PL210178B1 - Sposób wytwarzania mikroemulsji stabilizowanej surfaktantami - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania układów mikroemulsyjnych typu olej w wodzie (o/w) i woda w oleju (w/o), opartych na oleju parafinowym oraz oleju rzepakowym, stabilizowanych wybranymi surfaktantami, przeznaczonych do stosowania w przemyśle agrochemicznym, farmaceutycznym i kosmetycznym.

Z publikacji J.N. Kale i V.L. Allen. „Studies on microemulsions using Brij 96 as surfactant and glycerin, ethylene glycol and propylene glycol as cosurfaetant”. Int., 1. Pharm., 57. 1989. 87-93 znane są mikroemulsje oparte na oleju mineralnym, stabilizowane surfaktantem niejonowym Brij 96. Kosurfaktant stanowi glikol etylenowy, glikol propylenowy lub gliceryna. W publikacji N. Garbi at.el., “Solubilization of active molecules in microemulsions for improved environmental protection”, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 230, 2004. 183-190 opisana jest mikroemulsja stabilizowana mieszaniną surfaktantów niejonowych Brij 92 oraz Brij 98 w stosunku wagowym 0,58:0,42, gdzie fazę olejową stanowi olej parafinowy. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US4605422 znane są mikroemulsje typu olej w alkoholu oparte na oleju parafinowym, stabilizowane niejonowymi surfaktantami typu etoksylowane nonylofenole. Z innego amerykańskiego patentu nr US6602511 znana jest mikroemulsja typu olej w wodzie do stosowania, jako nośnik do podawania związków czynnych o słabej rozpuszczalności, zawierająca, co najmniej jeden farmaceutycznie dopuszczalny olej. Z patentu francuskiego nr FR2618351 znana jest przezroczysta emulsja składająca się z 50 do 80% wagowych hydrofobowej cieczy oleistej, 0,5 do 5% wagowych rozpuszczonego w wodzie środka powierzchniowo czynnego, z 2 do 10% wagowych hydrokoloidu a także ze środków rozpuszczonych w wodzie oraz wody.

Mikroemulsje oparte na oleju rzepakowym były dotąd badane w małym zakresie. Z pracy O. Cinteza i M. Dudau. „Synergism in Mixed Monolayers of Alkylpolyghicoside and Alkylsorhitan Surfactants at Liquid Liquid Interface”. Journal of Surfactants and Detergents, 6, 2003, 259-264 znane są mikroemulsje oparte na oleju rzepakowym i wodzie, stabilizowane surfaktantami cukrowymi z grupy alkilopoliglikozydów (APG). Mikroemulsje oparte na oleju rzepakowym i stabilizowane surfaktantami cukrowymi z grupy alkilopoliglikozydów (APG) opisane były również przez L. Peschke i F. M. Haegel w pracy „Improved atuilysis of polycyclie uromalic hydrocarbons in aqueous solutions by gas chromatography”. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry, 351, 1995 gdzie woda stanowiła 89%, olej rzepakowy 1%, a mieszanina alkilopoliglikozydów o długości łańcuchów węglowodorowych 12 i 14 węgli 6% oraz mieszanina alkilopoliglikozydów o długości łańcuchów węglowodorowych 10 i 12 węgli 4%. Badane natomiast były mikroemulsje oparte na estrach metylowych oleju rzepakowego. F. Dierkes, F.-H. Haegel oraz M. J. Schwuger w pracy „Lowtemperature microemulsions for the in situ extraction”. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 141, 1998, 217%u2013225 opisali mikroemulsje złożone z bis-(2-etyloheksylo)-sulfobursztynianu sodu (AOT) lub etoksylowanego (36) oleju rycynowego jako surfaktantów oraz estrów metylowych oleju rzepakowego jako fazy olejowej.

W literaturze naukowej i patentowej opisane s ą nieliczne sposoby wytwarzania i zastosowania różnych typów mikroemulsji opartych na oleju rzepakowym i parafinowym, natomiast nie było znane, że olej rzepakowy oraz olej parafinowy zdolne są do tworzenia mikroemulsji z innymi surfaktantami.

Sposób wytwarzania mikroemulsji opartych na oleju rzepakowym i parafinowym według wynalazku polega na zmieszaniu czterech składników: surfaktantu, kosurfaktantu, oleju i wody, w wyniku czego otrzymuje się nowe transparentne układy mikroemulsyjne typu olej-w-wodzie (o/w) lub woda-w-oleju (w/o). Zgodnie z wynalazkiem miesza się w temperaturze pokojowej surfaktant z kosurfaktantem w stosunku wagowym 1:4. 4:1 lub 8:1 aż do otrzymania klarownej, jednorodnej mieszaniny, bę d ą cej emulgatorem. Przy czym jako kosurfaktant używa się alkohol n-butylowy lub izopropylowy. Do otrzymania jednego układu mikroemulsyjnego stosuje się tylko jeden surfaktant. wybrany z grupy obejmującej monooleinian polioksyetylenosorbitanu. polioksyetylenowany (30) 2, 4, 7, 9-tetrametylo-5-dekyno-4,7-diol, polioksyetylenowany olej rycynowy oraz etoksylowany alkohol tłuszczowy 17-węglowy. Zgodnie ze sposobem według wynalazku do tak sporządzonego emulgatora stanowiącego od 1 do 98% wagowych całego układu, dodaje się od 1 do 65% wagowych fazy olejowej a następnie od 1 do 98% wagowych wody zdemineralizowanej, jako fazę olejową stosuje się olej rzepakowy oraz olej parafinowy. Wszystkie składniki miesza się korzystnie przez około 15 minut w temperaturze pokojowej. Tak przygotowaną mieszaninę równowaguje się w temperaturze, korzystnie 25°C przez 24 godziny. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję. Do wyznaczania obszarów mikroemulsyjnych, tworzących się po zmieszaniu emulgatora, fazy olejowej i wody, stosuje się pseudo-trójskładnikowe diagramy fazowe.

PL 210 178 B1

Sposobem według wynalazku wytwarza się transparentne, termodynamicznie trwałe mieszaniny dwóch niemieszających się cieczy polarnej i niepolarnej, stabilizowanych wybranymi surfaktantami. Mikroemulsję wytwarzane sposobem według wynalazku służą do solubilizowania zarówno materiału hydrofilowego w przypadku mikroemulsji typu woda-w-oleju w/o jak i hydrofobowego w przypadku mikroemulsji typu olej-w-wodzie o/w. Mikroemulsję mogą zawierać krople oleju zdyspergowane w wodzie (o/w) lub krople wody zdyspergowane w oleju (w/o).

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach otrzymywania transparentnych mikroemulsji oraz na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pseudo-trójskładnikowy diagram fazowy w układzie monooleinian polioksyetylenosorbitanu : n-butanol (4:l)/olej parafinowy/woda, fig. 2 przedstawia pseudo-trójskładnikowy diagram fazowy w układzie etoksylowany alkohol tłuszczowy 17-węglowy : n-butanol (1:4)/olej rzepakowy/woda, a fig. 3 przedstawia pseudo-trój składnikowy diagram fazowy w układzie polioksyetylenowany olej rycynowy : n-butanol (4:l)/olej rzepakowy/woda.

P r z y k ł a d I

Miesza się w temperaturze pokojowej 1,88 g polioksyetylenowanego (30) 2,4,7,9-tetrametylo-5-dekyno-4,7-diolu znanego pod nazwą handlową Surfynol 485 oraz 7,52 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,4 g oleju parafinowego oraz 0,2 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu w/o o zawartości oleju równej 4% oraz zawartości emulgatora równej 94%.

P r z y k ł a d II

Miesza się w temperaturze pokojowej 1,84 g monooleinianu polioksyetylenosorbitanu znanego pod nazwą handlową Tween 80 oraz 7,36 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tale przygotowanego emulgatora dodaje się 0,6 g oleju parafinowego oraz 0,2 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu w/o o zawartości oleju równej 6% oraz zawartości emulgatora równej 92%.

P r z y k ł a d III

Miesza się w temperaturze pokojowej 1,88 g polioksyetylenowanego oleju rycynowego, znanego pod nazwą handlową Cremophor EL oraz 7.52 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,2 g oleju parafinowego oraz 0,4 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu dwuciągłego o zawartości oleju równej 2% oraz zawartości emulgatora równej 94%.

P r z y k ł a d IV

Miesza się w temperaturze pokojowej 4,8 g monooleinianu polioksyetylenosorbitanu oraz 1,2 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,1 g oleju parafinowego oraz 3,9 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje si ę transparentną , termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu w/o o zawartości oleju równej 1% oraz zawartości emulgatora równej 60%. Mikroemulsja występuje na obszarze gdzie zawartość emulgatora wynosi od 1 do 98% wagowych, oleju parafinowego od 1 do 2% wagowych oraz wody od 1 do 98% wagowych, co jest uwidocznione na fig. 1, która przedstawia pseudo-trójskładnikowy diagram fazowy w układzie monooleinian polioksyetylenosorbitanu : n-butanol (4:1)/olej parafinowy/woda.

P r z y k ł a d V

Miesza się w temperaturze pokojowej 1,62 g polioksyetylenowanego oleju rycynowego oraz 6,48 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,2 g oleju rzepakowego oraz 1,7 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu o/w o zawartości oleju równej 2% oraz zawartości emulgatora równej 81%.

P r z y k ł a d VI

Miesza się w temperaturze pokojowej 3,20 g polioksyetylenowanego oleju rycynowego oraz 0,80 g n-butanolu. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,2 g oleju rzepakowego oraz 5,8 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu o/w o zawartości oleju równej 2% oraz zawartości emulgatora równej 40%.

PL 210 178 B1

P r z y k ł a d VII

Miesza się w temperaturze pokojowej 1,40 g monooleinianu polioksyetylenosorbitanu oraz 5,60 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 2,6 g oleju rzepakowego oraz 0,4 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje si ę transparentną , termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu o/w o zawartości oleju równej 26% oraz zawartości emulgatora równej 70%.

P r z y k ł a d VIII

Miesza się w temperaturze pokojowej 3,20 g polioksyetylenowanego oleju rycynowego oraz 0,80 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,1 g oleju rzepakowego oraz 5,9 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu o/w o zawartości oleju równej 1% oraz zawartości emulgatora równej 40%. Mikroemulsja występuje na obszarze gdzie zawartość emulgatora wynosi od 1 do 98% wagowych, oleju rzepakowego od 1 do 6% wagowych oraz wody od 1 do 98% wagowych, co zostało uwidocznione na fig. 3, która przedstawia pseudo-trójskładnikowy diagram fazowy w układzie polioksyetylenowany olej rycynowy : n-butanol (4:1)/olej rzepakowy/woda.

P r z y k ł a d IX

Miesza się w temperaturze pokojowej 1,54 g etoksylowanego alkoholu tłuszczowego 17-węglowego znanego pod nazwą handlową Emulan OU oraz 6,16 g n-butanolu aż do otrzymania jednorodnej, klarownej mieszaniny. Do tak przygotowanego emulgatora dodaje się 0,2 g oleju rzepakowego oraz 2,1 g wody. Całość pozostawia się w 25°C na 24 godziny, w celu równowagowania. Po tym czasie otrzymuje się transparentną, termodynamicznie trwałą mikroemulsję typu o/w o zawartości oleju równej 2% oraz zawartości emulgatora równej 77%. Mikroemulsja występuje na obszarze gdzie zawartość emulgatora wynosi od 73 do 98% wagowych, oleju rzepakowego od 1 do 10% wagowych oraz wody od 1 do 26% wagowych, co zostało uwidocznione na fig. 2. która przedstawia pseudo-trójskładnikowy diagram fazowy w układzie etoksylowany alkohol tłuszczowy 17-węglowy : n-butanol (1:4)/olej rzepakowy/woda.

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania mikroemulsji stabilizowanej surfaktantami, polegający na zmieszaniu związku powierzchniowo czynnego, kosurfaktantu, oleju i wody, znamienny tym, że surfaktant wybrany z grupy obejmującej monooleinian polioksyetylenosorbitanu, polioksyetylenowany (30) 2, 4, 7, 9-tetrametylo-5-dekyno-4,7-diol, polioksyetylenowany olej rycynowy lub etoksylowany alkohol tłuszczowy 17-węglowy miesza się z kosurfaktantem w postaci alkoholu n-butylowego lub izopropylowego w stosunku wagowym 1:4 lub 4:1 lub 8:1 aż do otrzymania klarownej, jednorodnej mieszaniny a następnie do tak otrzymanego emulgatora, użytego w proporcji od 1 do 98% wagowych, dodaje się od 1 do 65% wagowych oleju rzepakowego lub parafinowego, stanowiących fazę olejową oraz od 1 do 98% wagowych wody zdemineralizowanej i wszystkie składniki miesza się aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po wymieszaniu wszystkich składników mieszaninę równowaguje się w temperaturze 25°C przez 24 godziny.