных к ионному обмену. Измеряется в единицах массы воздушно-сухого или в единицах объема набухшего ионита и соответственно выражается в мг-экв/г или мг-экв/см3. Как правило, российские и зарубежные производители смол чаще указывают обменную ёмкость в единицах объема набухшего ионита (мг-экв/см3).
Различают полную и равновесную обменную емкость. Полная обменная емкость (ПОЕ) соответствует общему количеству функциональных групп в единице объема влажного или единицы массы сухого ионита. ПОЕ величина постоянная для данного образца. Так как ионный процесс – процесс равновесный, то вводится понятие «равновесная объёмная ёмкость» (РОЕ). РОЕ зависит от ряда условий протекания процесса: pH среды, температура, концентрации растворов, технологические условия протекания процесса (скорость подачи раствора, площадь фильтрования, др.). Таким образом, равновесная обменная ёмкость величина переменная, зависящая от различных условий.

Селективность
Селективностью называется способность избирательно поглощать из раствора некоторые ионы или группы ионов. При катионном обмене на слабосшитом (до 8 – 10 % ДВБ) сульфокатионите из разбавленных растворов, в которых нет реакций комплексообразования, имеет место следующий ряд селективности для щелочных и щелочноземельных элементов:
Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+;
Ra2+ > Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+.
Сродство ионов щелочных и щелочноземельных металлов к слабосшитому сульфокатиониту уменьшается в ряду в полном соответствии с уменьшением их порядкового номера и размера иона и с увеличением радиуса гидратированного иона.
С увеличением количества сшивающего агента в монофункциональных сульфокатионитах и изменение природы функциональных групп (например, с – SO3H на – COOH) приводит к полному обращению рядов селективности.
Для сильноосновных анионитов характерен следующий ряд селективности:
SO[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] > I- > NO[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]> CrO[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] > Br- > CSN- > Cl- > F-.
Слабоосновный аниониты проявляют повышенную избирательность к гидроксил-иону (OH-), другие ионы легко им вытесняются. Ряд селективности имеет вид:
OH- > SO [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]> CrO [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]> NO [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]> Br- > Cl- > F-.

Осмотическая стабильность
Иониты способны к набуханию в воде и органических растворителях, при этом проявляется действие осмотических сил на зерно ионита. Степень набухания ионита в воде зависит от свойств ионита и состава раствора и значений pH раствора. При увеличении степени набухания зерен их размер увеличивается, при уменьшении степени набухания – зерно уменьшается. Этот процесс называют «дыханием» ионита. Циклические процессы растягивания и сжатия зерна приводят к разрыву цепей матрицы и растрескиванию гранул ионита. Особенно остро стоит вопрос о механической прочности анионитов, так как их стоимость выше, а срок службы меньше, чем у катионитов. Полностью исключить воздействие осмотических сил на зерно ионита невозможно, но, благодаря некоторым мерам, можно снизить. Нельзя допускать высыхание ионита, поставляемого во влажном состоянии (как правило, массовая доля влаги составляет 40 – 65%). Воздушно-сухие иониты во избежание осмотического удара предварительно замачивается в концентрированном растворе хлорида натрия.

Механическая прочность
Осмотическая устойчивость и механическая прочность ионита зависит от строения матрицы ионита, формы зерна, температуры, свойств среды и других факторов. Разрушение зерна ионита происходит в результате недостаточной осмотической стабильности, при трении гранул друг о друга, о стенки аппаратуры, а также при соприкосновении с движущимися потоками среды. Перепад давления в ионообменных колоннах также может стать причиной растрескивания или полного разрушения гранул ионита. В отечественной литературе для оценки механической прочности ионообменных материалов используют два понятия: истираемость – износ материала вследствие трения зерен друг о друга при промывках (предельное значение – 0,5 %) и измельчаемость – износ в результате растрескивания зерен (до 4 %). Смолы импортного производства характеризуются показателем «cracked» - процентное соотношение целых и треснувших гранул, и показателем «broken» - процентное соотношение целых и полностью разрушенных гранул.

Гранулометрический состав
Скорость всего ионообменного процесса определяется лимитирующей стадией. Для процессов, протекающих в водной среде, это скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицей смолы. На наружной поверхности омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока и размеров зерна смолы. Ион, который стремится попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должен диффундировать из воды через плёнку, пройти через граничную поверхность частицы внутрь смолы. У чистых смол диффузионные пути не загрязнены посторонними примесями и доступ к поверхности зерна не заблокирован. С увеличением скорости потока уменьшается толщина водяной пленки, что облегчает прохождение ионов к поверхности зерна. Повышение температуры воды ведет к уменьшению ее вязкости, что способствует увеличению скорости диффузии и увеличению кинетики ионного обмена. Другим важным фактором является соотношение между объема частицы к ее поверхности. С уменьшением диаметра зерна на каждую функциональную группу приходится большая поверхность обмена.
Существует оптимальное соотношение между размером гранул и толщиной слоя материала, засыпаемого в ионообменные фильтры. Мелкозернистый ионит, обладая более развитой поверхностью, имеет несколько большую ионообменную емкость, чем крупно-зернистый. Однако, с уменьшением зерен катионита гидравлическое сопротивление и расход электроэнергии на фильтрование воды увеличиваются. Исходя из вышесказанного, наибольшее распространение получили смолы с размером зерна 0,3 – 1,5 мм. В технологиях ионирования с противоположными по направлению потоками обрабатываемой воды и регенерирующего раствора большое значение имеет однородность гранул (монодисперсность). Степень однородности размеров зерен существенно влияет на процесс ионного обмена. При промывке вынос мелкой фракции начнется гораздо раньше, чем придут в движение более крупные частицы. Если снизить скорость промывки для предотвращения выноса мелкой фракции, крупные частицы будут промыты недостаточно.
Основные параметры, характеризующие фракционный состав ионообменного материала, определяются ситовым анализом. Навеска материала просеивается через ряд калибровочных сит, остатки на ситах взвешиваются, и определяется процентное соотношение между различными фракциями. На основе полученных результатов высчитывается эквивалентный диаметр зерен dэ (эффективный размер), мм.
dэ = [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],
где pi – процентное содержание зёрен со средним диаметром dk, оставшихся на сите при рассеве. Средний диаметр dk определяется, как размер ячейки сита.
Коэффициент неоднородности загрузки kн
kн = [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],
d80 – калибр сита, через который прошло 80 % при просеивании зерен ионита;
d10 – калибр сита, через который прошло 10 % при просеивании зерен ионита.

Химическая стойкость
Химическая стойкость [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] определяется изменением объёмной ёмкости, типа ионогенных групп, механической прочности и зависит от природы агрессивной среды, строения полимерного каркаса, прочности связи с ним функциональных групп. Химически стойкими являются связи типа C-C, C-P, C-S, связи C-N, C-O легко подвергаются гидролизу. Поэтому химическая стойкость катионитов, как правило, выше, чем анионитов. К разрушающему воздействию кислот и щелочей наиболее устойчивы сульфокатиониты на основе сополимеров стирола и дивинилбензола. Слабоосновные аниониты меньше подвержены химической деструкции, чем сильноосновные. В связи с этим, в схемах с использованием анионообменных смол на первой ступени используют слабоосновный анионит, а на второй ступени сильноосновные анионит.
Разрушающие действие на смолы оказывают различные окислители (хлор, озон, перекись водорода и др.). При процессах окисления происходит разрушение связей между различными группами в каркасе ионита, структура матрицы нарушается, снижается степень сшивки. Под действием различных химических агентом иониты способны пептизироваться, то есть переходить в коллоидное состояние и утрачивать ионообменную способность.

Термическая стойкость
При нагревании в воде сульфокатионита происходит отщепление сульфогрупп с образованием серной кислоты:
RSO3H + H2O [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]RH + H2SO4
При температуре выше 150 0С серная кислота окисляет полимер, при нагревании выше 250 0С образуются сульфоны и происходит дополнительное сшивание цепей:
RSO3H + RH [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]RSO2R + H2O;
RSO3H + RSO3H [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]RSO2R + H2SO4.
Более устойчивыми являются солевые формы сульфокатионита:
RSO3M + H2O [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]RH + MHSO4.
Их термический гидролиз протекает с меньшей скоростью, чем гидролиз Н-катионитов.
Аниониты в большей степени, чем катиониты, при термическом гидролизе склонны к необратимым процессам, чем катиониты. Наименьшей химической стойкостью обладают сильноосновные аниониты. Подвергаясь реакциям дезаминирования (отщепление аминогруппы) и деструкции (процесс разрыва химических связей, приводящий к уменьшению степени полимеризации), сильноосновные аниониты превращаются в слабоосновные. В результате таких химических превращений образуются амины и низко- и высокомолекулярные спирты. Также как и катиониты, аниониты проявляют большую устойчивость в солевой форме.


Тема 6 Непрерывно действующие диффузоры для экстракции лекарственных веществ из растительного сырья (2 часа)

Цель: предназначение непрерывно действующие диффузоры для экстракции лекарственных веществ из растительного сырья.

Задачи обучения:
- разобрать способы получения вытяжек из растительного сырья;
- остановиться на приницпах работ диффузоров для экстракции лекарственных веществ из растительного сырья.
- формировать у студентов возможность самоподготовки к отдельным темам;
- закрепить знания по всем вопросам темы.

Форма проведения: применение метода мозгового штурма, как оперативного метода продуцирования идей и решений в групповой работе на основе стимулирования творческой активности, при котором студентам предлагается ьтпы диффузионных установок для полного обеспечения извлечения из растительного сырья.

Раздаточный материал: схемы установки для экстрагирования.

Литература:
1 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
2 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
3 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
4 А.Е. Агрономов, Ю.С. Шабаров Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. Московского университета., 1971. – 230 с.
5 Бошкаева А.К. Методы определения никотина в табаке и табачных изделиях. – Алматы, 2008. – 56 с.
6. Пат. 24427409 Российская Федерация, МПК B 01 D 11/02, C 12 G
3/06. Экстракционная установка / Ю.И. Шишацкий, Г.В. Агафонов,
Н.Н. Яковлев, С.В. Лавров, С.Ю. Плюха (Россия) ; заявитель и патентооб-
ладатель Воронеж. гос. технолог. акад. – № 2010102050/05, заявл.
22.01.2010 ; опубл. 27.08.2011; Бюл. № 24. – 1 с. : ил.

Контроль (вопросы):
1. Сформулируйте способы получения вытяжек из растительного сырья?
2. В чем отличие периодических диффузионных установок и непрерывно действующих диффузионных установок?
3. Обрисуйте схему диффузора?
4. Обоснуйте технические характеристики диффузионных экстракторов?

ПРИЛОЖЕНИЕ

 
Вытяжки из сырья могут быть получены разными способами: 1) дробной мацерацией; 2) перколяцией; 3) репер-коляцей; 4) циркуляцией; 5) непрерывным противоточным экстрагированием с перемещением экстрагента и сырья, а также некоторыми другими методами (измельчение сырья в среде экстрагента, вихревая экстракция, экстракция с использованием электромагнитных колебаний и ультразвука),  проходящими производственную  проверку.
Дробная мацерация (бисмацерация). Метод мацерации широко применяется для получения вытяжек при производстве водных экстрактов. В связи с тем что экстрагент при этом расходуют в два приема, такую мацерацию называют дробной, или бисмацерацией. Из закона диффузии следует, что эффект экстрагирования повышается, если процесс вести не всем количеством экстрагента сразу, а несколькими порциями его последовательно.
В общем виде бисмацерация проводится так: измельченное растительное сырье помещают в мацерационный бак, где его заливают 4- 6-кратным количеством экстрагента и оставляют на 6-12 ч при периодическом помешивании. После этого вытяжку сливают, остаток слегка отжимают, полученную при этом жидкость прибавляют к первоначально слитой. Остаток после выжимания вновь заливают 3-4-кратным количеством экстрагента и оставляют на 4-6 ч, после чего вытяжку сливают, остаток окончательно отжимают и присоединяют к объединенным вытяжкам. К применяемой в качестве экстрагента воде часто как консервант добавляется хлороформ (0,5%). В некоторых случаях применяется кипящая вода.
Перколяция. Перколяция проводится так же, как при получении настоек до истощения сырья, без разделения на первичные и вторичные извлечения. Весьма существенно, чтобы этот процесс был проведен с наименьшей затратой экстрагента, которым здесь обычно являются спиртоводные смеси.
Реперколяция. Реперколяция выгодна тем, что получаются более концентрированные вытяжки, чем при перколяции и бисмацерации. Из реперколяционных вариаций здесь широкое применение находит так называемая быстротекущая реперколяция, осуществляемая в батарее перколяторов, работающих на принципе противотока. Батарея состоит из нескольких перколяторов (обычно 5-6), сборника с экстрагентом и приемника для вытяжки, коммуницированных1 между собой так, что получается кольцевая линия, позволяющая подавать экстрагент и сливать вытяжку из любого перколятора. Экстрагент, поступающий в один из перколяторов, может быть пропущен последовательно через всю батарею. Разберем принципиальную схему работы такой батареи из 5 перколяторов (рис. 95), позиции I-5.
Позиция 1. Измельченным растительным сырьем загружают четыре перколятора - с I до IV. Экстрагент подают в перколятор / (через краны V-1 и 1-2) снизу. Питанием снизу упраздняется опасность образования «мертвых» участков в экстрагируемой массе и ослабляется вредное влияние каналов и пустот. Заполнение перколятора проводят при закрытом боковом кране 1-4 и открытом 1-5, через который вытес-
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
няется воздух. Как только из крана 1-э покажется экстрагент, кран перекрывают, перколятор оставляют в покое для настаивания, после чего открывают кран 1-4 и экстрагент с определенной скоростью перепускают в перколятор II через кран II-2, заполняя его в таком же порядке, как и перколятор I. После настаивания экстрагент перепускают в перколятор /// (через II-4 и III-2), а затем в перколятор IV (через III-4 и IV-2), а из последнего (через IV-4 и V-3) принимают уже готовую вытяжку.
Поскольку в перколятор / поступает свежий экстрагент, то вследствие наибольшей разности концентраций в этом перколяторе происходит максимальное экстрагирование и максимальное обеднение лекарственного сырья действующими веществами. Степень обеднения сырья
в перколяторе // будет меньшей, чем в перколяторе 1, поскольку здесь будет меньше разность концентраций. Итак, по мере повышения номера перколятора будет уменьшаться количество извлеченных из сырья действующих веществ или, иначе говоря, экстрагент в каждом последующем перколяторе встречает более богатое сырье и постепенно насыщается извлекаемыми действующими веществами. Скорость движения экстрагента в периоды настаивания должна быть подобрана так, чтобы к моменту истечения готовой вытяжки в перколяторе 1 было достигнуто полное истощение сырья и чтобы экстрагент, пройдя через четыре перколятора, полностью исчерпал свою экстрагирующую способность.
Позиция 2. Во время работы батареи загружают сырьем перколя-тор V, а как только будет истощен перколятор /, его отключают от батареи. Свежий экстрагент теперь поступает в перколятор II, а готовую вытяжку принимают из перколятора V (через кран 1-3). Из перколятора 1 истощенное сырье направляют в выпарную установку для-рекуперации экстрагента, а сам перколятор загружают свежим сырьем.
Позиция 3. После истощения перколятора // меняется система питания батареи, а именно свежий экстрагент поступает в перколятор-///, а готовую вытяжку принимают из перколятора / (через кран //-3)_ Разгружают и загружают перколятор //.
Позиция 4. Свежий экстрагент поступает в перколятор IV, а вытяжку принимают из перколятора // (через кран III-3). Разгружают и загружают перколятор ///.
Позиция 5. Свежий экстрагент поступает в перколятор V, а вытяжку принимают из перколятора /// (через кран IV-3). Разгружают и загружают перколятор IV.
Далее после отключения перколятора V (в котором сырье истощено) и включения перколятора IV процесс извлечения пойдет по позиции 1> потом по позиции 2 и т. д. Таким образом, в действии находятся четыре перколятора из пяти, что обеспечивает непрерывность работы. Свежий экстрагент поступает всегда в перколятор с наиболее истощенным сырьем, а вытяжку получают из перколятора со свежезагру-женным сырьем. В результате во всей батарее создается необходимая разность  концентраций - движущая   сила   процесса     экстрагирования.
Количество перколяторов в батарее зависит от характера сырья и применяемого для экстракции экстрагента: перколяторов должно быть тем больше, чем труднее осуществляется переход извлекаемых биологически активных веществ в экстрагент и чем меньше его способность растворять эти вещества. В тех случаях, когда по характеру сырья экстрагент целесообразнее подавать в перколяторы сверху, систему и последовательность питания можно легко изменить.
В частности, исследуя процесс экстракции корня солодки, И. А. Муравьев и Ю. Г. Пшуков (1976) показали, что скорость экстракции при подаче экстрагента сверху значительно выше, чем при подаче экстрагента снизу, а объем экстрагента, затраченного на извлечение одного и того же количества веществ при подаче его сверху, в 2'/г раза меньше, чем при подаче экстрагента снизу. Извлечения при подаче экстрагента сверху получались более концентрированные при меньшей затрате экстрагента и времени, чем при подаче его снизу.
Циркуляция.   Циркуляционный    способ   извлечения     основан   на круговороте экстрагента. Экстракционная установка в этом случае работает непрерывно и автоматически по принципу аппарата  Сокслета.. Состоит  она   из  коммуницированных  между  собой   перегонного  куба,, экстрактора, конденсатора и сборника (рис. 96).                                    '
Циркуляционным  способом  из  фармакопейных    густых    экстрактов приготовляют только  один  препарат - экстракт  мужского  папоротника, экстрагентом  для  которого  служит  этиловый  эфир.   Крупный   по-
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
рошок корневища мужского папоротника загружают в экстрактор, заливают эфиром (чуть ниже верхушки сифона) и оставляют для настаивания на 24 ч. Одновременно 0 некоторое количество эфира наливают в куб и в сборник под конденсатором. По окончании настаивания из сборника спускают в экстрактор столько эфира, чтобы вытяжка достигла верхушки сифона и слилась в куб. После этого куб начинает обогреваться. Пары эфира поступают в конденсатор, затем в сборник, а из него с определенной скоростью - в экстрактор. По наполнении его происходит слив эфира, обогащенного растворимыми веществами папоротника. По истощении материала из куба отгоняют эфир в сборник, на этот раз отъединенный. Истощенное сырье выгружают, и экстрактор вновь готов для загрузки. Автоматическая циркуляция может быть совмещена с перколяцией.
Непрерывное противоточное экстрагирование с перемещением экстрагента и сырья. Быстротекущая репер-коляция, как мы видели, является противоточным экстрагированием с перемещением только экстрагента, который (с постепенно понижающейся экстрагирующей способностью) движется навстречу (против) менее истощенному сырью. Обладая несомненными преимуществами (по сравнению с мацерацией и перколяцией), батарейный способ последовательного экстрагирования все же имеет ряд недостатков: относительно большое количество экстрагента, находящегося в работе, невозможность полной автоматизации, относительная длительность процесса, громоздкость аппаратуры и т. д. Все это заставило советских ученых, работающих в области изучения теории и практики экстракционных процессов, искать еще более быстрые и совершенные способы. В настоящее время предложен ряд аппаратов для экстрагирования различных по своей природе сырьевых материалов-сахарной свеклы, жиромасличного и эфиромасличного сырья и др. В основе работы всех этих аппаратов лежит принцип активного противотока, когда навстречу Друг Другу перемещаются и экстрагент, и сырье, причем последнее к тому же перемешивается.
Ниже приводится описание такого непрерывно действующего экстрактора - дискового диффузионного аппарата, разработанного А. Г. Натрадзе и М. Д. Рязанцевой для извлечения сантонина из цитварной полыни и кофеина из чайного формовочного материала. Этот аппарат (рис. 97) представляет собой две трубы 1 диаметром 105 мм и длиной 3,7 м, имеющие паровые рубашки 3 и расположенные под углом около 30°. Внизу трубы соединяются между собой камерой 2, в которой помещена вращающаяся звездочка 5. В корыте 4, в которое входят верхние открытые концы труб, находятся две другие вращающиеся звездочки 5. Через звездочки и обе трубы проходит трос 6 с насаженными на нем на расстоянии 120 мм друг от друга дырчатыми дисками 7 диаметром 100 мм. Трос с дисками приводят в движение с помощью электромотора, присоединенного к одной из верхних звездочек, через систему передач, Скорость прохождения каждого диска можно изменять в широких пределах. Перед работой экстрактор заполняют через патрубок 9 экстрагентом из бака 8, затем приводят в движение трос с дисками и из питателя 10 равномерно на проходящие диски подается измельченное сырье. Одновременно через патрубок 9 с определенной скоростью навстречу сырью подается экстрагент. Готовое извлечение вытекает из экстрактора через патрубок //, снабженный фильтрующей сеткой, и собирается в сборнике 12. Отработанное растительное сырье, выходящее из трубы, смывается с дисков струей воды в корыто 4, из которого поступает в сборник 13. Применив дисковый диффузор, авторы показали, что за оборот троса (за 1 ч) достигается полное извлечение кофеина, причем выход его поднимается до 97%.
Интересный непрерывно действующий экстрактор разработан также Г. А. Моциевским и П. Т. Родионовым. Этот экстрактор (рис. 98), названный авторами пружинно-лопастным, состоит из корпуса 1, разделенного на 15 секций. В каждой секции помещен вал 2 на двух подшипниках;   на   валу укреплен  барабан  3,  на   котором   закреплены
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
 
два ряда дугообразных пружинных лопастей 4. Валы приводятся во вращение электромотором через редуктор и ряд шестерен. Под дном экстрактора находится камера 5 для подогревания. В передней части экстрактора помещена камера 6 для сбора извлечений, откуда оно выводится через трубу 7. В передней верхней части экстрактора находится бункер 8, питающий экстрактор измельченным растительным материалом. Питание экстрактора осуществляется при помощи двух мотовил 9 и дозатора 10. В задней части экстрактора расположена транспортерная лента 11, выгружающая истощенный материал, который выбрасывается по лотку 12. Свежий экстрагент поступает в экстрактор через сопло 13; количество его регулируется вентилем 14.
Растительный материал вначале поступает в 1-ю секцию экстрактора, где находится экстрагент. Здесь сырье при помощи лопастей медленно погружается в жидкость, после чего постепенно передается дальше и прижимается к стенке секции, где происходит отделение лишней жидкости. При выходе лопастей из секции пружины выпрямляются и перебрасывают намокшее сырье в соседнюю секцию. Во 2-й секции повторяется тот же процесс, что и в 1-й. Дальше сырье перебрасывается в 3-ю секцию и т.д. до транспортера. Экстрагент из сопла 13 мелкими струйками обмывает истощенный материал, движущийся по транспортеру, после чего поступает в 15-ю, последнюю, секцию. Затем, после экстрагирования, он переходит в 14-ю секцию, потом в 13-ю, 12-ю и т. д. до 1-й секции и сборника. Таким образом осуществляется противоточ-ное и непрерывное экстрагирование. Пружинно-лопастный экстрактор был апробирован на различном растительном сырье (солодковый корень, валериана, горицвет, полынь).
Испытания показали, что процесс экстрагирования в нем заканчивается за 75-120 мин, причем он может проводиться в широком диапазоне температур.



Тема 7 – Рубежный контроль (2 часа)






















































МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ (СРС)


























Тема 1 – Химия алкалоидов (9 часов)

Цель: ознакомить обучающихся с химией алкалоидов

Задания:
Общие сведения о физико-химических свойствах алкалоидов.
Качественные реакции.
Способы получения.

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

Сроки сдачи: 3 неделя

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66(3,35 = 2,5 балла

Литература
1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.
2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.
3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

Контроль (вопросы):
Чем объясните оптическую активность некоторых алкалоидов?
Какие физико-химические свойства характерны для алкалоидов?
Какие качественные реакции предлагаются для определения алкалоидов?
Как существуют способы получения алкалоидов?

ПРИЛОЖЕНИЕ
Физико-химические свойства.
В состав алкалоидов в основном входят углерод, водород, азот и кислород; алкалоиды кубышки дополнительно содержат серу.
Большинство алкалоидов, содержащих кислород - бесцветные, оптически активные, кристаллические или аморфные вещества со щелочной реакцией; некоторые алкалоиды окрашены (например, алкалоид берберин из барбариса желтого цвета), без запаха, горького вкуса. Бескислородные алкалоиды - летучие жидкости с неприятным запахом (например, алкалоид никотин из табака, кониин из болиголова).
Алкалоиды-основания, в воде почти нерастворимы; растворяются в спирте, эфире, хлороформе и других органических растворителях. Соли алкалоидов растворимы в воде и спирте, но нерастворимы в органических растворителях. Алкалоиды в растениях находятся в виде солей, связаны с органическими кислотами: щавелевой, лимонной, яблочной, винной. Для мака снотворного характерна меконовая кислота, а для хинной коры - хинная кислота.
Способы получения.
Получение алкалоидов проходит три стадии: извлечение из растительного сырья щелочами; очистка полученных извлечений; разделение суммы алкалоидов и очистка алкалоидов. Для выделения или разделения суммы алкалоидов пользуются методом хроматографии на бумаге. Для обнаружения алкалоидов достаточно нанести на полоску фильтровальной бумаги каплю испытуемого раствора и "проявить" соответствующим реактивом.
Качественные реакции.
Для обнаружения алкалоидов применяют реакции, в результате которых образуются осадки или характерное окрашивание.
1. Общие осаждающие реакции. Позволяют установить присутствие алкалоидов даже при незначительном их содержании. Из общих алкалоидных реактивов часто используют следующие: танин, дихлорид ртути, раствор иода в иодиде калия, пикриновую и фосфорномолибденовую кислоты, хлорную платину и золото, соли тяжелых металлов и др.
2. Специальные цветные реакции. Применяют при анализе от дельных алкалоидов - чистых или с очищенными извлечениями. Для этого несколько капель очищенного хлороформного или эфирного извлечения испаряют в фарфоровой чашке, прибавляют к остатку тот или иной реактив; при этом образуется соответствующее окрашивание. В других случаях готовят извлечение (например, из листьев белладонны: 2 г листьев кипятят с 50 мл 1-2% хлористоводородной или уксусной кислоты в течение 10 мин). Извлечение фильтруют и разливают в пробирки. Наиболее распространенные реактивы - концентрированная серная и азотная кислоты, раствор формалина в серной кислоте.
Кроме качественных реакций (осаждающих и цветных), для обнаружения алкалоидов используют люминесцентный анализ. Установлено, что ряд веществ в УФ-лучах дает характерное свечение: например, хинин - синюю флюоресценцию, гидрастин - золотистую.
Количественное определение.
Среди методов количественного определения алкалоидов в растениях распространены весовой, объемный, физико-химический. Перед количественным анализом алкалоиды выделяют из сырья - либо в виде солей, либо в виде оснований. Для каждого растения разработан специальный метод, указанный в Фармакопее или других руководствах.
Заготовка.
Собирают сырье, учитывая его токсичность. Сборщиков сырья должны пре дупреждать о ядовитости растений.
Сушка.
В искусственных сушилках при температуре 50-60°С. Возможна сушка под железной или черепитчатой крышей на чердаках, раскладывая сырье тонким слоем.
Хранение.
С предосторожностью, в сухом хорошо проветриваемом помещении по списку Б. Выделенные алкалоиды - по списку А. Соблюдают сроки годности сырья.
Применение.
Медицинское значение алкалоидов разнообразно: обезболивающие (препараты мака), кровоостанавливающие (препараты спорыньи), средства для лечения сердечно-сосудистых и нервных заболеваний (препараты крестовника, эфедры) и др.
Пути использования лекарственного сырья.
Растения и сырье, содержащие алкалоиды, применяются в фармации следующим образом. Небольшая часть используется непосредственно в аптеках для изготовления настоев и отваров (термопсис ланцетовидный, спорынья). Часть алкалоидных растений употребляется для производства галеновых препаратов: настоек, экстрактов, новогаленовых препаратов. Из сырья промышленностью выделяются алкалоиды в чистом виде, которые выпускаются в различных формах; таблетки, драже, ампулы. Некоторые алкалоиды используются в сельском хозяйстве, в пищевой промышленности.


Тема 2 – Непрерывно действующие диффузионные установки (10 часов)

Цель: ознакомить обучающихся с диффузионнымо процессом вытяжек из растительного сырья.

Задания:
Принцип работы диффузоров.
Особенности применения для экстракции растительного сырья.
Процесс получения экстрактоы в непрерывном режиме.

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

Сроки сдачи: 3 неделя

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66(3,35 = 2,5 балла

Литература
1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.
2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.
3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

Контроль (вопросы):
Дать пояснение принципу работы жксракторов?
Как осуществляется процесс экстракции с применением диффузионных установок?
Как осуществляется изменение технологических процессов?

ПРИЛОЖЕНИЕ
Принцип работы установки состоит в непрерывном получении и противотоке (путем эффективного диффузионного процесса) вытяжек из растительного сырья. При определенной доработке конструкции установки возможно получение эфирных масел и ароматизированного спирта. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Экстракционная установка состоит из следующих составных узлов: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- узел экстракции - две последовательно связанные вертикальные колонны, в которых расположены перфорированные шнеки с помощью которых сырье поднимается вверх в противоток проливаемому сверху экстрагенту, один мотор-вариатор с системой передачи вращения на шнеке колонны. Конструкция экстракционной колонны позволяет обеспечить гарантированный подъем и регулировать скорость подъема растительного сырья с помощью подвижной самоочищающейся стенки крышки смотрового люка. Имеющиеся смотровые люки, выполненные на всю высоту колонны, позволяют визуально контролировать заполненность витков растительным сырьем, очищать и промывать шнеки; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- система подачи экстрагента - два насоса-дозатора, один перекачивающий насос, три промежуточные емкости-мерники; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- система управления контроля - один шкаф управления, один пульт управления. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Установка выполнена из нержавеющей стали во взрывобезопасном исполнении. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Научные исследования и промышленные испытания показывают, что вертикальные шнековые экстракторы непрерывного действия значительно превосходят по многим показателям все имеющиеся на данное время в производстве экстракторы.

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Стоимость установок (уточняется при заказе) в зависимости от комплектации и требований Заказчика.

Индекс установки
Производительность по экстракту, л/ч
Масса, кг
Габаритные размеры, мм
Стоимость, USD

ЭBH 500
до 0.5
44.0
400x300x1100
4750.0

ЭBK-10
до 15
600
2000x1500x2300
43050.0

ЭBK-2
до 150
4000
4100x3000x4400
57600.0

КОЭРС-2A
до 150
6000
4100x3000x4400
85500.0



[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Концентрация получаемого экстракта, % - до 15; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Степень извлечения экстрактивных веществ, % - до 97; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Время полной экстракции, час - 4-9.


[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В зависимости от требований технологии и условий производства заказчика установки снабжаются дополнительными узлами: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- узел подготовки экстрагента - аппарат с механическим перемешивающим устройством и паровой рубашкой; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- система обогрева колонн и подогрева экстрагента с автоматическим устройством поддержания заданной температуры; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- система регенерации спирта и шрота; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]- узел отжима шрота. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]В настоящее время ведется разработка экстракторов других видов и конструкций. Более подробную информацию готовы предоставить по Вашей заявке.

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Комплекс оборудования для экстрагирования растительного сырья КОЭРС-2А

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Продукция получаемая на комплексах оборудования для экстрагирования растительного сырья (ЭВН-500, ЭВК-10, ЭВК-2, КОЭРС-2А) и ее использование.

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Рассматривая, как одну из важнейших задач - увеличение производства экстрактов из растительного сырья, являющихся носителями биологически активных веществ (БАВ), ООО фирма "ВИВАКО" разработала и изготавливает комплексы оборудования для экстрагирования растительного сырья с помощью водных, водно-ферментных и водно-спиртовых экстрагентов. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]На данном оборудовании путем изменения технологических процессов можно получать в непрерывном режиме следующие экстракты-продукты: фармацевтические препараты, вкусовые и лекарственные добавки для детского питания, профилактические напитки (различные по составу экстрактов для работников разных профессий), ароматизаторы, антиоксиданты для пищевой промышленности, консерванты, пищевые красители, парфюмерно-косметические препараты и т.д. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Водно-спиртовые экстракты, полученные из корневищ аира, солодки, коры дуба, травы зверобоя, чабреца, листьев мать-и-мачехи, мяты, плодов рябины обыкновенной, добавленные в качестве консервантов к маслам, жирам и жироводным эмульсиям из расчета 0,02-0,04 % (200-400 мг/кг) улучшают их качество, придают целебные свойства и увеличивают срок их хранения до 90 суток (т.е. в 3 раза). [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Водный экстракт, полученный из листьев крапивы и введенный в выброженное тесто, повышает содержание минеральных веществ, белка, содержание сухой и сырой клейковины, то есть восстанавливает свойства, утерянные при обмолоте зерна и тем самым повышает физико-химические показатели качества хлеба и предает ему целебные свойства. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]Экстракты, полученные из некоторых видов растений, могут позволить создавать профилактические напитки с радиопротекторными свойствами.



Тема 3 – Выделение алкалоидов ионитами из свежего растительного сырья (9 часов)

Цель: обяснить роль ионитов для обеспечения выделения алкалоидов из свежего растительного сырья.

Задания:
Применение ионитов в хроматографической практике.
Выделение алкалоидов ионитами из растительного сырья.

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

Сроки сдачи: 3 неделя

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66(3,35 = 2,5 балла

Литература
1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.
2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.
3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

Контроль (вопросы):
Какую роль иониты в ххроматографической практике разделения алкалоидов?
Как налаживается производство ионитов в последние годы?
Какие виды ионитов используются для извлечения алкалоидов из растительного сырья?
Как осуществляется хроматографическое разделение с помощью ионитов?

ПРИЛОЖЕНИЕ
Ионообменная хроматография В основе ионообменной хроматографии лежит обратимый обмен между ионами ионообменника и ионами, содержащимися в растворе. Способностью избирательно поглощать те или иные ноны обладают синтетические смолы. Их называют ионообменными смолами или ионитами. Они широко применяются для препаративного выделения различных природных соединений и для разделения сложных смесей. Ионитытвердые, нерастворимые в воде и органических растворителях высокомолекулярные вещества с кислыми (катиониты) или основными (аниониты) группами. Катиониты способны обменивать катионы, аниониты анионы. И те и другиеполимерные вещества с сетчатой структурой. Этим объясняется их нерастворимость и способность к набуханию. Известные в настоящее время марки ионитов различаются главным образом ионообменной емкостью. Последняя зависит от количества, природы и степени диссоциации активных групп, фиксированных на сетках макромолекулы ионита. Активными группами в катионитах могут быть SO3H, -CH2SO3H, СООН, SH; в анионитах NH2, =NH, S=N. Ионообменная способность зависит от рН среды, концентрации хроматографируемого раствора, природы поглощаемых ионов, времени контакта и от других факторов. На ионитах разделяют смеси в колонках. В качестве колонки может быть взята обычная стеклянная трубка. Один конец ее оттягивают, а на другом впаивают отвод (рис. 17).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 17
Рис. 18

В хорошо пригнанную резиновую пробку вставляют небольшую изогнутую под прямым углом трубочку. На все выводы из колонки надевают резиновые шланги с зажимами. Этими шлангами колонку можно соединить с водонапорным сосудом (склянкой с тубусом внизу). Ионит, выбранный для разделения, измельчают, просеивают и, отвесив нужное количество, помещают в стакан с водой. На другой день набухшую смолу переносят в колонку. Здесь ее регенерируют и переводят в нужную для работы форму, подавая из напорного сосуда через верхнюю трубку разбавленные растворы кислот, щелочей или солей. Такой обработкой ионообменник переводят в Н-или ОН-форму или же заряжают другими ионами. Затем ионообменный фильтр тщательно промывают дистиллированной водой (до отрицательной реакции на соответствующий ион). Промывать целесообразно противотоком, присоединив напорный сосуд к нижнему выводному шлангу. Помимо того, что при этом ионит отмывается, он еще разрыхляется и освобождается от воздуха. Как во время работы, так и в перерывах ионит должен быть покрыт слоем жидкости. Когда ионообменник подготовлен, через колонку начинают фильтровать исследуемый раствор. Скорость фильтрации не более 0,5 л в час. Так как произойдет обмен ионами, на ионите окажутся ионы веществ, предназначенных для разделения. В силу различной основности адсорбированных соединений, в слое ионита произойдет последовательный двойной обмен: вещества с большей основностью окажутся вверху, с меньшейпродвинутся вглубь ионита. Часто этот этап работы называют сорбцией. Ее завершают, как правило, промыванием ионита водой. Заключительная стадия десорбция, т. е. вытеснение из ионообменника сорбированных ионов. Для этого вводят в колонку определенный объем раствора сильного электролита (чаще всего минеральной кислоты или щелочи), а затем промывают ее водой. Вытекающий из колонки раствор собирают по фракциям. Чистые вещества из них выделяют подходящим способом. Таким образом, многократно повторяя сорбцию и десорбцию, разделяют значительные объемы растворенных смесей на сравнительно небольших количествах смолы. Это позволяет применять иониты в промышленных масштабах для деминерализации воды, очистки гидролизатов, извлечения алкалоидов, органических кислот, редких металлов и т. д. Отечественная промышленность вырабатывает много различных ионообменных смол: катиониты КУ-1, КУ-2, СБС, СДВ-3, аниониты АН-1, АН-2Ф, ММГ-1, ПЭ-9, ДЭ-10 и др.


Тема 4 – Технологический процесс получения анабазин-сульфата (9 часов)

Цель: ознакомить обучающихся с технологией получения анабазина сульфата.

Задания:
1. Синтез и превращения ацетиленсодержащих производных C2
алкалоидов анабазина и цитизина
2. Пропарка сырья и экстракция.
3. Экстракция основания анабазина.
4. Получение анабазина-сульфата.

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

Сроки сдачи: 3 неделя

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66(3,35 = 2,5 балла

Литература
1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.
2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.
3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

Контроль (вопросы):
Как применяется анабазина сульфат в медицинской практике?
Охарактеризуйте химические свойства анабазина сульфата?
Как осуществляется пропарка сырья и экстракция основания анабазина?
Из каких стадий состоит технологическое производство анабазина сульфата?

ПРИЛОЖЕНИЕ
Синтез и превращения ацетиленсодержащих производных C2
алкалоидов анабазина и цитизина
Введение в молекулу природных физиологически активных соединений фрагментов с
ненасыщенной связью часто усиливает биологическую активность и снижает токсичность
соединений.
В настоящей работе приведены результаты исследований по синтезу различных амино-
ацетиленовых соединений на основе алкалоидов анабазина и цитизина.
Изучено влияние растворителей, катализатора (18-краун-6) и природы реагентов на выходы
целевых продуктов. Установлено, что алкалоидпропины более легко вступают в реакцию
Манниха, чем сами алкалоиды, и являются удобными синтонами для дальнейших превращений.
С использованием магнийорганических соединений осуществлено алкилирование аминопропинов
алкалоидов.
Синтезированные соединения охарактеризованы физико-химическими константами, а
строение подтверждено данными ИК- и ПМР-спектроскопии, изучаются их биологические
свойства.

Технологический процесс получения анабазин-сульфата.
Технологический процесс получения анабазина сульфата состоит из трех стадий:
Пропарка сырья и экстракция.
Сырье в мешках по 30-50 кг ленточным транспортером подают на площадку и загружают в диффузоры. Вверху диффузор уплотняют крышкой с резиновой прокладкой и прижимным винтом. Нижнее откидное днище диффузора, на котором имеется сетка для фильтрации, отбрасывается при помощи противовеса. Уплотняют нижнее днище полыми резиновыми кольцами, в которых создают гидравлическое давление 294-392 кн/м2.
Предварительно измельченное сырье пропаривают в диффузоре. Экстракцию ведут в батареях диффузоров. Процесс противоточный. Анабазин извлекают горячей водой.
Водную вытяжку откачивают из диффузора после девятикратного извлечения в сборник. Выход анабазина на данной стадии – 94 %.
Экстракция основания анабазина.
Для выделения основания водную вытяжку подщелачивают каустической содой. Экстракцию алкалоидов проводят в двух параллельно работающих тарельчатых колонках. В колонне приводят во взаимодействие две несмешивающиеся жидкости – керосин и щелочную водную вытяжку. Эту жидкость центробежным насосом подают в подогреватель и затем в верхнюю часть колонны. Температурная вытяжка должна быть в пределах 65-750 С. Коэффициент распределения между водным и органическим слоями (керосиновым) зависит от температуры и рН раствора; при их увеличении равновесие реакции смещается, что приводит к увеличению выхода анабазина в керосиновом слое. После заполнения колонки вытяжкой в нижнюю часть подают через барботер подогретый керосин. При легком подъеме керосина, тарельчатая насадка увеличивает время и поверхность взаимодействия двух жидкостей. Уменьшают подачу вытяжки в случае образования эмульсии в колонне до появления расслоения. Отработанную водную вытяжку, содержащую 0,04 % анабазина, сливают с нижней части колонны в канализацию, при этом для улавливания керосина она проходит систему ловушек. Длительность процесса составляет 1,5-2 часа. Выход основания анабазина составляет 97 %.
Получение анабазина-сульфата.
Керосиновую фракцию направляют на сульфатацию, проводимую в трех последовательно соединенных аппаратах, представляющих собой вертикальные цилиндрической формы стальные сульфаторы с коническим днищем и плоской крышкой, выложенные кислотоупорными плитками. На высоте 70 см от линии перехода цилиндрической части в коническую установлен инжектор, перемешивающий керосиновый экстракт с раствором серной кислоты. Попеременно сульфатор может быть головным, промежуточным и хвостовым. Процесс сульфатации в головном сульфаторе проводят до тех пор, пока содержание анабазина-сульфата не достигнеть не менее 25 %, а свободной серной кислоты останется не более 0,5 %; содержание свободной серной кислоты в промежуточном сульфаторе - 6-10 %, в хвостовом – свыше 10 %.
Керосиновый экстракт из сборника подают насосом через инжектор в аппарат, который предварительно загружают39-40 % технической серной кислотой. Как более тяжелая серная кислота (вместе с ней и получающийся сульфат анабазина) опускается в коническую часть аппарата, откуда захватывается инжектором и вновь подается вместе с поступающим керосиновым экстрактом в аппарат. Керосиновый экстракт, как более легкий поднимается из головного в промежуточный, а затем хвостовой. Процесс длится, пока в каждом из сульфаторов последовательно не будет получен готовый продукт, содержащий, как было указано выше, не менее 25 % анабазин-сульфата и не более 0,5 % серной кислоты. Выход на этой стадии составляет 97 %.
В случае необходимости жидкости разделяют на сверхцентрифуге, делающей 15000 об/мин. Готовый анабазин-сульфат после отделения от примеси керосина сливают в стальные бочки емкостью 100-200 л.


Тема 5 – Технологический процесс получения кофеина (9 часов)

Цель: ознакомить обучающихся с технологией получения кофеина.

Задания:
1. Технологический процесс производства кофеина.
2. Водная экстракция кофеина.
3. Дихлорэтановая экстракция кофеина.

Форма выполнения: рефераты по заданиям темы

Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата

Сроки сдачи: 3 неделя

Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66(3,35 = 2,5 балла

Литература
1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с.
2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с.
3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с.
4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с.
5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.

Контроль (вопросы):
Как применяется кофеин в медицинской практике и в виде каких лекарственных препаратов?
Охарактеризуйте химические свойства пуриновых алаклоидов?
Как осуществляется водная экстракция кофеина?
В чем заключается дихлорэтановая экстракция?


ПРИЛОЖЕНИЕ

Технологический процесс получения кофеина.
Технологический процесс выделения кофеина слагается из пяти стадий:
Водная экстракция кофеина. Экстракцию чаеформовочного материала в настоящее время ведут не на диффузионной батарее, а в реконструированном вертикальном шнековом диффузоре. Используемые экстракторы должны обеспечивать прохождение сырья в течение 1 часа и при соотношении воды и сырья 1:5 и извлекать кофеин на 92-94 %.
Дихлоэтановая экстракция кофеина. Экстракция кофеина из водной вятяжки проводится диэлорэтаном, т.к. во-первых, мала взаимная растворимость дихлорэтана и воды (при 20-250 в воде растворяется 0,71 % дихлорэтана, а в дихлорэтане – 0,12 % воды); во-вторых, значительная разница плотностей (дихлорэтан – 1,256, водной вытяжки – 1,05); в третьих, коэффициент распределения кофеина в воде и дихлорэтане при 200 равна 1,88. Экстракцию проводят в двух последовательно включенных насадочных колоннах непрерывного действия. Отработанный сок из первой колонны, где еще имеется кофеин, поступает на вторую ступень экстракции. Из дихлорэтановых растворов отгоняют дихлорэтан, а кофеин растворяют в горячей воде.
Дихлорэтановая экстракция осуществляется следующим образом. Охлажденная до 60-650 вытяжка из напорного бачка самотеком поступает в нижнюю часть первой колонны. Высота колонны – 6000 мм, диаметр – 700 мм. Заполнена колонна кольцами Рашига, которые помещаются в пяти царгах-корзинах. В решетчатом дне царг имеются направляющие трубки. Общая высота, занимаемая царгами – 3750 мм, высота колонны над царгами – 1500 мм. Колонну заливают дихлорэтаном до уровня верхней царги. Высота выше уровня дихлорэтана в колонне занята отработанной вытяжкой, которую отводят в отстойник. Отработанная вытяжка над уровнем дихлорэтана служит затвором, предохраняющим дихлорэтан от испарения. Уровень дихлорэтанового столбца в колонне сохраняется постоянным, что достигается уравнительной трубой. Поступающая вытяжка движется в колонке снизу вверх по столбу дихлорэтана, который при насыщении кофеином выводится из нижней части колонны в испаритель.













































Контрольно-измерительные средства



























Рубежный контроль №1

Вариант 1
1. Какие методы выделения в виде оснований из растительного сырья существуют для алкалоидов?
2. В чем заключается схема общего разделения алкалоидов?
3. Какая связь существует между химической структурой алкалоидов с биологическим действием?


Вариант 2
1. Формируйте общие представления по процессу масообмена.
2. Изложите общее представление о видах диффузии?
3. Какие факторы влияют на процесс диффузии.

Вариант 3
1. Объясните диффузию в движущейся среде (молекулярная диффузия внутренняя и
конвективная диффузия.
2. Дайте определение адсорбционным методам?
3. Как осуществляется процесс адсорбции?
План проведения занятия:
1. Адсорбционные процессы.
2. Технологический процесс выделения алкалоидов.
3. Описание процесса адсорбции.
4. Типовая схема непрерывного адсорбционного выделения алкалои?

Вариант 4
1. Изложите основы рациональной адсорбционной технологии?
2. Приведите примеры технологического процесса выделения алкалоидов.
3. Предложите простейшую схему эстрагирования алкалоидов из растительного сырья (на примере периодических диффузионных установок).

Вариант 5

1. В чем заключается динамическая адсорбция и десорбция?
2. Объясните примеры применения типичных изотерм мономолекулярной адсорбции на однородной поверхности.
3. Сформируйте определение «Зона массопереноса», «Фронт адсорбции».
4. Укажите области применения прибора «Анализатор динамической сорбции паров DVS Advantage».







Тестовые задания.
1. В процессе адсорбции происходит поглощение количеств вещества из газообразной среды или раствора
* электромагнитным излучением
* видимым светом
*+поверхностным слоем твердого тела
* в УФ-области
* в ИК-области
2. В процессе адсорбции происходит поглощение количеств вещества из газообразной среды или раствора
* электромагнитным излучением
* видимым светом
* в УФ-области
* в ИК-области
*+поверхностным слоем жидкости
3. Адсорбция и абсрбция – поглощение в объеме тела объединяются под общим термином
* излучение
* +сорбция
* диффузия
* перегонка
* дистилляция
4. Учение об Адсорбции является частью общей теории многокомпонентных гетерогенных систем, основы которой заложены
* Бугером
* Пельтье
* Кавенту
* Ореховым
*+Гиббсом
5. Адсорбцию связывают с
* поглощением
* излучением
*+изменением поверхностного натяжения
* дистилляцией
* изменением активности антиподов
5. Вещества, адсобция которых уменьшает поверхностное натяжение, называются
* биологически активными веществами
* +поверхностно активными веществами
* конкурентно-способными веществами
* поверхностно неактивными веществами
* оптически активными веществами
6. Вещества, на поверхности которых происходит адсорбция, называются
* биологически активными веществами
* оптически активными веществами
* +адсорбентами
* поверхностно неактивными веществами
* оптически активными веществами
7. Вещества, поглощаемые из объемной фазы, называются
* биологически активными веществами
* адсорбентами
* конкурентно-способными веществами
* +адсорбатами
* оптически активными веществами
8.При покидании поверхности адсорбированные молекулы вещества
* диффундируются
* разделяются на поверхности фаз
*+десорбируются
* деформируются
* изменяются в конформации
9. При хемосорбции молекулы адсорбата и адсорбента образуют ..
* кристаллы
*+ химические соединения
* слой двумерной жидкости
* двумерного твердого тела
* двумерного газа
10.Изотермами Адсорбции называются кривые зависимости равновесной Адсорбции от
*+ концентраций адсорбата
* длины волны * от температуры
* от частоты излучения
* от скорости света
11.Изотермами Адсорбции называются кривые зависимости равновесной Адсорбции от
* от скорости света
* длины волны * от температуры
* от частоты излучения
* + давления адсорбата
12.Процесс Адсорбции сопровождается образованием
* кристаллических форм
* аморфных форм * гидратов
* оксалатов
* + тепла
13.В биологических системах Адсорбции – первая стадия поглощения различных веществ из окружающей среды
* кристаллических форм
* аморфных форм *+субмикроскопическими коллоидными структурами
* антиподов
* левовращающего изомера
14.В биологических системах Адсорбции – первая стадия поглощения различных веществ из окружающей среды
* кристаллических форм
* аморфных форм * антиподов
* левовращающего изомера
*+органеллами
15.В биологических системах Адсорбции – первая стадия поглощения различных веществ из окружающей среды
* кристаллических форм
* аморфных форм * антиподов
*+клетками
* левовращающего изомера
16.В биологических системах Адсорбции – первая стадия поглощения различных веществ из окружающей среды
* кристаллических форм
* аморфных форм * антиподов
*+тканями
* левовращающего изомера
17. Метод анализа, основанный на различной способности компонентов анализируемой смеси к Адсорбции
* спектрофотометрический в видимой области
* колориметрический
*+хроматографический
* фотоэлектроколориметрический
* спектрофотометрический в УФ области
18. В приборе DVS Advantage используется
* +сухой газ-носитель
* парообразователь
* дистиллятор
* колонка
* хроматографическая камера
19. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
*+изучение поведения природных материалов в присутствии влаги
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
20. Область использования прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* взвешивание форм
* ионнобменная хроматография
*+стабильность фармацевтических продуктов во влажной среде
21. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
*+изучение поведения синтетических материалов в присутствии влаги
22. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
*+гигроскопичность любых материалов.
* титриметрический анализ
23. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
*+диффузия жидкости через пластиковые упаковки
24. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
*+ сорбция паров гидрофобными фармацевтическими продуктами
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
25. Область применения прибора DVS Advantage
*+ поглощение влаги и органических растворителей полимерами
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
26. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
*+ изучение динамической емкости паров воды и органических веществ для сорбентов
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
27. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
*+ поверхностная энергия и величина поверхности (БЭТ) с помощью органических молекул-зондов
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
28. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
* +расплывание веществ под воздействием влаги или паров растворителей.
29. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
*+ определение содержания аморфной фазы.
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
30. Область применения прибора DVS Advantage
* +фармацевтическая стабильность при сушке и термической обработке
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
31. Область применения прибора DVS Advantage
* высушивание гидратных форм
* хроматографическое разделение
* ионнобменная хроматография
* титриметрический анализ
*+ адсорбция в пористых телах
32. Алкалоиды из растительного сырья извлекаются в виде
*+солей слабых оснований
* сильных кислот
* слабых кислот
* сильных основании
* гидратных форм
32. Алкалоиды из растительного сырья извлекаются в виде
* солей сильных оснований
* сильных кислот
* слабых кислот
* +слабых оснваний
* гидратных форм
33. Главным представителем тропановых алкалоидов является
* тропацион
* хинин
* хинидин
* платифиллин
* +атропин
34. Главным представителем алкалоидов хинной корки является
* тропацион
*+хинин
* хинидин
* платифиллин
* атропин
35. Платифиллин выделяют в виде слабого основания из растительного сырья
* Мака снотворного
*+ Крестовника плосколистного
* Ромашки аптечной
* Шалфея лекарственного
*Анабазиса безлистного
36. На процесс молекулярной диффузии влияет
* давление
* длина волны света
* скорость света
*+температурный фактор
* форма кристаллов
37. На процесс свободной диффузии влияет
* давление
* длина волны света
* скорость света
* форма кристаллов
* +скорость диффузии
38. На процесс внутренней диффузии влияет
* давление
*+поверхность контакта двух фаз
* длина волны света
* скорость света
* форма кристаллов
39. На процесс диффузии влияет
*+толщина диффузионного слоя
* давление
* длина волны света
* скорость света
* форма кристаллов
40. На диффузионный процесс влияет
* давление
* длина волны света
* скорость света
* форма кристаллов
*+разность концентрации
41. Кинетика молекулярной диффузии изучалась ученым
* Кюри
* Магидсоном
*+Дальтоном
* Пельтье
* Ореховым
42. Кинетика диффузии изучалась ученым
* Кюри
* Магидсоном
* Пельтье
* Ореховым
* +Бертолле


43. Кинетика диффузионного процесса изучалась ученым
* Кюри
* Магидсоном
* Пельтье
*+Гремом
* Ореховым
44. Благодаря разности скоростей диффузии ВМС и НМС происходит
* десорбция
* абсорбция
*+диализ
* дистилляция
* парообразование
45. Благодаря разности скоростей диффузии ВМС и НМС происходит
* поглощение
* абсорбция
*+диализ
* дистилляция
* парообразование
46. Адсорбция играет важную роль в процессе
* поглощения
*+теплообмена
* дистилляции
* парообразования
* осаждения
47. Адсорбция играет важную роль в процессе
* поглощения
*+разделения газовых смесей
* дистилляции
* парообразования
* осаждения
47. Адсорбция играет важную роль в процессе
* поглощения
* дистилляции
* парообразования
* осаждения
*+разделения жидких смесей
48. Адсорбция играет важную роль в процессе
* дистилляции
* парообразования
* осаждения
*+биохимических систем
* поглощения
49. При короткоцикловой адсорбции в качестве твердых абсорбентов используются
* смолы
* субстанции
* стандартные образцы
*+ цеолиты
* индикаторы
50. Эргоалкалоиды выделяют из
* цветков Мака
* травы Крестовника
* цветков Ромашки
* травы Шалфея
*+ маточных рожков Спорыньи
51. При извлечении эргоалкалоидов проводят обезжирование в
* перегонном аппарате
* диффузоре
* +аппарате Сокслета
* дистилляторе
*термостате
52. Извлечение эргоалкалоидов в виде оснований проводят в присутствии
* винной кислоты
* уксусной кислоты
* серной кислоты
*+ эфира
* хлороводородной кислоты
53. Извлечение алкалоидов из травы Термопсиса в виде оснований проводят в присутствии
* винной кислоты
* +натрия гидроксида
* уксусной кислоты
* хлороводородной кислоты
* серной кислоты
54. Содержание алкалоидов пиридина в виде оснований определяют
* + титрованием сильной кислотой
* титрованием слабой кислотой
* титрованием сильным снованием
* титрованием слабым основанием
* поляриметрическим методом
55. Содержание алкалоидов пиридина в виде оснований определяют по формуле с учетом
* фактором прироста
* +влажности
* коэффициента основности
* коэффициента поправки
* коэффициента распределения
56. Для переведения алкалоидов в свободную форму табак
* переводят в кислую соль
* переводят в нейтральную соль
* +подщелачивают
* подкисляют
* перекристаллизовывают
57. Алкалоиды находятся в растительном сырье в виде
* солей сильных кислот
* слабых оснований
* сильных оснований
* солей органических кислот
* гидратов
58. В настоящее время принята классификация алкалоидов по характеру
* ароматичности
* разветвления алифатической цепи
*+ гетероциклов
* заместителей
* циклов
59. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества
* флавоноиды
* вещества основного характера
* вещества кислотного характера
*+дубильные вещества
* алкалоиды
59. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества
* флавоноиды
* вещества основного характера
* вещества кислотного характера
* алкалоиды
*+белки
60. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества
*+смолы
* вещества основного характера
* вещества кислотного характера
* флавооноиды
* алкалоиды
61. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества
* флавоноиды
* вещества основного характера
* вещества кислотного характера
*+слизи
* алкалоиды
62. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества
* флавоноиды
*+хлорофилл
* вещества основного характера
* вещества кислотного характера
* алкалоиды
63. Главную массу растительного сырья составляют балластные вещества
* флавоноиды
* вещества основного характера
*+клетчатка
* алкалоиды

64. Важнейший алкалоид из группы пиридина
* атропин
* кокаин
* папаверин
* +анабазин
* пилокарпин
65. Важнейший алкалоид из группы пиридина
* атропин
* +лобелин
* папаверин
* пилокарпин
* кокаин
66. Важнейший алкалоид из группы тропана
* атропин
* лобелин
* папаверин
* пилокарпин
*+кокаин
67. Важнейший алкалоид из группы пирролизидина
* атропин
*+платифиллин
* папаверин
* пилокарпин
* кокаин
68. Важнейший алкалоид из группы имидазола
* атропин
* лобелин
* папаверин
*+пилокарпин
* кокаин
69. Важнейший алкалоид из группы стероидных алкалоидов
* атропин
* лобелин
* папаверин
* пилокарпин
*+соласодин
70. Важнейший алкалоид из группы пуриновых производных
* атропин
* лобелин
* папаверин
*+теофиллин
* соласодин
71. Важнейший алкалоид из группы пуриновых производных
* атропин
* лобелин
*+кофеин
* пилокарпин
* соласодин
72. Важнейший алкалоид из группы пуриновых производных
* атропин
* лобелин
*+теобромин
* пилокарпин
* соласодин
73. Важнейший алкалоид из группы изохинолиновых производных
* атропин
* лобелин
* теобромин
* пилокарпин
*+морфин
74. Важнейший алкалоид из группы изохинолиновых производных
* атропин
* лобелин
*+кодеин
* пилокарпин
* анабазин
75. Важнейший алкалоид из группы изохинолиновых производных
* атропин
* лобелин
* пилокарпин
* анабазин
*+папаверин
76. Важнейший алкалоид из группы производных хинолина
* атропин
* лобелин
* пилокарпин
* анабазин
* хинин
77. Важнейший алкалоид из группы производных индола
* атропин
* лобелин
*+резерпин
* анабазин
78. Важнейший алкалоид из группы производных индола
* атропин
* лобелин
* хинин
* анабазин
*+стрихнин
79. Основные физико-химические свойства растворителей для извлечения алкалоидов
* температура затвердевания
* удельное вращение
*+температура кипения
* адсорбционная способность
* поглощающая способность
80. Основные физико-химические свойства растворителей для извлечения алкалоидов
* температура затвердевания
* удельное вращение
* адсорбционная способность
* поглощающая способность
*+теплота испарения
81. Основные физико-химические свойства растворителей для извлечения алкалоидов
*+растворимость
* температура затвердевания
* удельное вращение
* адсорбционная способность
* поглощающая способность
82. Основные физико-химические свойства растворителей для извлечения алкалоидов
* температура затвердевания
*+плотность
* удельное вращение
* адсорбционная способность
* поглощающая способность
83. Основные физико-химические свойства растворителей для извлечения алкалоидов
* температура затвердевания
* удельное вращение
*+теплоемкость
* адсорбционная способность
* поглощающая способность
84. Для разделения сложных смесей алкалоидов применяют
* перегонку с водяным паром
* простую перегонку
*+адсорбционную хроматографию
* аппарат Сокслета
* титриметрический метод
85. Для разделения сложных смесей алкалоидов применяют
* перегонку с водяным паром
* простую перегонку
* аппарат Сокслета
* титриметрический метод
*+распределительную хроматографию
86. Диффузионные процессы формулируются законом
* Бугера-Ламберта
* Бера
*+Фика
* Генри
* Бора

87. Коэффициент диффузии зависит от
* поглощения
* скорости света
* оптической активности
*+температуры растворителя
* удельного вращения
88. Коэффициент диффузии зависит от
* поглощения
* скорости света
* оптической активности
* удельного вращения
*+вязкости растворителя
89. Коэффициент диффузии зависит от
*+размера частиц растворенного вещества
* скорости света
* оптической активности
* удельного вращения
* поглощения
90. Процесс извлечения алкалоидов состоит из стадий
* +выделения и очистки алкалоида
* разделения смеси алкалоидов
* определения растворимости
* определения удельного врщаения
* определения температуры плавления
91. Процесс извлечения алкалоидов состоит из стадий
* определения внешнего осмотра растительного сырья
* определения растворимости
* определения удельного врщаения
* определения температуры плавления
*+удаления и регенерации растворителя
92. Процесс извлечения алкалоидов состоит из стадий
* определения внешнего осмотра растительного сырья
* определения растворимости
* определения удельного врщаения
* определения температуры плавления
*+удаления и регенерации растворителя
93. Основной узел установки для экстрагирования алкалоидов
* фотоэлемент
* +экстрактор
* колонка
* лампа накаливания
* хроматографическая камера
94. Основной узел установки для экстрагирования алкалоидов
* фотоэлемент
* колонка
* +мерник
* лампа накаливания
* хроматографическая камера
95. Основной узел установки для экстрагирования алкалоидов
* фотоэлемент
* колонка
* лампа накаливания
* +сборник
* хроматографическая камера
96. Основной узел установки для экстрагирования алкалоидов
* фотоэлемент
* колонка
* +конденсатор-холодильник
* лампа накаливания
* хроматографическая камера
97. Основной узел установки для экстрагирования алкалоидов
* фотоэлемент
* +вакуум-аппарат
* колонка
* лампа накаливания
* хроматографическая камера
98. Основной узел установки для экстрагирования алкалоидов
* фотоэлемент
* колонка
* лампа накаливания
* хроматографическая камера
* +водоотделитель
99. Применяемые в технологии алкалоидов экстракционные аппараты называются
* фотоэлементами
* колонками
* +диффузорами
* хроматографичесой камерой
* вакуум-аппаратами
100. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
* осаждения
* фильтрации
*+водного извлечения из растительного сырья
* промывания осадка
101. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
* осаждения
* фильтрации
* промывания осадка
*+адсорбции на твердом адсорбенте


102. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
*+десорбции промыванием подходящим растворителем
* осаждения
* фильтрации
* промывания осадка
103. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
* осаждения
* фильтрации
* промывания осадка
*+кристаллизации или очистки
104. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
*+сушки алкалоидов
* осаждения
* фильтрации
* промывания осадка
105. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
* осаждения
*+регенерации адсорбента
* фильтрации
* промывания осадка
106. Технологический процесс выделения алкалоидов включает стадию
* перегонки с водяным паром
*+регенерации растворителя
* осаждения
* фильтрации
* промывания осадка
107. Хроматографический метод может применяться для
* определения растворимости
*+разделения сложной смеси на отдельные компоненты
* определения оптической активности
* извлечения алкалоидов
* удаления балластных веществ
108. Хроматографический метод может применяться для
* определения растворимости
* определения оптической активности
* извлечения алкалоидов
* удаления балластных веществ
*+определения степени однородности химических соединений
109. Хроматографический метод может применяться для
* определения растворимости
* определения оптической активности
*+определения идентичности двух веществ и контроля технических продуктов
* извлечения алкалоидов
* удаления балластных веществ
110. Хроматографический метод может применяться для
* определения растворимости
* определения оптической активности
* извлечения алкалоидов
*+количественного определения одного или нескольких компонентов
* удаления балластных веществ
111. Хроматографический метод может применяться для
* определения растворимости
*+определения молекулярной структуры
* определения оптической активности
* извлечения алкалоидов
* удаления балластных веществ
112. Полнота разделения адсорбированных соединений зависит от различных условий
*+рода адсорбента
* активности изомеров
* вида изомера
* концентрации растворителя
* объема растворителя
113. Полнота разделения адсорбированных соединений зависит от различных условий
* активности изомеров
* вида изомера
* концентрации растворителя
* объема растворителя
*+выбора растворителя
114. Полнота разделения адсорбированных соединений зависит от различных условий
* активности изомеров
* вида изомера
*+концентрации растворенного вещества
* концентрации растворителя
* объема растворителя
115. Требование для ионитов
* растворимость в органических растворителях
*+нерастворимость в воде
* растворимость в воде
* амфотерные свойства
* способность поглощать излучение
116. Требование для ионитов
* растворимость в органических растворителях
* растворимость в воде
*+нерастворимость в органических растворителях
* амфотерные свойства
* способность поглощать излучение
117. Требование для ионитов
* растворимость в органических растворителях
* растворимость в воде
* амфотерные свойства
* способность поглощать излучение
*+способность к ионному обмену
118. При Н-катионировании натрия хлорида образуется раствор
* уксусной кислоты
* +соляной кислоты
* серной кислоты
* натрия гидроксида
* аммония гидроксида
119. Na-катионитовые фильтры применяют для умягчения жесткой воды, содержащей катионы
* хлорида
* +магния
* сульфата
* ацетата
* оксалата
120. Na-катионитовые фильтры применяют для умягчения жесткой воды, содержащей катионы
* хлорида
* сульфата
* ацетата
* оксалата
* +кальция
121. Примером промышленного применения ОН-ионирования является нейтрализация растворов
* уксусной кислоты
*+соляной кислоты
* аммония гидроксида
* натрия гидроксида
* калия гидроксида
122. Первый алкалоид, выделенный из среднеазиатского растения – Ежовник безлистный
* гиосциамин
* скополамин
*+анабазин
* этилморфин
* глауцин
123. Анабазин близок к , содержащемуся в табаке и махорке
* гиосциамин
*+никотин
* скополамин
* этилморфин
* глауцин
124. При окислении анабазина образуется
* виннокаменная кислота
* меконовая кислота
*+никотиновая кислота
* молочная кислота
* яблочная кислота
125. Алкалоид анабазин содержится в растительном сырье в виде ...
* соли виннокаменной кислоты
* соли яблочной кислоты
*+щавелевокислой соли
* азотнокислой соли
* хороводородной соли
126. Схема производства кофеина включает
* фотоэлемент
* хроматографическую камеру
*+испаритель
* перегонный аппарат
* аппарат для титрования
127. Схема производства кофеина включает
* фотоэлемент
* хроматографическую камеру
* перегонный аппарат
* аппарат для титрования
*+кристаллизатор
128. Схема производства кофеина включает
* фотоэлемент
* хроматографическую камеру
* перегонный аппарат
*+сушилка
* аппарат для титрования
129. Схема производства кофеина включает
* фотоэлемент
* хроматографическую камеру
* перегонный аппарат
*+друк-фильтр
* аппарат для титрования
130. Схема производства кофеина включает
*+холодильник
* фотоэлемент
* хроматографическую камеру
* перегонный аппарат
* аппарат для титрования
131. Схема производства кофеина включает
* фотоэлемент
*+вакуум-аппарат
* хроматографическую камеру
* перегонный аппарат
* аппарат для титрования
132. Схема производства кофеина включает
* фотоэлемент
* хроматографическую камеру
* перегонный аппарат
* аппарат для титрования
*+вакуум-фильтр
133. Опий – высушенный на воздухе млечный сок, вытекающий из надрезов недозрелых коробочек
* Ежовника безлистного
* Крестовника широколистного
*+Мака снотворного
* Шалфея лекарственного
* Ромашки аптечной
134. Алкалоиды в опии содержатся в виде солей кислоты
* яблочной
* молочной
* азотной
*+меконовой
* соляной
135. В основе строения алкалоида морфина содержится ядро
* хинина
* тропана
*+фенантрена
* имидазола
* индола
136. Морфин кристаллизуется с молекулой
* соляной кислоты
* серной кислоты
* азотной кислоты
*+воды
* фосфорной кислоты
137. Морфин является
* трехкислотным основанием
*+однокислотным основанием
* двукислотным основанием
* четырехкислотным основанием
* многокислотным основанием
138. Морфин представляет производное гексагидрофенантрена с
* аминогруппой
*+фенольной гидроксильной группой
* иминогруппой
* карбоксильной группой
* карбонильной группой
139. Морфин представляет производное гексагидрофенантрена с
* аминогруппой
*+спиртовой гидроксильной группой
* иминогруппой
* карбоксильной группой
* карбонильной группой
140. Морфин представляет производное гексагидрофенантрена с
* аминогруппой
* иминогруппой
* карбоксильной группой
* карбонильной группой
*+кислородным мостиком между положением 4 и 5, образующим пятичленный фурановый цикл, а также азотсодержащей цепью
141. Морфин представляет производное гексагидрофенантрена с
* аминогруппой
*+спиртовой гидроксильной группой
* иминогруппой
* карбоксильной группой
* карбонильной группой
142. Разработаны технологические методы, связанные производством морфина, под руководством
* Пономарева
* Магидсона
* +Каневской
* Золотова
* Шилова
143. Разработаны технологические методы, связанные производством морфина, под руководством
* Пономарева
* Магидсона
* Золотова
* Шилова
* +Чичибабина
144. Разработаны технологические методы, связанные производством морфина, под руководством
* +Родионова
* Пономарева
* Магидсона
* Золотова
* Шилова
145. Наряду с морфином по методу Каневской-Клячкиной извлекается
* никотин
* анабазин
*+наркотин
* гиосциамин
* теофиллин
146. Наряду с морфином по методу Каневской-Клячкиной извлекается
* никотин
* анабазин
* гиосциамин
* теофиллин
*+кодеин
147. Наряду с морфином по методу Каневской-Клячкиной извлекается
* никотин
* анабазин
*+тебаин
* гиосциамин
* теофиллин
148. Наряду с морфином по методу Каневской-Клячкиной извлекается
* никотин
* анабазин
* гиосциамин
*+папаверин
* теофиллин
149. Разделение связано с различной алкалоидов
* растворимостью
* степенью диссоциации
*+основностью
* кислотностью
* кристаллизацией
150. Основу тропановых алкалоидов составляет
* хинолин
* пиперидин
* пирролидин
*+тропан
* экгонин
151. Тропан – конденсированная система двух колец
* пиперидина и хинолина
*+пиперидина и пирролидина
* пиридина и имидазола
* индола и бензола
* бензола и пиридина
152. Тропановые алкалоиды содержатся в
* Крестовнике
* Ромашке
* Шалфее
*+Красавке
* Спорынье
153. Тропановые алкалоиды содержатся в
* Крестовнике
* Ромашке
* Шалфее
* Спорынье
*+Белене
154. Тропановые алкалоиды содержатся в
* Крестовнике
*+Дурмане
* Ромашке
* Шалфее
* Спорынье
155. Одним из главных сырьевых источников для получения гиосциамина служат корень
* Крестовника
* Дурмана
* Ромашки
* Шалфея
* +Скополии
156. Одним из главных сырьевых источников для получения гиосциамина служат корень
* Крестовника
* Дурмана
* +Мандрагоры
* Ромашки
* Шалфея
157. При нагревании с натрия гидроксидом гиосциамин разлагается на
* тропан и дифенилуксусную кислоту
*+ тропан и троповую кислоту
* тропан и пропионовую кислоту
* хинин и уксусную кислоту
* хинин и аминокапроновую кислоту
158. Атропин является тропиновым эфиром
* дифенилуксусной кислоты
*+ троповой кислоты
* пропионовой кислоты
* уксусной кислоты
* аминокапроновой кислоты
159. Атропин в незначительном количестве содержится в растениях совместно со своим стереоизомером
* теофиллином
* теобромином
* скопламином
*+гиосциамином
* кокаином
160. Сложная молекуля кокаина при расшеплении выделяет основание
* тропин
* хинолин
* морфин
*+экгонин
* диэтиламиноэтанол
161. Экгонин представляет продукт конденсации двух гидрированных гетероциклов
* пирролидина и имидазола
*+пирролидина и пиперидина
* бензола и пиридина
* бензола и пиперазина
* пиримидина и пиридина
162. Алкалоиды Раувольфии представлены производными
* имидазола
*+ индола
* пиридина
* тропана
* хинолина
163. Среди группы алкалоидов Раувольфии выделяют тип
* имидазола
* пиридина
* тропана
* хинолина
* +серпентина
164. Среди группы алкалоидов Раувольфии выделяют тип
* имидазола
* пиридина
* +аймалина
* тропана
* хинолина
165. Папаверин был веделен из опия в 1848 г
* Сиддикви
* Родионовым
* +Мерком
* Шапошниковым
*Лурье
166. Полусинтетический способ кодеина из морфина предложен
* Сиддикви
*+Родионовым и Шапошниковым
* Мерком
* Каневской
*Лурье
167. Промышденный способ папаверина был осуществлен из
* фенола
* п-аминобензойной кислоты
*+пирокатехина
* фенилгидразина
* ацетоуксусного эфира
168. Синтетическим заменителем папаверина является
* новокаин
* промедол
* фентанил
* +дибазол
* прозерин
169. Синтетическим заменителем морфина является
* новокаин
* +промедол
* фентанил
* дибазол
* прозерин
170. Технологический процесс производства папаверина из пирокатехина слагается из нескольких стадий, одной из которых является
* получение диметоксиизохинолина
* получение гемипиновой кислоты
* +получение вератрола
* получение диметилового эфира гомовератрола
* получение тропинового эфира троповой кислоты
171. Технологический процесс производства папаверина из пирокатехина слагается из нескольких стадий, одной из которых является
* получение диметоксиизохинолина
* получение гемипиновой кислоты
* получение диметилового эфира гомовератрола
* +получение 3,4-диметоксибензилхлорида
* получение тропинового эфира троповой кислоты
172. Технологический процесс производства папаверина из пирокатехина слагается из нескольких стадий, одной из которых является
*+ получение 2,4-диметоксибензилцианида
* получение диметоксиизохинолина
* получение гемипиновой кислоты
* получение диметилового эфира гомовератрола
* получение тропинового эфира троповой кислоты
173. Технологический процесс производства папаверина из пирокатехина слагается из нескольких стадий, одной из которых является
* получение диметоксиизохинолина
* получение гемипиновой кислоты
* получение диметилового эфира гомовератрола
* получение тропинового эфира троповой кислоты
*+ получение 2,4-диметоксифенилэтиламина
174. Технологический процесс производства папаверина из пирокатехина слагается из нескольких стадий, одной из которых является
* получение диметоксиизохинолина
*+ получение 3,4-диметоксифенилуксусной кислоты
* получение гемипиновой кислоты
* получение диметилового эфира гомовератрола
* получение тропинового эфира троповой кислоты
175. Технологический процесс производства папаверина из пирокатехина слагается из нескольких стадий, одной из которых является
* получение диметоксиизохинолина
* получение гемипиновой кислоты
*+ получение дигидропапаверина
* получение диметилового эфира гомовератрола
* получение тропинового эфира троповой кислоты
176. Известно несколько способов получения синтетического кофеина
* из морфина
* фенилметилпиразолона
* пиколина
* сорбозы
* +гуанина
177. Известно несколько способов получения синтетического кофеина
* из морфина
* фенилметилпиразолона
* пиколина
* +ксантина
* сорбозы
178. Известно несколько способов получения синтетического кофеина
* из морфина
* +диметилмочевины
* фенилметилпиразолона
* пиколина
* сорбозы
179. Известно несколько способов получения синтетического кофеина
* из морфина
* фенилметилпиразолона
* пиколина
* +монохлоруксусной кислоты
* сорбозы
180. Терапевтическое значение среди хинолоновых алкалоидов имеет ...
* хинидин
* нитроксолин
* +хинозол
* оксилидин
* ацеклидин
181. Терапевтическое значение среди хинолоновых алкалоидов имеет
* хинидин
* нитроксолин
* оксилидин
* +совкаин
* ацеклидин
182. Из хинной корки была выделена
* монохлоруксусная кислота
* гемипиновая кислота
* яблочная кислота
* троповая кислота
* +хининовая кислота

2-й кредит
1. Промышленное производство лекарственных препаратов нормируется:
А. требованиями ВОЗ
+Б. технологическим регламентом
В. рецептом
Г. инструкцией
Д. лицензией
2. Накопление статического заряда на сите зависит от:
А. формы и размера отверстий сетки
Б. толщины слоя материала на сетке
+В. влажности материала
Г. скорости движения материала на сетке
Д. характера движения и длины пути материала
3. Возможные причины терапевтической неэквивалентности одинаковых по дозе и лекарственной форме, выпущенных разными заводами:
+А. технология
Б. дозировка лекарственного вещества
В. пол и возраст больного
Г. пути введения
Д. лекарственная форма
4. Вспомогательные вещества в производстве таблеток кофеина бензоата натрия, ответственные за распадаемость:
А. наполнители
+Б. разрыхлители
В. скользящие
Г. антиоксиданты
Д. загустители
5. Стадия технологического процесса производства таблеток кофеина бензоата натрия, идущая после гранулирования:
А. прессование
Б. маркировка
+В. опудривание
Г. нанесение оболочек
Д. смешивание
6. Правила GМР не регламентируют:
А. фармацевтическую терминологию
+Б. требования к биологической доступности препарата
В. требования к зданиям и помещениям фармпроизводства
Г. требования к персоналу
Д. необходимость валидации
7. Количество высвободившегося из таблеток кофеина бензоата натрия лекарственного вещества по тесту «Растворение» должно составлять:
А. 30% за 45 минут
Б. 40% за 15 минут
В. 100% за 60 минут
+Г. 75%о за 45 минут
Д. 50%о за 30 минут
8. Капельный способ получения желатиновых капсул основан на:
А. погружении форм в желатиновую массу
+Б. экструзии лекарственного вещества через желатиновую пленку
В. штамповке капсул из желатиновой ленты
Г. явлении коацервации
Д. формировании капсул из желатиновой ленты
9. При производстве сборов лекарственного сырья после измельченепия следует технологическая стадия:
А. маркировки
Б. смешивания
+В. просеивания
Г. измельчения
Д. дозирования
10. В состав галеновых препаратов входят:
А. только индивидуальное действующее вещество
+Б. сумма действующих веществ
В. загустители
Г. корригенты запаха
Д. подсластители
11. Скорость молекулярной диффузии не зависит от:
А. температуры
Б. радиуса диффундирующих молекул
В. разности концентраций на границе фаз
Г. площади межфазной поверхности
+Д. атмосферного давления
12. Для очистки извлечений при получении жидких экстрактов используют:
А. перекристаллизацию
+Б. отстаивание и фильтрование
В. ионный обмен
Г. хроматографирование
Д. перегонку
13. Экстрагирорвание растительного сырья методом мацерации ускоряют:
+А. делением экстрагента на части
Б. предварительным намачиванием сырья
В. делением сырья на части
Г. увеличением времени настаивания
Д. повышением давления
14. Масляные экстракты из растительного сырья получают:
А. реперколяцией
Б. барботированием
+В. мацерацией с нагреванием
Г. циркуляционной экстракцией
Д. перколяцией
15. Растворители для инъекционных растворов не должны обладать:
А. высокой растворяющей способностью
Б. химической чистотой
В. устойчивостью при хранении
Г. фармакологической индифферентностью
+Д. низкой температурой кипения
16. Укажите основные требования, предъявляемые ГФ XI к инъекционным лекарственным формам, в нужной последовательности:
А. апирогенность, стабильность, отсутствие механических включений, стерильность
Б. стабильность, апирогенность, низкая вязкость, стерильность
В. отсутствие механических включений, стерильность, апирогенность, низкая вязкость
Г. стерильность, низкая вязкость, стабильность
+Д. стерильность, свобода от механических включений, апирогенность, нетоксичность
17. Для очистки инъекционных растворов от механических включений в заводских условиях можно использовать:
+А. мембранные фильтры
Б. фильтр-грибок
В. нутч-фильтр
Г. отстаивание
Д. центрифугирование
18. Запайка ампул с капиллярами тонкого диаметра осуществляется:
А. отжигом
+Б. плавлением концов капилляров
В. наплавкой на капилляр стеклянной пыли
Г. оттяжкой капилляров
Д. нанесением расплавленного стекла
19. Стерилизацию термолабильных инъекционных растворов проводят:
А. химическим путем
+Б. фильтрованием
В. паром под давлением
Г. газом
Д. горячим воздухом
20. Очистка органопрепаратов для парентерального введения не производится:
А. методом смены растворителей
Б. ультрафильтрацией
В. хроматографией
Г. фракционированием
+Д. ультразвуковым воздействием
21. Аэрозольные баллоны наполняют:
А. при перемешивании
Б. при нагревании
В. при разрежении
+Г. при повышенном давлении
Д. самотеком
22. Последовательность сплавления компонентов мазевых растительных основ:
А. в порядке возрастания температуры плавления
+Б. в порядке убывания температуры плавления
В. сначала - углеводородные основы, затем - жировые
Г. сначала - жировые, затем - углеводородные основы
Д. растворение компонентов основы при нагревании в жирных и минеральных маслах
23. Биологическая доступность лекарственных препаратов определяется методом:
+А. фармакокинетическим
Б. фотометрическим
В. объемным
Г. титриметрическим
Д. фармакопейным
24. Для механического диспергирования в вязкой среде используют:
А. пропеллерные мешалки
Б. ультразвук
В. турбинные мешалки
Г. жидкостной свисток
+Д. якорные мешалки
25. К сушилкам контактного типа относится:
+А. вальцовая вакуум-сушилка
Б. распылительная сушилка
В. ленточная сушилка
Г. сорбционная сушилка
Д. сублимационная сушилка
26. Гранулят опудривают для:
А. улучшения прессуемости
+Б. улучшения сыпучести
В. улучшения распадаемости
Г. предотвращения отсыревания
Д. однородности распределения лекарственных веществ
27. Для смешивания увлажненных порошкообразных материалов применяют смесители:
А. с вращающимся корпусом
+Б. с вращающимися лопастями
В. пневматические
Г. с псевдоожижением
Д. центробежного действия
28. Условия таблетирования на ротационном таблеточном прессе:
+А. дозирование сыпучих масс по объему
Б. таблетирование за счет одностороннего удара верхним пуансоном
В. создание одностороннего, постепенно нарастающего давления на прессуемый материал
Г. формирование увлажненной массы в специальных формах
Д. формование таблеток путем компактирования
29. Для анализа гранулята не используют следующий показатель:
+А. среднюю массу гранул и отклонение от нее с целью определения однородности
Б. гранулометрический состав
В. насыпную плотность
Г. сыпучесть
Д. влагосодержание
30. Прямым прессованием таблетируют лекарственные вещества:
+А. с кристаллами изометрической формы, обладающие хорошей сыпучестью
Б. входящие в таблетки в большом количестве
В. предварительно обработанные ПАВ
Г. обладающие хорошими склеивающими свойствами
Д. имеющие большую плотность
31. Для оценки качества желатиновых капсул не используют показатель:
А. средняя масса и отклонение от нее
Б. однородность дозирования
В. распадаемость
+Г. время полной деформации
Д. растворение
32. В промышленности суспензии не получают:
+А. акустическим перемешиванием
Б. диспергированием твердой фазы в дисперсионной среде
В. конденсацией
Г. ультразвуковым диспергированием
Д. с помощью турбинных мешалок
33. В состав фитопрепаратов индивидуальных веществ входят:
+А. индивидуальное действующее вещество
Б. термостабилизирующие добавки
В. сопутствующие вещества
Г. комплексные соединения
Д. смолы
34. Циркуляционная экстракция - это:
А. мацерация с циркуляцией экстрагента
Б. экстракция в поле центробежных сил
+В. многократная экстракция одной и той же порции сырья одной порцией экстрагента
Г. экстрагирование с использованием РПА
Д. экстрагирование в батарее перколяторов
35. Способом очистки при получении максимально очищенных фитопрепаратов не является:
А. смена растворителя
Б. высаливание
+В. электролиз
Г. жидкостная экстракция
Д. хроматография
36. К методам очистки соков из растительного сырья не относится:
А. высаливание
Б. центрифугирование
+В. хроматография
Г. добавление этанола высокой концентрации
Д. фильтрование
37. На скорость процесса экстракции не влияет:
+А. продолжительность процесса извлечения
Б. разность концентраций
В. измельченность сырья
Г. температура
Д. вязкость экстрагента
38. В число требований к стеклу для изготовления ампул не входит:
А. термическая устойчивость
Б. химическая устойчивость
В. прозрачность
+Г. тугоплавкость
Д. отсутствие механических включений
39. Оценку качества дрота не осуществляют по:
А. толщине стенок
Б. наружному диаметру
В. конусности
+Г. внутреннему диаметру
Д. кривизне
40. Мойка дрота осуществляется способом:
А. химическим
Б. вакуумным
+В. камерным
Г. параконденсационным
Д. механическим
41. Внутреннюю мойку ампул не осуществляют способом:
А. шприцевым
+Б. камерным
В. вакуумным
Г. ультразвуковым
Д. параконденсационным
42. В заводских условиях для получения воды для инъекций не ис¬пользуют:
А. колонный трехступенчатый аквадистиллятор
Б. термокомпрессионный аквадистиллятор
+В. дистиллятор Д-1
Г. аквадистиллятор трехкорпусной
Д. аквадистиллятор «финн-аква»
43. К препаратам высушенных желез относятся:
А. инсулин
Б. пантокрин
В. гематоген
Г. пепсин
+Д. тиреоидин
44. Аэрозольные баллоны не проверяют по следующим показателям качества:
А. равномерность толщины стенок
Б. прочность
+В. прозрачность
Г. химическая стойкость
Д. наличие внешнего покрытия
45. Расходный коэффициент - это:
А. количество вещества, используемое для получения заданного количества препарата
+Б. отношение массы исходных компонентов к массе готового продукта
В. отношение массы готового продукта к массе исходных материалов
Г. отношение массы материальных потерь к массе исходных материалов
Д. сумма масс потерь и исходного материала
46. Выпаривание - это процесс концентрирования растворов путем:
А. частичного удаления жидкого летучего растворителя в поверхности материала
+Б. частичного удаления жидкого летучего растворителя при кипении за счет образования пара внутри упариваемой жидкости
В. испарения и отвода образующихся паров
Г. полного удаления растворителя
Д. смены растворителей
47. Насыпная плотность порошков не зависит от:
А. формы частиц
Б. размера частиц
В. влагосодержания
Г. истинной плотности
+Д. смачиваемости
48. При производстве таблеток крахмал не используют в качестве:
А. разрыхляющего вещества
Б. скользящего вещества
В. склеивающего вещества
+Г. пролонгатора
Д. наполнителя
49. Способ получения тритурационных таблеток:
А. прессование гранулята
Б. гранулирование влажных масс
В. выкатывание
Г. дражирование
+Д. формование влажных масс
50. Механическая прочность таблеток зависит от:
А. присутствия пролонгаторов
Б. массы таблетки
В. насыпной массы гранулята
+Г. остаточной влажности
Д. количества разрыхляющих веществ
51. Распадаемость таблеток зависит от:
А. количества скользящих веществ
+Б. давления прессования
В. формы частиц порошка
Г. количества антифрикционных веществ
Д. массы таблеток
52. Покрытие таблеток оболочками не влияет на:
+А. точность дозирования лекарственных веществ
Б. защиту от воздействия внешней среды
В. локализацию действия
Г. улучшение органолептических свойств таблеток
Д. пролонгирование действия
53. Роторно-матричный способ получения желатиновых капсул основан на:
+А. штамповке половинок капсульной оболочки с одновременным формированием их в целые капсулы и заполнением
Б. формировании капсул с помощью специальных матриц, снабженных пуансонами
В. формировании капсульной оболочки с помощью горизонтального пресса с матрицами
Г. экстразии желатиновой массы и масляного раствора лекарственного вещества
Д. формовании оболочки капсул путем компактирования
54. В состав максимально очищенных фитопрепаратов входят:
+А. сумма действующих веществ
Б. сумма экстрактивных веществ
В. вспомогательные вещества
Г. красящие вещества
Д. смолы
55. В процессе экстракции растительного сырья не происходит:
А. диализ экстрагента внутрь клетки
Б. десорбция
В. растворение клеточного содержимого
Г. диффузия
+Д. адсорбция
56. К статическим способам экстракции растительного сырья относится:
+А. мацерация
Б. мацерация с циркуляцией экстрагента
В. непрерывное противоточное экстрагирование
Г. перколяция
Д. реперколяция
57. Очистку настоек из растительного сырья осуществляют способом:
А. диализа
Б. высаливания
В. спиртоочистки
+Г. отстаивания и фильтрации
Д. сорбции
58. Качество настоек в соответствии с ГФ XI не оценивают по показателю:
А. содержание спирта
Б. содержание тяжелых металлов
В. сухой остаток
Г. содержание действующих веществ
+Д. содержание воды
59. Оценка качества ампульного стекла не осуществляется по показателю:
А. химическая стойкость
Б. водостойкость
В. термическая устойчивость
Г. щелочестойкость
+Д. температура плавления
60. Помещение класса чистоты А используют для:
А. мойки дрота
Б. выделки ампул
В. этикетировки ампул
+Г. заполнения ампул инъекционным раствором
Д. отжига ампул
61. Деминерализацию воды не осуществляют:
А. обратным осмосом
Б. электродиализом
В. ионным обменом
Г. ультрафильтрацией
+Д. осаждением
62. Ультразвуковой метод мойки ампул позволяет осуществлять:
А. снятие внутренних напряжений в ампульном стекле
Б. приваривание частиц стеклянной пыли к внутренней поверхности ампул
В. бактериостатическое действие
Г. отбраковку ампул с нарушенной целостностью
+Д. удаление прочно удерживаемых загрязнений
63. Контроль качества растворов в ампулах не осуществляют по показателю:
А. пирогенности
Б. стерильности
В. отсутствия механических включений
Г. качественного и количественного анализа действующих веществ
+Д. изогидричности
64. К пропеллентам не относятся:
А. фреоны
Б. пропан
В. винилхлорид
Г. диоксид углерода
+Д. ацетон
65. Технологический регламент не включает раздел:
А. характеристика готового продукта
Б. технологическая схема производства
В. аппаратурная схема производства
Г. спецификации оборудования
+Д. химическая схема стабилизации лекарственных препаратов
66. К экстракционным органопрепаратам для парентерального применения относится:
+А. инсулин
Б. пантокрин
В. тиреоидин
Г. пепсин
Д. адиурекрин
67. К сушилкам конвективного типа относится:
А. одновальцовая вакуум-сушилка
+Б. распылительная сушилка
В. двухвальцовая вакуум-сушилка
Г. сорбционная сушилка
Д. сублимационная сушилка
68. Точность дозирования порошков зависит от следующего технологического свойства:
+А. сыпучести
Б. насыпной массы
В. прессуемости
Г. плотности
Д. внешнего вида
69. Влажность порошка влияет на:
+А. сыпучесть
Б. фракционный состав
В. форму частиц
Г. удельная поверхность
Д. размер частиц
70. Прямым прессованием не получают таблетки из:
+А. кальция лактата
Б. бромкамфоры
В. гексаметилентетрамина
Г. натрия хлорида
Д. калия йодида
71. В технологическом цикле таблетирования на РТМ выделяют:
А. измельчение
+Б. дозирование
В. нанесение оболочки
Г. определение массы таблетки
Д. упаковку в конвалюты
72. Вспомогательные вещества, вводимые в таблетируемуго массу в количестве более 1%:
А. кислота стеариновая
Б. твин-80
В. кальция стеарат
+Г. крахмал
Д. магния стеарат
73. Требования, не предъявляемые ГФ XI к таблеткам:
А. механическая прочность
Б. точность дозирования
+В. локализация действия лекарственных веществ
Г. распадаемость
Д. внешний вид
74. В состав желатиновой массы для производства капсул не входит:
А. желатин
Б. красители
В. нипагин, нипазол
Г. вода
+Д. оливковое масло
75. При производстве жидких экстрактов используют:
А. воду
Б. эфир петролейный
В. эфир диэтиловый
+Г. спирто-водные растворы
Д. хлороформ
76. Оценка сухих экстрактов проводится по:
А. сухому остатку
+Б. содержанию влаги
В. плотности
Г. содержанию спирта
Д. содержанию наполнителей
77. При производстве густых экстрактов не используют методы очистки вытяжки:
А. отстаивание
Б. применение адсорбентов
В. спиртоочистку
Г. кипячение
+Д. центрифугирование
78. Для проведения непрерывного противоточного экстрагирования с одновременным перемещением сырья и экстрагента используют:
А. перколятор с РПА
Б. аппарат Сокслета
+В. пружинно-лопастной экстрактор
Г. смеситель
Д. батарею диффузоров
79. Основное отличие новогаленовых препаратов от галеновых:
А. отсутствие побочного действия
Б. упрощенная технологическая схема получения
В. содержание комплекса нативных веществ в нативном состоянии
+Г. возможность применения их в виде инъекционных растворов
Д. высокая стабильность
80. Термическая стойкость ампулыного стекла оценивается по способности выдерживать:
А. агрессивность среды внутреннего содержимого
Б. длительное замораживание
В. длительное нагревание
+Г. перепады температуры от 180°С до 20°С
Д. кратковременное нагревание
81. Технологический прием, используемый для получения воды апирогенной:
А. обработка обессоленной воды активированным углем
+Б. сепарация паровой фазы от капельной
В. кипячение воды при температуре 100°С в течение 2 часов
Г. центрифугирование
Д. отстаивание
82. Для стерилизации растворов фильтрованием используют:
+А. мембранные фильтры с порами 0,22 и 0,3 мкм
Б. мембранные фильтры с порами 0,45 мкм
В. глубинные фильтры
Г. фильтры ХНИХФИ
Д. насыпные фильтры
83. Недостатком способа изготовления ампул с помощью роторно-стеклоформующего автомата является:
+А. возникновение напряжений в стекле
Б. низкая производительность
В. образование стеклянной пыли, попадающей внутрь ампулы
Г. большой процент брака
Д. невозможность получения безвакуумных ампул
84. Способ наполнения ампул масляными растворами:
А. вакуумный
Б. ультразвуковой
+В. шприцевой
Г. контактный
Д. центробежный
85. Пролонгирование действия инсулина достигается:
А. совместным осаждением комплекса инсулина с солями меди
Б. совместным осаждением с трилоном Б
+В. получением кристаллической формы
Г. микрогранулированием
Д. созданием пероральной лекарственной формы
86. Для введения лекарственных веществ в основу и гомогенизации мазей в заводском производстве используют:
А. паровой змеевик
Б. магнитострикционный излучатель
+В. реактор с РПА
Г. жерновые мельницы
Д. вальцовые мазетерки
87. Исходными компонентами для приготовления лейкопластыря являются:
+А. каучук, канифоль, бензин, цинка оксид, ланолин, парафин жидкий, неозон
Б. окись свинца, масло подсолнечное, свиной жир, вода
В. воск, парафин, вазелин, ланолин
Г. канифоль, парафин, петролатум
Д. каучук, бензин, цинка оксид, ланолин, парафин
88. При ультразвуковом диспергировании не происходит:
А. мощного гидравлического воздействия, вызывающего разрушение нестойких веществ
Б. последовательного создания зон сжатия и разрежения
+В. образования кавитационных пузырьков в фазе сжатия
Г. образования кавитационных пузырьков в фазе разрежения
Д. образования кавитационных полостей на границе раздела фаз
89. Побочные явления при выпаривании, снижающие теплопередачу:
А. пенообразование и брызгоунос
Б. температурная депрессия
В. массопередача
+Г. инкрустация
Д. гидравлическая депрессия
90. Таблетки типа «ретард» получают:
А. двойным прессованием
Б. прямым прессованием
+В. прессованием микрокапсулированных продуктов
Г. изменением формы матрицы
Д. формованием
91. Гранулирование в процессе таблетирования не позволяет:
А. улучшить сыпучесть порошков
Б. повысить точность дозирования
+В. обеспечить скорость высвобождения лекарственных веществ
Г. предотвратить расслоение многокомпонентных таблетируемых масс
Д. обеспечить равномерное распределение активного компонента
92. Метод получения мягких бесшовных капсул:
А. макания
Б. роторно-матричный
В. штамповки
+Г. капельный
Д. дражирование
93. Разделение твердых и жидких фаз в технологии инъекционных растворов может осуществляться:
А. адсорбцией
Б. экстрагированием
+В. фильтрованием
Г. прессованием
Д. ионным обменом
94. К галеновым препаратам относятся:
+А. настойки
Б. спансулы
В. микстуры
Г. болюсы
Д. дурулы
95. Технологическая схема производства настоек методом мацерации состоит из стадий:
А. настаивание, слив готовой вытяжки, фильтрование, фасовка
Б. настаивание, слив готовой вытяжки, фильтрование, упаривание
+В. настаивание, слив готовой вытяжки, отстаивание, фильтрование, стандартизация, фасовка
Г. настаивание, слив готовой вытяжки, стандартизация
Д. настаивание, упаривание, стандартизация, фасовка
96. Необходимым условием обеспечения качества лекарственных средств не является:
А. наличие достаточного количества квалифицированного персонала на предприятии
Б. использование высоких технологий
В. стандартность лекарственных субстанций и вспомогательных веществ
Г. производственный контроль и валидация
+Д. организация перекрестных технологических потоков
97. Технологическая схема производства максимально очищенных фитопрепаратов не включает:
А. экстракцию лекарственного растительного сырья
Б. очистку извлечения
В. выпаривание, сушку
+Г. химическую стерилизацию
Д. получение лекарственной формы
98. Для проведения экстракционной очистки в системах «жидкость-жидкость» используют:
А. дисковый диффузионный аппарат
Б. экстракторы с РПА
+В. центробежные экстракторы
Г. экстракторы с мешалками
Д. пружинно-лопастной экстрактор
99. Химическая стойкость ампульного стекла оценивается по изменению рН воды до и после:
+А. стерилизации ампул
Б. добавления активированного угля
В. кипячения
Г. отжига
Д. резки капилляров
100. Аэрозольные баллоны не изготавливают из:
А. алюминия
Б. стекла
В. пластмассы
Г. стали
+Д. металлокерамики
101. Пирогенные вещества из инъекционных растворов удаляют:
А. термической обработкой в автоклаве при 120°С в течение одного часа
Б. центрифугированием
В. микрофильтрованием
+Г. ультрафильтрованием
Д. отстаиванием
102. Микрокапсулирование лекарственного средства не позволяет:
А. модифицировать параметры высвобождения
+Б. повышать растворимость
В. стабилизировать в процессе хранения
Г. программировать высвобождение
Д. маскировать вкус, запах
103. К мазевым основам предъявляются следующие требования:
А. низкая температура плавления
+Б. совместимость с лекарственными веществами
В. прозрачность
Г. прочность
Д. чистота
104. Экологически чистый и наименее энергоемкий метод деминерализации воды:
А. дистилляция
Б. ионный обмен
+В. электродиализ
Г. прямой осмос
Д. ультрафильтрация
105. «Чистые» помещения - это помещения для:
А. санитарной обработки персонала
+Б. изготовления стерильных лекарственных форм с чистотой воздуха, нормируемой по содержанию механических частиц и микроорганизмов
В. стерилизации продукции
Г. анализа продукции
Д. сушки гранулята
106. К технологическим свойствам порошков не относится:
А. насыпная масса
Б. текучесть
В. прессуемость
+Г. пористость
Д. фракционный состав
107. В технологическом процессе производства твердых разъемных желатиновых капсул за комплектацией капсул следует стадия:
А. окраски
+Б. наполнения
В. гидрофобизации поверхности
Г. сушки, шлифовки
Д. упаковки в блистеры
108. При оценке качества жидких экстрактов не проверяются показатели:
А. содержания спирта
Б. содержания действующих веществ
+В. содержания влаги
Г. плотности
Д. сухого остатка
109. При получении максимально очищенных фитопрепаратов не применяют следующий способ очистки извлечений:
А. жидкостную экстракцию
+Б. дистилляцию
В. высаливание и смену растворителя
Г. диализ и электродиализ
Д. ионный обмен действующих или балластных веществ
110. Методы получения настоек:
А. противоточная экстракция и перколяция
+Б. перколяция и ускоренная дробная мацерация
В. экстракция сжиженными газами
Г. реперколяция
Д. циркуляционная экстракция
111. Укажите стадию технологического процесса при производстве сухих экстрактов, который идет после экстракции:
А. сгущение
Б. выпаривание
+В. очистка извлечения
Г. стандартизация
Д. сушка
112. При получении извлечений в производстве адонизида используют следующий метод экстракции:
А. дробная мацерация
Б. перколяция
В. мацерация
Г. экстракция с циркуляцией
+Д. циркуляционная экстракция
113. Концентрацию этанола в настойках определяют:
А. с помощью ареометра
Б. с помощью денсиметра
В. металлическим спиртомером
Г. стеклянным спиртомером
+Д. по температуре кипения
114. К лекарственным формам для ингаляций не относят:
А. растворы
Б. капсулы
В. спреи
Г. аэрозоли
+Д. нанокапсулы
115. Качество запайки ампул без риска контаминации проверяют:
А. отжигом
Б. плавлением капилляров
+В. в камерах под вакуумом
Г. в камерах под давлением
Д. с помощью метиленовой сини после автоклавирования
116. Оценку качества мазей, согласно ГФ XI, не осуществляют по показателю:
А. количественного содержания лекарственных веществ
Б. рН водного извлечения
В. размера частиц суспензионных мазей
+Г. текучести
Д. однородности
117. Вспомогательные вещества в лекарственной форме не влияют на:
А. фармакокинетические параметры
Б. внешний вид, стабильность при хранении
В. условия проведения технологических операций
+Г. однородность по массе единиц упаковки
Д. терапевтическую эквивалентность
118. Валидация - это понятие, относящееся к GМР и означающее:
+А. контроль и оценку всего производства
Б. контроль за работой ОТК
В. стерильность
Г. проверку качества ГЛС
Д. контроль деятельности персонала
119. Для просеивания лекарственного растительного сырья целесообразно использовать сито:
+А. пробивное
Б. плетеное
В. шелковое
Г. колосниковое
Д. ротационное
120. Стадия технологического процесса при производстве ампулированных растворов, которая идет после сушки и стерилизации ампул:
А. приготовление раствора
Б. стерилизующая фильтрация
+В. наполнение ампул
Г. запайка ампул
Д. определение герметичности
121. Насыпная плотность гранулята влияет на:
А. формы частиц
Б. размер частиц
В. влагосодержание
Г. истинную плотность
+Д. выбор матрицы
122. Оболочки на таблетки наносят с целью:
А. облегчить процесс проглатывания
+Б. модифицировать показатели высвобождения лекарственного средства
В. добиться однородности дозирования
Г. повысить механическую прочность при упаковке
Д. улучшить распадаемость
123. Способами получения медицинских бесшовных желатиновых капсул являются:
А. распыление
Б. ручное формование
В. прессование
+Г. капельный
Д. макание
124. В состав фитопрепаратов индивидуальных веществ входит:
+А. только индивидуальное действующее вещество
Б. модификатор вязкости
В. сопутствующие вещества
Г. комплексные соединения
Д. смолы
125. Для диспергирования лекарственного вещества и гомогенизации мазей используют:
А. дезинтеграторы
+Б. установку с РПА
В. дисмембраторы
Г. эксцельсиор
Д. пропеллерную мешалку
126. Аквадистиллятор для получения воды для инъекций, в котором используется центробежный способ улавливания капельной фазы:
А. трехступенчатый горизонтальный
Б. трехступенчатый колонный
В. центритерм
+Г. финн-аква
Д. термокомпрессионный
127. Фармацевтические факторы, влияющие на микробиологическое загрязнение лекарственных веществ:
А. вспомогательные вещества
Б. вид лекарственной формы и пути введения
В. технологическая схема производства
Г. материальные потери производства
+Д. соответствие правилам GМР
128. Метод, пригодный для сушки термолабильных веществ:
+А. сублимационный
Б. псевдоожижение
В. поле УВЧ
Г. инфракрасный
Д. распылительная сушка
129. Для получения масляных экстрактов не используют:
+А. перколяцию
Б. экстракцию сжиженными газами
В. циркуляционную экстракцию
Г. мацерацию
Д. противоточную экстракцию
130. В качестве скользящих веществ в производстве таблеток используют
А. крахмальный клейстер
Б. воду
+В. стеарат кальция
Г. растворы ВМС
Д. ПВП
131. Под таблетированием путем прямого прессования подразумевают процесс:
А. с предварительной грануляцией
+Б. без предварительной грануляции
В. с формованием масс
Г. после проведения гомогенизации
Д. с помощью гидравлического пресса
132. Псевдоожижение в фармацевтической технологии не используют для:
А. сушки порошкообразных материалов
Б. грануляции
+В. смешивания жидкостей
Г. смешивания порошков
Д. сушки гранул
133. При гранулировании используют:
А. смесители с вращающимся корпусом
Б. СП-30
+В. СГ-30
Г. роторно-пульсационный аппарат
Д. центритерм
134. В производстве жидких экстрактов и настоек используют следующие экстрагенты:
А. растворы этанола, воду, подсолнечное масло
Б. растворы этанола, воду
+В. растворы этанола
Г. растительные масла
Д. четыреххлористый углерод
135. Суппозитории из термолабильных лекарственных веществ в промышленности готовят методом:
А. макания
Б. выливания
В. выкатывания
+Г. прессования
Д. диспергирования
136. Консервирование сырья для производства органопрепаратов не осуществляется с помощью:
А. замораживания
+Б. кипячения
В. обработки этиловым спиртом
Г. обработки ацетоном
Д. вытеснения воды этанолом
137. Биологическая доступность не определяется:
А. долей всосавшегося в кровь вещества
Б. скоростью его появления в крови
В. периодом полувыведения
Г. скоростью выведения лекарственного вещества
+Д. количеством введенного препарата
138. Технологическая стадия, не используемая для получения аэрозолей:
+А. стерилизация препаратов
Б. подготовка пропелента
В. подача в аэрозольный баллон концентрата
Г. удаление воздуха из баллона
Д. герметизация баллона
139. Расчет количества этанола и воды при разведении осуществляют:
А. по объему
+Б. по массе
В. по абсолютному спирту
Г. весообъемным способом
Д. с учетом контракции
140. Технологический прием доставки лекарственного средства внутрь клеток:
А. создание мелкодисперсных магнитных форм
+Б. липосомирование
В. нанесение оболочек
Г. солюбилизация
Д. микрокапсулирование
141. Способ получения желатиновых капсул, растворимых в кишечнике:
А. обработка желатиновых капсул поливинилацетатом
Б. введение в желатиновую массу №-КМЦ
В. введение в желатиновую массу стеариновой кислоты
+Г. введение в желатиновую массу ацетилфталилцеллюлозы
Д. введение в желатиновую массу поливинилпирролидона
142. Коэффициент молекулярной диффузии прямо пропорционален:
+А. температуре
Б. вязкости экстрагента
В. радиусу экстрагируемых частиц
Г. времени диффузии
Д. площади поверхностных частиц
143. Целесообразность применения глазных лекарственных пленок объясняется:
А. стерильностью
+Б. пролонгированным действием
В. эластичностью
Г. механической прочностью
Д. апирогенностью
144. Преимущества фармацевтических аэрозолей перед другими лекарственными формами:
А. быстрый терапевтический эффект при сравнительно небольших дозах
+Б. возможность ингаляционного введения
В. отсутствие побочных эффектов
Г. высокая точность дозирования
Д. простота применения
145. Ректификация-это:
А. процесс перегонки с водяным паром
Б. перегонка с частичной дефлегмацией
+В. многократно повторяющийся процесс частичного испарения с последующей конденсацией образующихся паров
Г. многократная дистилляция, сопровождающаяся массо- и теплообменом
Д. упаривание под вакуумом
146. Аппаратура для влажной грануляции таблетируемых масс:
А. дисмембратор
+Б. сушилка-гранулятор СГ-30
В. компактор
Г. роторнобильная мельница
Д. дезинтегратор
147. На таблеточных машинах двойного прессования получают:
+А. сухое прессованное покрытие на таблетках
Б. многослойные таблетки для получения инъекционных растворов
В. матричные таблетки
Г. драже
Д. таблетки с пленочным покрытием
148. Микрокапсулы не получают методом:
А. коацервации
Б. напыления
В. полимеризации
+Г. макания
Д. поликонденсации
149. Эмульсию в промышленности с помощью аппарата РПА получают способом:
+А. механического диспергирования
Б. ультразвукового диспергирования
В. солюбилизации
Г. коацервации
Д. барботирования
150. Микрокапсулирование лекарственных средств проводят с целью:
+А. регуляции параметров высвобождения
Б. стабилизации лекарственного вещества
В. повышения однородности дозирования
Г. лучшей прессуемости при дальнейшем таблетировании
Д. создания интраокулярных лекарственных форм
151. Полная работа при дроблении пропорциональна:
А. величине вновь образованной поверхности
Б. изменению объема дробимого куска
+В. сумме полезной и бесполезной работы
Г. сумме вновь образованной поверхности и бесполезной работы
Д. изменению объема и бесполезной работы
152. Для уменьшения бесполезной работы используют правило:
+А. не дробить ничего лишнего
Б. измельчать все без остатка
В. дробить отдельными группами
Г. дробить все одновременно
Д. дробить сначала крупную фракцию
153. К машинам изрезывающего действия относят:
+А. траво- и корнерезки
Б. валки, бегуны
В. дезинтегратор, эксцельсиор
Г. шаровую и стержневую мельницу
Д. дисмембратор
154. Кинетика молекулярной диффузии изучалась
А. Пельте
Б. Бором
В. Ньютоном
+Г. Фиком
Д. Ореховым
155.Кинетика молекулярной диффузии изучалась
А. Пельте
Б. Бором
В. Ньютоном
+Г. Гремом
Д. Ореховым
156. Для среднего и мелкого измельчения используют:
А. молотковую, вибромельницу
Б. траво- и корнерезки
+В. дезинтегратор, валки
Г. шаровую и стержневую мельницы
Д. коллидную мельницу
157. Для коллоидного измельчения используют:
+А. фрикционную, вибрационную, струйную мельницы
Б. мельницу Перплекс, молотковую мельницу
В. валки, жерновую мельницу
Г. магнитостриктор, десмембратор
Д. шаровую мельницу
158. Для измельчения растительного сырья используют:
А. магнитостриктор, дисмембратор
+Б. валки, дезинтегратор, траво- и корнерезки
В. молотковую, вибромельницу
Г. эксцельсиор, валковую дробилку
Д. шаровую мельницу
159. Кинетика молекулярной диффузии изучалась
А. Пельте
Б. Бором
В. Ньютоном
+Г. Бертолле
Д. Ореховым
160. Кинетика молекулярной диффузии изучалась
А. Пельте
+Б. Дальтоном
В. Ньютоном
Г. Бором
Д. Ореховым
161. Конструкция вибрационной мельницы предусматривает наличие:
А. барабана, заполненного на 25% шарами
+Б. барабана, заполненного на 85% шарами, и вала с дебалансом
В. сита в нижней части для уменьшения бесполезной работы
Г. ротора и статора с пальцами
Д. барабана с эксцентриковым механизмом
162. Конструкция дезинтегратора предусматривает наличие:
А. барабана, заполненного на 25% шарами
Б. барабана, заполненного на 85% шарами, и вала с дебалансом
В. сита в нижней части для уменьшения бесполезной работы
+Г. ротора и статора с пальцами
Д. барабана, заполненного стержнями
163. Конструкция молотковой мельницы предусматривает наличие:
А. барабана, заполненного на 25% шарами
Б. барабана, заполненного на 85% шарами, и вала с дебалансом
В. сита в нижней части для уменьшения бесполезной работы
+Г. ротора с молотками
Д. барабана, заполненного стержнями
164. Конструкция шаровой мельницы предусматривает наличие:
+А. барабана, заполненного на 25% шарами
Б. барабана, заполненного на 85% шарами, и вала с дебалансом
В. сита в нижней части для уменьшения бесполезной работы
Г. ротора и статора с пальцами
Д. двух роторов с пальцами
165. Струйные мельницы измельчают:
А. до 1 мкм и менее, сухим и мокрым способом
Б. до 10 мкм и менее, большинство имеет барабан и мелющие шары
+В. до 1 мкм и менее, в потоке воздуха или инертного газа
Г. хорошо высушенное растительное сырье с помощью ротора или статора
Д. в токе жидкости
166. Коллоидные мельницы измельчают:
+А. до 1 мкм и менее, сухим и мокрым способом
Б. до 10 мкм и менее, большинство имеет барабан и мелющие шары
В. до 1 мкм и менее в потоке воздуха или инертного газа
Г. хорошо высушенное растительное сырье с помощью ротора или статора
Д. в токе воздуха
167. Классификация измельченного растительного материала осуществляется с помощью:
+А. сит (в воздушном потоке или в жидкой среде)
Б. микроскопии
В. визуального осмотра
Г. экспертной оценки
Д. микрометром
168. Типы сеток сит:
+А. плетеные, штампованные, колосниковые
Б. прессованные, чугунные, капроновые
В. капроновые, плетеные, чугунные
Г. колосниковые, прессованные, штампованные
Д. плетеные,колосниковые
169. Для ситовой классификации мелкого кристаллического материала используют сита:
А. штампованные
+Б. плетеные
В. прессованные
Г. пробивные
Д. колосниковые
170. Номер шелкового сита соответствует:
А. размеру стороны отверстия в свету
Б. диаметру отверстия в мм
+В. числу отверстий в 1 см ткани
Г. диаметру отверстия в мм х 10
Д. толщине нити
171. Вид диффузии
* вентиляционный
* непрерывный
*+молекулярная
* миграционная
* прерывыстый
172. Вид диффузии
* вентиляционный
* непрерывный
* миграционная
* прерывыстый
*+внутренняя
173. Вид диффузии
* вентиляционный
*+конвективная
* непрерывный
* миграционная
* прерывыстый
174. Вид диффузии
* вентиляционный
* непрерывный
*+свободная
* миграционная
* прерывыстый
175. Отличительной особенностью молекулярной диффузии является
* непрерывная стадия адсорбции
* непрерывная стадия сорбции
*+неподвижность твердой и жидкой фаз
* разделительная способность
* адсорбционная способность
176. На процесс молекулярной диффузии влияет
* стадия адсорбции
* электромагнитное излучение
*+температурный фактор
* разделительная способность
* адсорбционная способность
177. На процесс молекулярной диффузии влияет
* стадия адсорбции
* электромагнитное излучение
* разделительная способность
* адсорбционная способность
*+скорость диффузии
178. Скорость диффузии зависит от
* стадии адсорбции
* электромагнитного излучения
* разделительной способности веществ
* адсорбционной способности ионитов
*+размера молекул
179. На процесс молекулярной диффузии влияет
* стадия адсорбции
*+поверхность контакта двух фаз
* электромагнитное излучение
* разделительная способность
* адсорбционная способность
180. На процесс молекулярной диффузии влияет
* стадия адсорбции
* электромагнитное излучение
* разделительная способность
* адсорбционная способность
*+толщина диффузионного слоя












С.Ж. АСФЕНДИЯРОВ АТЫНДАBЫ
JАЗАJ `ЛТТЫJ МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ
С.Д. АСФЕНДИЯРОВА


МОДУЛЬ «ФАРМАЦЕВТ-АНАЛИТИК»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС



Страница 13PAGE14115 из 13NUMPAGES1420215




Рисунок 2Рисунок 2

Приложенные файлы

  • doc 3905526
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий