RU2197249C1

RU2197249C1 - Method of medicinal purified sodium alginate preparing

Info

Publication number: RU2197249C1
Application number: RU2001119834/14A
Authority: RU
Inventors: Н.Ш. Кайшева; В.А. Компанцев
Original assignee: Пятигорская государственная фармацевтическая академия
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-01-27

Abstract

FIELD: medicine, pharmaceutical industry and technology. SUBSTANCE: method involves removal of mechanical pollutions from algae sacchariferous laminaria and their milling. Then laminaria homogenate is poured with 0.1 mole/l of sulfuric acid solution taken in mass-volume ratio raw : acid solution = 1:50 and extracted for 15 h at slow shaking. Then mixture is filtered, filter residue is washed out with water and filtrate is discarded. Remained algae are extracted with 1% sodium carbonate solution in the ratio raw : extracting agent = 1:50 for 12 h at stirring. Then extraction mass is treated with 1% ammonium oxalate solution in the ratio = 1:4 followed by filtration of mixture. Obtained filtrate is dialyzed across cellophane membrane for 24 h, dialyzate is evaporated, mixed with equal volume of 96% ethanol and obtained precipitate is washed out with alcohol and ether followed by its dissolving in water, mixing with equal volume of potassium chloride saturated solution and centrifugation of mixture. Liquid is separated from precipitate and equal volume of alcohol is added to its. Precipitated deposit is dissolved in water again and precipitated with alcohol once more. Precipitate is suspended in water and mixed with solution containing magnesium (II) sulfate (0.09 mole/l) and potassium chloride (0.09 mole/l) in the volume ratio suspension : saline solution = 2:1. After centrifugation of mixture supernatant is separated from precipitate, precipitate is washed out with water, precipitated with equal volume of alcohol and suspended in water. Then the following reagents are added to suspension: EDTA 0.1 mole/l solution in volume ratio = 3:1, sodium carbonate 1% solution in volume ratio = 10: 1 and sodium hydrocarbonate 1% solution in volume ratio = 10:1. After complete precipitate dissolution alginate is precipitated again with equal volume of alcohol, washed out with alcohol and ether and dried. EFFECT: enhanced purity, increased yield of end product. 10 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и касается способа получения лекарственных средств с высокой детоксицирующей способностью. The invention relates to the pharmaceutical industry and relates to a method for producing drugs with high detoxifying ability.

Использование атомной энергии, тяжелых металлов создало проблемы предупреждения всасывания радионуклидов и способов выведения их из организма. В результате исследования значительного количества химических соединений синтетического и природного генеза было установлено, что даже при относительной эффективности отдельных веществ в отношении замедления всасывания радионуклидов, они являются далеко небезразличными для организма, оказывая токсическое действие на функцию (и структуру) различных органов и систем и, в первую очередь, на почки, ретикулоэндотелий, костный мозг. Деградированные производные альгиновой кислоты, характеризующиеся повышенным содержанием остатков α-L-гулуроновой кислоты, полностью освобожденные от катионов тяжелых металлов, способны избирательно ингибировать всасывание радионуклидов, практически не влияя на абсорбцию ионов кальция. Наряду с этим альгинаты даже при назначении людям в дозах до 45 г в день не проявляют нежелательного действия местно и резобтивно (Особенности действия и перспективы применения в медицине деградированных альгинатов /И.С. Ажгихин, А.И. Аразашвили, Н.Н. Аракелова и др.//Фармация. - М.: Медицина, 1988. - 1. -C. 77-85). The use of atomic energy, heavy metals has created problems of preventing the absorption of radionuclides and how to remove them from the body. As a result of a study of a significant number of chemical compounds of synthetic and natural origin, it was found that even with the relative effectiveness of individual substances in slowing down the absorption of radionuclides, they are far from indifferent to the body, having a toxic effect on the function (and structure) of various organs and systems and, in first of all, on the kidneys, reticuloendothelium, bone marrow. Degraded derivatives of alginic acid, characterized by a high content of α-L-guluronic acid residues, completely freed from heavy metal cations, are able to selectively inhibit the absorption of radionuclides, with virtually no effect on the absorption of calcium ions. Along with this, alginates, even when given to people at doses up to 45 g per day, do not show undesirable effects locally and rezobtivno (Features of the action and prospects for the use of degraded alginates in medicine / I.S. Azhgikhin, A.I. Arazashvili, N.N. Arakelova et al. // Pharmacy. - M.: Medicine, 1988. - 1.-C. 77-85).

Альгиновая кислота - сополимер остатков Д-маннуроновой кислоты и остатков L-гулуроновой кислоты, связана в тканях бурых водорослей с одно-, двух- и поливалентными металлами. Известно, что в процессе биосинтеза альгиновой кислоты водорослями содержание в ней L-гулуроновой кислоты увеличивается. Это приводит к предпочтительному связыванию двух- и поливалентных металлов. Альгинаты, обогащенные L-гулуроновой кислотой, содержатся в основном в клеточных стенках водорослей, и при экстрагировании их очень трудно перевести в раствор (Подкорытова А.В. Зависимость эффективности экстрагирования альгината натрия из ламинарии японской от условий обработки. /Рыбное хозяйство. - 1987. - 2. - С. 64-68). Alginic acid is a copolymer of residues of D-mannuronic acid and residues of L-guluronic acid, bound in the tissues of brown algae with mono-, di- and polyvalent metals. It is known that in the process of alginic acid biosynthesis by algae, the content of L-guluronic acid in it increases. This leads to the preferred binding of divalent and polyvalent metals. Alginates enriched with L-guluronic acid are mainly found in the cell walls of algae, and it is very difficult to transfer them into solution upon extraction (A.V. Podkorytova, Dependence of the Effectiveness of Extraction of Sodium Alginate from Japanese Laminaria on Processing Conditions / Fisheries. - 1987. - 2. - S. 64-68).

Весьма эффективным представляется применение альгинатов, обогащенных фрагментами полигулуронида, в терапии отравлений тяжелыми металлами. При сравнении детоксицирующего действия импортных и отечественных образцов альгината был установлен преимущественный эффект первых. При изучении состава этих образцов оказалось, что импортные образцы обогащены остатками L-гулуроновой кислоты и максимально освобождены от катионов двух- и трехвалентных металлов, в то время как отечественные образцы характеризовались минимальным содержанием гулуроновой кислоты и высоким содержанием маннуроновой кислоты при повышенном содержании катионов поливалентных металлов. А ведь именно полигулурониды гораздо эффективнее для детоксикации металлов, чем полиманнурониды (Особенности действия и перспективы применения в медицине деградированных альгинатов /И.С. Ажгихин, А.И. Аразашвили, Н.Н. Аракелова и др. //Фармация. - М.: Медицина, 1988. - 1. -С. 77-85). Таким образом, для характеристики антидотного действия альгинатов наиболее важным вопросом является содержание и соотношение уроновых кислот (маннуронид/гулуронид М/G) в препарате, а также содержание катионов поливалентных металлов. The use of alginates enriched with polyguluronide fragments in the treatment of heavy metal poisoning seems very effective. When comparing the detoxifying effect of imported and domestic samples of alginate, the primary effect of the former was established. When studying the composition of these samples, it turned out that the imported samples were enriched with L-guluronic acid residues and maximally freed from divalent and trivalent metal cations, while domestic samples were characterized by a minimum content of guluronic acid and a high content of mannuronic acid with an increased content of polyvalent metal cations. But it is polyguluronides that are much more effective for metal detoxification than polymannuronides (Peculiarities of the action and prospects of the use of degraded alginates in medicine / I.S. Azhgikhin, A.I. Arazashvili, N.N. Arakelova, etc. // Pharmacy. - M. : Medicine, 1988. - 1.-S. 77-85). Thus, to characterize the antidote effect of alginates, the most important issue is the content and ratio of uronic acids (mannuronide / guluronide M / G) in the preparation, as well as the content of polyvalent metal cations.

Для альгиновой кислоты, полученной из беломорских водорослей, характерна повышенная сорбционность в отношении ионов железа (Ш) и других поливалентных катионов (Особенности действия и перспективы применения в медицине деградированных альгинатов /И.С. Ажгихин, А.И. Аразашвили, Н.Н. Аракелова и др. //Фармация. - М.: Медицина, 1988. - 1. -С. 77-85), поэтому в процессе выделения альгината натрия необходимо максимально отделить альгинат от ионов тяжелых металлов и, в первую очередь, от катионов железа (Ш) (коэффициент накопления ионов железа равен 77, а стронция 44). Alginic acid obtained from the White Sea algae is characterized by increased sorption with respect to iron (III) ions and other polyvalent cations (Peculiarities of the action and prospects of the use of degraded alginates in medicine / I.S. Azhgikhin, A.I. Arazashvili, N.N. Arakelova et al. // Pharmacy. - M .: Medicine, 1988. - 1. - P. 77-85), therefore, in the process of separation of sodium alginate, it is necessary to separate alginate from heavy metal ions and, primarily, from iron cations (Ш) (the accumulation coefficient of iron ions is 77, and stront I'm 44).

Описан способ получения альгината натрия (Ажгихин И.С. Шпаков Ю.Н., Кипиани Р. Е. , Гандель В.Г. Морская фармация (Теория и практика нового направления в фармацевтической науке). - Кишинев: Штиинца, 1982. - 260с.) из бурых водорослей. Способ заключается в том, что водоросли помещают в 0,35-0,4%-й раствор серной кислоты, нагретый до 45-50^oС, и тщательно перемешивают в течение 1 ч. Затем температуру экстракционной среды повышают, избыток кальцинированной соды загружают в реактор. Процесс варки продолжается 1,5-2 ч. По окончании горячей экстракции вытяжку перекачивают в отстойник, заполняя оставшийся объем водой. Раствор отстаивается 4-5 ч. Очистку растворов альгината натрия осуществляют декантацией и фильтрованием. Осветленный раствор затем обрабатывают концентрированной серной кислотой, образующаяся альгиновая кислота освобождается от маточника. Затем ее промывают проточной водой и загружают в смесители вместе с рассчитанным количеством безводного карбоната натрия, перемешивая до завершения процесса растворения и образования альгината натрия. Реакция продолжается около 1 ч. Полученный раствор альгината натрия высушивают на барабанной сушилке при температуре 120^oС и растирают в крупный порошок. Полученный альгинат натрия - пластинки коричневого цвета, без запаха. Содержание альгиновой кислоты 60%.A method for producing sodium alginate is described (Azhgikhin I.S. Shpakov Yu.N., Kipiani R.E., Gandel V.G. Marine pharmacy (Theory and practice of a new direction in pharmaceutical science). - Chisinau: Shtiintsa, 1982. .) from brown algae. The method consists in the fact that the algae is placed in a 0.35-0.4% solution of sulfuric acid, heated to 45-50 ^o C, and thoroughly mixed for 1 hour. Then the temperature of the extraction medium is increased, the excess of soda ash is loaded into reactor. The cooking process lasts 1.5-2 hours. At the end of the hot extraction, the hood is pumped to the sump, filling the remaining volume with water. The solution settles for 4-5 hours. Purification of sodium alginate solutions is carried out by decantation and filtration. The clarified solution is then treated with concentrated sulfuric acid, the resulting alginic acid is freed from the mother liquor. Then it is washed with running water and loaded into mixers together with the calculated amount of anhydrous sodium carbonate, stirring until the dissolution process and formation of sodium alginate are complete. The reaction lasts about 1 hour. The resulting sodium alginate solution is dried on a drum dryer at a temperature of 120 ^o C and triturated with a large powder. The resulting sodium alginate is a brown, odorless plate. The content of alginic acid is 60%.

Недостатками описанного способа являются: а) невысокое количественное содержание альгиновой кислоты (60%) в препарате, б) низкое содержание гулуроновой кислоты (соотношение М/G=5,15) и, как следствие, комплексообразующей способности; в) высокое содержание общей золы (20,8%), г) использование высокой температуры сушки (120^oС) растворов альгината натрия ведет к ухудшению растворимости препарата. Такой препарат для детоксикации тяжелых металлов с целью применения в медицине не представляет интереса.The disadvantages of the described method are: a) a low quantitative content of alginic acid (60%) in the preparation, b) a low content of guluronic acid (M / G ratio = 5.15) and, as a consequence, complexing ability; c) a high content of total ash (20.8%), d) the use of a high drying temperature (120 ^o C) of sodium alginate solutions leads to a deterioration in the solubility of the drug. Such a drug for the detoxification of heavy metals for use in medicine is not of interest.

По другому методу, разработанному в ТИНРО (Ажгихин И.C., Шпаков Ю.Н., Кипиани Р.Е., Гандель В.Г. Морская фармация (Теория и практика нового направления в фармацевтической науке). - Кишинев: Штиинца, 1982. - 260 с.), для получения альгината натрия водоросли измельчают, промывают в воде и мацерируют 2-3 ч в 0,5% растворе хлористоводородной кислоты. Предварительно обработанные водоросли мацерируют нагретым раствором гидроксида натрия и образующийся щелочной раствор отфильтровывают. Далее щелочной раствор альгината натрия разбавляют 15% раствором хлорида кальция, получая таким образом кальциевую соль альгиновой кислоты. Альгинат кальция обесцвечивают с помощью 1% раствора гипохлорита натрия. Альгиновую кислоту получают при обработке отбеленного альгината кальция 5% раствором хлористоводородной кислоты, переводимой в свою очередь в легко образуемый при взаимодействии альгиновой кислоты с карбонатом натрия альгинат натрия, который после предварительного обезвоживания с помощью метанола сушат при температуре 40-50^oС. Образующийся альгинат натрия представляет собою продукт белого цвета, без вкуса и запаха, с содержанием альгиновой кислоты до 85%. Несмотря на более высокое содержание альгиновой кислоты и относительно низкую температуру сушки (40-50^oC), данный способ имеет практически те жа недостатки, что и предыдущий и, кроме того, по-видимому, применение для отбеливания препарата очень сильного окислителя - гипохлорита натрия способствует разложению уроновых кислот, прежде всего гулуроновой, т.к. соотношение составляет 4,70. Использование очень токсичного реактива - метанола для обезвоживания альгината натрия также ограничивает применение описанного способа.According to another method developed at TINRO (Azhgikhin I.S., Shpakov Yu.N., Kipiani R.E., Gandel V.G. Marine pharmacy (Theory and practice of a new direction in pharmaceutical science). - Chisinau: Shtiintsa, 1982 . - 260 s.), To obtain sodium alginate, algae are crushed, washed in water and macerated for 2-3 hours in a 0.5% solution of hydrochloric acid. The pre-treated algae are macerated with a heated sodium hydroxide solution and the resulting alkaline solution is filtered. Next, the alkaline solution of sodium alginate is diluted with a 15% solution of calcium chloride, thereby obtaining a calcium salt of alginic acid. Calcium alginate is discolored with a 1% sodium hypochlorite solution. Alginic acid is obtained by treating bleached calcium alginate with a 5% hydrochloric acid solution, which, in turn, is converted to sodium alginate, which is easily formed by the interaction of alginic acid with sodium carbonate, and which is dried after drying with methanol at a temperature of 40-50 ^o C. The resulting sodium alginate it is a white product, without taste and odor, with an alginic acid content of up to 85%. Despite the higher content of alginic acid and relatively low drying temperature (40-50 ^o C), this method has almost the same disadvantages as the previous one and, in addition, it seems that the use of a very strong oxidizing agent, sodium hypochlorite, for bleaching promotes the decomposition of uronic acids, especially guluronic acids, because the ratio is 4.70. The use of a very toxic reagent - methanol for dehydration of sodium alginate also limits the application of the described method.

Известен метод получения очищенных образцов альгината натрия (Ажгихин И. C. , Шпаков Ю. Н. , Кипиани Р.Е., Гандель В.Г., Морская фармация (Теория и практика нового направления в фармацевтической науке). - Кишинев:иШтиинца, 1982. - 260с. ), который заключается в следующем. Заготовленные водоросли (Laminaria Ligitata) освобождают от механических загрязнений, тщательно промывают проточной водой и измельчают. Тонкий порошок водорослей заливают 0,2 н. раствором серной кислоты в соотношении 1:50 и при постоянном перемешивании мацерируют в течение 12-15 ч. По окончании экстрагирования смесь фильтруют через бумажный фильтр, на фильтре водорослевый порошок промывают водой, отбрасывая фильтрат. Оставшиеся водоросли экстрагируют 1% раствором карбоната натрия в соотношении 1:50 в течение 8-12 ч при постоянном перемешивании смеси. Затем разбавляют экстракционную вязкую массу пятикратным количеством воды и после тщательного перемешивания фильтруют через крупнопористый бумажный фильтр. Полученный фильтрат смешивают с равным объемом этанола, перемешивая до образования клейкого осадка, который центрифугируют. Осадок промывают последовательно этанолом и эфиром и высушивают при температуре 30-40^oС. Для получения особо чистого препарата альгинат натрия растворяют в воде и повторно осаждают этанолом. Осаждение полисахарида ускоряется в присутствии хлорида натрия уже в концентрации 0,1-0,2%. Данный способ получения альгината натрии близок к предлагаемому и выбран за прототип.A known method of obtaining purified samples of sodium alginate (Azhgikhin I. C., Shpakov Yu. N., Kipiani R.E., Gandel V.G., Marine pharmacy (Theory and practice of a new direction in pharmaceutical science). - Chisinau: Štinets, 1982. - 260 p.), Which consists in the following. Harvested algae (Laminaria ligitata) are freed from mechanical impurities, thoroughly washed with running water and crushed. Fine algae powder is poured into 0.2 n. a solution of sulfuric acid in a ratio of 1:50 and with constant stirring, macerate for 12-15 hours. After extraction is complete, the mixture is filtered through a paper filter, the algae powder is washed with water on the filter, discarding the filtrate. The remaining algae is extracted with 1% sodium carbonate in a ratio of 1:50 for 8-12 hours with constant stirring of the mixture. Then, the extraction viscous mass is diluted with five times the amount of water and, after thorough mixing, it is filtered through a large-pore paper filter. The resulting filtrate was mixed with an equal volume of ethanol, stirring until an sticky precipitate formed, which was centrifuged. The precipitate is washed successively with ethanol and ether and dried at a temperature of 30-40 ^o C. To obtain a particularly pure preparation, sodium alginate is dissolved in water and re-precipitated with ethanol. Polysaccharide precipitation is accelerated in the presence of sodium chloride already at a concentration of 0.1-0.2%. This method of producing sodium alginate is close to the proposed one and is selected as a prototype.

Недостатками указанного способа являются: а) относительно невысокое содержание альгинатов в препарате (92%), б) низкое содержание гулуроновой кислоты (22,47%, или соотношение М/G составляет 3,45) и, как следствие, невысокая комплексообразующая способность 1320 мг Рв²⁺/г, в) относительно высокое содержание сульфатной золы (16,5%), г) высокое содержание железа (0,09% к препарату), д)низкая относительная вязкость альгината натрия (примерно 20 для 1% водного раствора).The disadvantages of this method are: a) a relatively low content of alginates in the preparation (92%), b) a low content of guluronic acid (22.47%, or the M / G ratio is 3.45) and, as a result, a low complexing ability of 1320 mg Pb ²⁺ / g, c) relatively high sulfate ash content (16.5%), g) high iron content (0.09% of the preparation), e) low relative viscosity of sodium alginate (approximately 20 for 1% aqueous solution) .

Поскольку полученный препарат альгината натрия характеризуется невысоким содержанием полигулуронида и высокой зольностью, то он имеет ограниченное применение для медицинских целей в качестве детоксиканта тяжелых металлов. Поэтому совершенствование технологии получения альгината натрия, обогащенного полигулуронидами и освобожденного от катионов поливалентных металлов, для усиления его сорбционных свойств позволит получить альгинат натрия для медицинского применения в качестве антидота при отравлении тяжелыми металлами. Since the obtained preparation of sodium alginate is characterized by a low polyguluronide content and high ash content, it has limited use for medical purposes as a detoxifier of heavy metals. Therefore, the improvement of the technology for producing sodium alginate enriched with polyguluronides and freed from polyvalent metal cations to enhance its sorption properties will make it possible to obtain sodium alginate for medical use as an antidote for heavy metal poisoning.

Цель изобретения - повышение количественного содержания альгината натрия в препарате, повышение содержания полигулуронидной составляющей в препарате, повышение степени чистоты для возможности применения альгината натрия в медицине в качестве детоксиканта тяжелых металлов. The purpose of the invention is to increase the quantitative content of sodium alginate in the preparation, increase the content of the polyguluronide component in the preparation, increase the degree of purity for the possibility of using sodium alginate in medicine as a heavy metal detoxifier.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения медицинского очищенного альгината натрия из ламинарии сахаристой осуществляют путем освобождения водорослей от механических загрязнений и измельчения. Далее сырье заливают 0,1 моль/л раствором серной кислоты в массообъемном соотношении сырье: раствор кислоты 1: 50 и экстрагируют в течение 15 ч при медленном встряхивании на качалке. Затем смесь фильтруют через плотный бумажный фильтр ("синяя лента"); остаток на фильтре промывают водой и фильтрат отбрасывают. Оставшиеся водоросли экстрагируют 1% раствором карбоната натрия в массообъемном соотношении сырье:экстрагент 1:50 в течение 12 ч при встряхивании на качалке. Далее вязкую экстракционную массу обрабатывают 1% раствором оксалата аммония при объемном соотношении экстракт:1% раствор оксалата аммония 1: 4, чтобы доосадить катионы поливалентных металлов, которые не осадились в виде сульфатов, а также чтобы сделать фильтрование возможным. Смесь фильтруют через крупнопористый бумажный фильтр ("красная лента"). Остаток отбрасывают. Полученный фильтрат при определенной ионной силе, создаваемой с помощью 0,1 моль/л раствора хлорида натрия, диализуют через целлофановую мембрану при толщине мембраны 8 нм с диаметром пор 0,4 нм и времени диализа 24 ч. Полученный диализат упаривают под вакуумом примерно до 1/25 от объема экстракта, смешивают с равным объемом 96 мас.% этанола и перемешивают стеклянной палочкой. Обычно клейкий осадок альгината натрия прилипает практически полностью к палочке и его можно выделить из смеси таким путем без фильтрования. Осадок промывают спиртом и эфиром по два раза. Затем осадок растворяют в воде в соотношении альгинат натрия:вода 1:200, полученный раствор смешивают с равным объемом насыщенного раствора хлорида калия; смесь центрифугируют в течение 1 ч на препаративной ультрацентрифуге при 30000 обор./мин. Прозрачную жидкость количественно отделяют от осадка пипеткой и прибавляют к ней равный объем спирта; выпавший осадок снова растворяют в воде и еще раз осаждают спиртом. Образовавшийся осадок суспендируют в воде при соотношении 1: 200 и смешивают с раствором 0,09 моль/л по сульфату марганца (II) и 0,09 моль/л по хлориду калия в объемном соотношении суспензия:раствор солей 2:1. После центрифугирования смеси в течение 1,5 ч при 30000 обор./мин прозрачный раствор отделяют от рыхлого студенистого осадка пипеткой и отбрасывают. Осадок вымывают из центрифужной пробирки водой, осаждают равным объемом спирта и суспендируют в воде. К суспензии добавляют 0,1 моль/л раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты (в объемном соотношении 3:1), 1% раствор карбоната натрия (объемное соотношение 10:1) и 1% раствор гидрокарбоната натрия (объемное соотношение 10:1). Когда осадок полностью растворится, альгинат снова осаждают равным объемом спирта, промывают спиртом и эфиром и сушат при температуре 30-40^oС.This goal is achieved in that the method of obtaining medical purified sodium alginate from saccharine kelp is carried out by freeing algae from mechanical impurities and grinding. Next, the feed is poured with 0.1 mol / L solution of sulfuric acid in a mass-volume ratio of feed: acid solution 1: 50 and extracted for 15 hours with slow shaking on a rocking chair. Then the mixture is filtered through a thick paper filter ("blue ribbon"); the filter residue is washed with water and the filtrate is discarded. The remaining algae is extracted with a 1% solution of sodium carbonate in a volumetric ratio of raw materials: extractant 1:50 for 12 hours with shaking on a rocking chair. Next, the viscous extraction mass is treated with a 1% solution of ammonium oxalate at a volume ratio of extract: 1% solution of ammonium oxalate 1: 4 to precipitate polyvalent metal cations that did not precipitate as sulfates, and also to make filtering possible. The mixture is filtered through a large-pore paper filter ("red ribbon"). The residue is discarded. The obtained filtrate is dialyzed at a certain ionic strength using a 0.1 mol / L sodium chloride solution through a cellophane membrane with a membrane thickness of 8 nm with a pore diameter of 0.4 nm and a dialysis time of 24 hours. The resulting dialysate is evaporated under vacuum to about 1 / 25 of the volume of the extract, mixed with an equal volume of 96 wt.% Ethanol and stirred with a glass rod. Typically, the sticky precipitate of sodium alginate adheres almost completely to the stick and can be isolated from the mixture in this way without filtering. The precipitate is washed with alcohol and ether twice. Then the precipitate is dissolved in water in the ratio of sodium alginate: water 1: 200, the resulting solution is mixed with an equal volume of a saturated solution of potassium chloride; the mixture is centrifuged for 1 h on a preparative ultracentrifuge at 30,000 rpm. The transparent liquid is quantitatively separated from the precipitate with a pipette and an equal volume of alcohol is added to it; the precipitate formed is again dissolved in water and again precipitated with alcohol. The precipitate formed is suspended in water at a ratio of 1: 200 and mixed with a solution of 0.09 mol / L for manganese (II) sulfate and 0.09 mol / L for potassium chloride in a volume ratio of suspension: salt solution of 2: 1. After centrifuging the mixture for 1.5 hours at 30,000 rpm, the clear solution is separated from the loose gelatinous precipitate with a pipette and discarded. The precipitate is washed out of a centrifuge tube with water, precipitated with an equal volume of alcohol and suspended in water. A 0.1 mol / L solution of ethylenediaminetetraacetic acid (in a volume ratio of 3: 1), a 1% solution of sodium carbonate (volume ratio of 10: 1) and a 1% solution of sodium bicarbonate (volume ratio of 10: 1) are added to the suspension. When the precipitate is completely dissolved, the alginate is again precipitated with an equal volume of alcohol, washed with alcohol and ether and dried at a temperature of 30-40 ^o C.

В предлагаемом способе, как и в способе прототипе, проводится длительный кислотный гидролиз. Это связано с различной растворимостью уроновых кислот в кислой среде: полиманнурониды хорошо растворимы в кислоте, а полигулурониды - мало растворимы. Таким образом, стадией кислотного гидролиза проводится разделение полигулуронидов и полиманнуронидов; фильтрат, содержащий полиманнурониды, отделяется. In the proposed method, as in the prototype method, a long acid hydrolysis is carried out. This is due to the different solubility of uronic acids in an acidic environment: polymannuronides are highly soluble in acid, and polyguluronides are slightly soluble. Thus, the stage of acid hydrolysis is the separation of polyguluronides and polymannuronides; the filtrate containing polymannuronides is separated.

В предлагаемом способе щелочной раствор альгината натрия обрабатывают 1% раствором оксалата аммония при объемном соотношении 1:4. Это позволяет осадить катионы поливалентных металлов в виде оксалатов, которые характеризуются высокими значениями констант устойчивости:(lgК):оксалат железа (III) 20,2; оксалат магния 4,38; оксалат алюминия 16,3 или малыми значениями произведений растворимости (рПР): оксалат кальция 8,64; оксалат стронция 6,80 (Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - М.: Химия, 1989. -С. 69-82, 322-323), т. к. указанные поливалентные катионы содержатся в сырье. Оксалат аммония хелатообразно связывает катионы металлов, сопутствующие уроновым кислотам (особенно полигулуронидам) в альгинате. При гидролизе солей уроновых кислот, связанных с поливалентными катионами, эти катионы освобождаются и затем они с помощью оксалата аммония переводятся в нерастворимые соединения. При этом натрий и аммоний, связанные с уроновыми кислотами, легко обмениваются на поливалентные катионы при терапии интоксикаций тяжелыми металлами. Выделенные оксалаты металлов отделяются от альгината фильтрацией. In the proposed method, an alkaline solution of sodium alginate is treated with a 1% solution of ammonium oxalate in a volume ratio of 1: 4. This makes it possible to precipitate cations of polyvalent metals in the form of oxalates, which are characterized by high values of the stability constants: (logK): iron (III) oxalate 20.2; magnesium oxalate 4.38; aluminum oxalate 16.3 or small values of solubility products (RPR): calcium oxalate 8.64; strontium oxalate 6.80 (Lurie Yu. Handbook of analytical chemistry. - M .: Chemistry, 1989. - S. 69-82, 322-323), because these polyvalent cations are contained in raw materials. Ammonium oxalate chelates metal cations associated with uronic acids (especially polyguluronides) in alginate. When hydrolysis of salts of uronic acids associated with polyvalent cations, these cations are released and then they are converted with the help of ammonium oxalate into insoluble compounds. At the same time, sodium and ammonium associated with uronic acids are easily exchanged for polyvalent cations in the treatment of intoxication with heavy metals. The isolated metal oxalates are separated from the alginate by filtration.

Стадия диализа фильтрата позволяет также очистить альгинат натрия. Это можно подтвердить записью УФ-спектра альгината натрия до и после диализа (фиг. 1). Как видно из фиг.1, после диализа (кривая 2), спектр имеет отчетливый максимум поглощения при длине волны 225 нм с большей величиной оптической плотности, чем до диализа (кривая 1). The dialysis stage of the filtrate also purifies sodium alginate. This can be confirmed by recording the UV spectrum of sodium alginate before and after dialysis (Fig. 1). As can be seen from figure 1, after dialysis (curve 2), the spectrum has a clear absorption maximum at a wavelength of 225 nm with a higher optical density than before dialysis (curve 1).

Диализ растворов альгинатов в предлагаемом способе производится при постоянной ионной силе, создаваемой с помощью хлорида натрия. Присутствие сильного электролита разрывает водородные связи между цепями полиуроновых кислот в макромолекуле альгината натрия, что способствует их лучшему прохождению через целлофановую мембрану. Dialysis of alginate solutions in the proposed method is carried out at a constant ionic strength created using sodium chloride. The presence of a strong electrolyte breaks the hydrogen bonds between the chains of polyuronic acids in the macromolecule of sodium alginate, which contributes to their better passage through the cellophane membrane.

Для оценки эффективности связывания полисахаридами ионов металлов используется показатель комплексообразующая способность (КС), который характеризует число мг ионов металла, связанное 1 г полисахарида (Давидюк Л.П., Вшивкова Г.Ф. Сравнительное изучение комплексообразующей способности пектинов разного происхождения. /Бюллетень государ. Никитского ботанического сада. - Ялта: ГНБС, 1981. -Вып. 3 (46). -С. 98-101). To assess the effectiveness of binding of metal ions by polysaccharides, a complex-forming ability (CS) indicator is used, which characterizes the number of mg of metal ions bound to 1 g of polysaccharide (Davidyuk L.P., Vshivkova G.F. Comparative study of the complexing ability of pectins of different origin. Nikitsky Botanical Garden .-- Yalta: GNBS, 1981.-Issue 3 (46).-S. 98-101).

Как указывалось выше, образцы альгината натрия, значительно освобожденные от ионов тяжелых металлов, но обедненные полигулуронидами, по способности ингибировать всасывание тяжелых металлов уступают образцам с высоким содержанием L-гулуроновой кислоты. В способе, принятом за прототип, осуществляются стадии деминерализации и разделения полигулуронидов от полиманнуронидов (за счет кислотного гидролиза), но не проводится стадия фракционирования гулуронидов. Эта стадия осуществляется в заявляемом способе, она основана на различном сродстве гулуронидов к ионам калия и марганца (II): образец альгината натрия, растворимый в насыщенном растворе хлорида калия и нерастворимый в растворе сульфата марганца (II), характеризуется высоким содержанием гулуронидов. As indicated above, samples of sodium alginate, significantly freed from heavy metal ions, but depleted in polyguluronides, are inferior to samples with a high content of L-guluronic acid in their ability to inhibit the absorption of heavy metals. In the method adopted for the prototype, the stages of demineralization and separation of polyguluronides from polymannuronides are carried out (due to acid hydrolysis), but the fractionation stage of guluronides is not carried out. This stage is carried out in the inventive method, it is based on different affinities of guluronides for potassium and manganese (II) ions: a sample of sodium alginate, soluble in a saturated solution of potassium chloride and insoluble in a solution of manganese (II) sulfate, is characterized by a high content of guluronides.

Таким образом, предлагаемый способ получения альгината натрия, основанный на сочетанном использовании частичного гидролиза, деминерализации и фракционирования гулуронидов, позволяет получить медицинский альгинат натрия, т.е. альгинат натрия, обогащенный гулуронидами (стадии гидролиза, фракционирования) и освобожденный от катионов поливалентных металлов (стадии осаждения в виде сульфатов и оксалатов). Thus, the proposed method for producing sodium alginate, based on the combined use of partial hydrolysis, demineralization and fractionation of guluronides, allows to obtain medical sodium alginate, i.e. sodium alginate enriched with guluronides (hydrolysis, fractionation stages) and freed from polyvalent metal cations (precipitation stages in the form of sulfates and oxalates).

Для оценки качества препаратов альгината натрия определяли:
1) количественное содержание альгината натрия - методом спектрофотометрии по реакции с карбазолом (ВФС 42-1680-87. Натрия альгинат);
2) относительное содержание Д-маннуроновой и L-гулуроновой кислот - методами спектрофотометрии (Knutson, (Geanes, 1968), ГЖХ (Lehrfeld, 1981). Образцы альгината натрия подвергали гидролизу в соответствии с методикой Lehrfeld и затем в виде ацетатов полиолов подвергали хроматографическому разделению на приборе Pye Series 104 (Подкорытова А.В. Разработка технологии получения высокомолекулярного альгината натрия из культивируемой ламинарии японской /Автореферат дис. ... канд. техн.наук.-М., 1986. - 24с.). По высотам пиков соответствующих ацетатов полиолов подсчитывали соотношение уроновых кислот (М/G);
3) содержание сульфатной золы (ГФ XI. - М.: Медицина, 1990. - Вып. 2. - С. 25);
4) содержание железа - методом спектрофотометрии по реакции с 1,10-фенантролин сульфатом и калия иодидом (ВФС 42-2604-95. Альгисорб);
5) относительную вязкость 1% водного раствора - по скорости истечения раствора на вискозиметре ВПЖ-1 при 20^oС (ГФ XI. - М.: Медицина, 1987. -Вып. 1. - С. 89).To assess the quality of sodium alginate preparations, the following were determined:
1) the quantitative content of sodium alginate - by spectrophotometry by reaction with carbazole (VFS 42-1680-87. Sodium alginate);
2) the relative content of D-mannuronic and L-guluronic acids by spectrophotometric methods (Knutson, (Geanes, 1968), GLC (Lehrfeld, 1981). Samples of sodium alginate were subjected to hydrolysis in accordance with the Lehrfeld method and then subjected to chromatographic separation of polyols as polyols. on a Pye Series 104 instrument (Podkorytova AV Development of a technology for producing high molecular weight sodium alginate from cultivated Japanese kelp / Abstract of thesis ... Candidate of Technical Science.- M., 1986. - 24 pp.). According to the heights of the peaks of the corresponding acetates polyols were counted accordingly ix uronic acid (M / G);
3) the content of sulfate ash (GF XI. - M .: Medicine, 1990. - Issue 2. - P. 25);
4) iron content - by spectrophotometry by reaction with 1,10-phenanthroline sulfate and potassium iodide (VFS 42-2604-95. Algisorb);
5) the relative viscosity of a 1% aqueous solution - according to the flow rate of the solution on a VPZh-1 viscometer at 20 ^o С (ГФ XI. - M .: Medicine, 1987. - Issue 1. - P. 89).

6) КС - методом комплексонометрии (по числу мг свинца, связанного 1 г полиуронида) (Компанцев В.А., Кайшева Н.Ш., Гокжаева Л.П., Сизова Н.М. Определение комплексообразующей способности пектинов и пектиносодержащих препаратов/Охрана окружающей среды. - М.: НИИТЭХИМ, 1991. - С. 25-27). 6) KS - by the method of complexometry (by the number of mg of lead bound to 1 g of polyuronide) (Kompantsev V.A., Kaysheva N.Sh., Gokzhaeva L.P., Sizova N.M. Determination of complexing ability of pectins and pectin-containing preparations / Protection environment. - M.: NIITEKHIM, 1991. - S. 25-27).

Заявляемый способ обеспечивает получение образца альгината натрия с высоким количественным содержанием альгината натрия (99,95%); с высоким содержанием гулуроновой кислоты (соотношение М/G- составляет 0,75 или содержание гулуроновой кислоты 57%), с низким содержанием сульфатной золы (5,2%), не содержащим железо, с высокой относительной вязкостью альгината натрия (22,4), с высокой КС (2875 мг Рв²⁺/г).The inventive method provides a sample of sodium alginate with a high quantitative content of sodium alginate (99.95%); with a high content of guluronic acid (M / G- ratio is 0.75 or a guluronic acid content of 57%), low sulphate ash content (5.2%), not containing iron, with a high relative viscosity of sodium alginate (22.4) , with high CS (2875 mg Rv ²⁺ / g).

В результате исследований подобраны следующие оптимальные условия выделения очищенного альгината натрия (таблицы 1-10, фиг.1, 2). As a result of the studies, the following optimal conditions for the isolation of purified sodium alginate were selected (tables 1-10, figures 1, 2).

Из таблицы 1 видно, что применение оксалата аммония для осаждения поливалентных катионов в щелочном растворе обеспечивает наиболее высокое количественное содержание альгината натрия в препарате. From table 1 it is seen that the use of ammonium oxalate for the deposition of polyvalent cations in an alkaline solution provides the highest quantitative content of sodium alginate in the preparation.

Из таблицы 2 следует, что оптимальной концентрацией раствора оксалата аммония, обеспечивающей наибольшее количественное содержание альгината натрия, является 1,0%. Дальнейшее повышение концентрации раствора оксалата аммония не приводит к заметным изменениям содержания альгината натрия в препарате. From table 2 it follows that the optimal concentration of a solution of ammonium oxalate, providing the highest quantitative content of sodium alginate, is 1.0%. A further increase in the concentration of a solution of ammonium oxalate does not lead to noticeable changes in the content of sodium alginate in the preparation.

Из таблицы 3 видно, что оптимальным объемным соотношением (в мл) растворов альгината натрия и 1% раствора оксалата аммония, при котором количественное содержание альгината натрия максимальное, является соотношение 1:4. Хотя при соотношении 1:5 достигается аналогичное количественное содержание действующих веществ в препарате, но в этом случае происходит очень сильное разбавление раствора альгината натрия раствором оксалата аммония, что в дальнейшем увеличивает продолжительность упаривания экстрактов. From table 3 it is seen that the optimal volume ratio (in ml) of solutions of sodium alginate and 1% solution of ammonium oxalate, in which the quantitative content of sodium alginate is maximum, is a ratio of 1: 4. Although at a ratio of 1: 5 a similar quantitative content of active substances in the preparation is achieved, but in this case a very strong dilution of the sodium alginate solution with a solution of ammonium oxalate occurs, which further increases the duration of evaporation of the extracts.

Влияние диализа альгинатных растворов через целлофановую мембрану (ее стандартные параметры: толщина 8 нм, диаметр пор 0,4 нм) показано на фиг.1. The effect of dialysis of alginate solutions through a cellophane membrane (its standard parameters: thickness 8 nm, pore diameter 0.4 nm) is shown in figure 1.

Как видно из табл.4, оптимальная продолжительность диализа для альгинатных растворов составляет 24 ч; более продолжительный диализ не приводит к существенному изменению оптической плотности растворов. As can be seen from table 4, the optimal duration of dialysis for alginate solutions is 24 hours; longer dialysis does not lead to a significant change in the optical density of solutions.

Влияние сильного электролита на характер кривой титрования альгината натрия серной кислотой показано на фиг.2. The effect of a strong electrolyte on the nature of the titration curve of sodium alginate with sulfuric acid is shown in figure 2.

Влияние электролита (0,1 моль/л раствора хлорида натрия) на характер кривой потенциометрического титрования альгината натрия с помощью 0,1 моль/л раствора серной кислоты очевидно: если раствор альгината натрия имеет рН 9,58, то после добавления к нему 0,1 моль/л раствора хлорида натрия рН раствора становится 9,16. Кривая потенциометрического титрования альгината натрия в присутствии хлорида натрия (кривая 2) более вертикальна, чем без электролита (кривая 1), т. е. в этом случае скачок титрования больше. Хлорид натрия разрушает водородные связи в макромолекуле альгината между цепями уроновых кислот, уменьшая их "сцепляемость", это приводит к разобщению полиуронидных цепочек и улучшению их проходимости через мембрану. The effect of the electrolyte (0.1 mol / L sodium chloride solution) on the nature of the potentiometric titration curve of sodium alginate with a 0.1 mol / L sulfuric acid solution is obvious: if the sodium alginate solution has a pH of 9.58, then after adding 0, 1 mol / L sodium chloride solution The pH of the solution becomes 9.16. The potentiometric titration curve of sodium alginate in the presence of sodium chloride (curve 2) is more vertical than without the electrolyte (curve 1), i.e., in this case, the titration jump is greater. Sodium chloride destroys the hydrogen bonds in the alginate macromolecule between the chains of uronic acids, reducing their "adhesion", this leads to the separation of polyuronide chains and improve their passage through the membrane.

Как видно из табл.5, осаждение хлоридом калия (нерастворимая фракция) и растворение в сульфате марганца (II) (растворимая фракция) ведут к накоплению молекул с высоким содержанием остатков Д-маннуроновой кислоты, и, наоборот, растворение в хлориде калия (растворимая фракция) и осаждение сульфата марганца (II) приводят к накоплению молекул с высоким содержанием остатков L-гулуроновой кислоты. Сочетанное применение осаждения хлоридом калия и растворение в сульфате марганца (II) ведет к накоплению молекул, обогащенных Д-маннуроновой кислотой, а применение растворения в хлориде калия и осаждения. сульфатом марганца (II) - к накоплению L -гулуроновой кислоты. Поэтому последнее сочетание нами использовано в предлагаемом способе. As can be seen from Table 5, precipitation of potassium chloride (insoluble fraction) and dissolution in manganese (II) sulfate (soluble fraction) lead to the accumulation of molecules with a high content of D-mannuronic acid residues, and, conversely, dissolution in potassium chloride (soluble fraction) ) and the precipitation of manganese (II) sulfate lead to the accumulation of molecules with a high content of L-guluronic acid residues. The combined use of precipitation with potassium chloride and dissolution in manganese (II) sulfate leads to the accumulation of molecules enriched with D-mannuronic acid, and the use of dissolution in potassium chloride and precipitation. manganese (II) sulfate - to the accumulation of L -guluronic acid. Therefore, the last combination we used in the proposed method.

Как следует из табл. 6, наиболее оптимальной концентрацией обеих солей, обеспечивающей наибольшее содержание гулуроновой кислоты, является 0,09 моль/л. As follows from the table. 6, the most optimal concentration of both salts, providing the highest content of guluronic acid, is 0.09 mol / L.

Как видно из табл. 7, при соотношении раствор альгината натрия: растворы солей (в концентрации по 0,09 моль/л) 2:1 достигается наиболее высокое содержание гулуронидов. As can be seen from the table. 7, with a ratio of sodium alginate solution: salt solutions (at a concentration of 0.09 mol / L) 2: 1, the highest content of guluronides is achieved.

Из табл. 8 видно, что при выделении гулуронидов разделение осадка и надосадочной жидкости с помощью хлорида калия четко наблюдается при центрифугировании в течение 1,0 ч, а при разделении сульфатом марганца (II) - при центрифугировании в течение 1,5 ч. From the table. Figure 8 shows that during the separation of guluronides, the separation of the precipitate and the supernatant using potassium chloride is clearly observed during centrifugation for 1.0 h, and when separated by manganese (II) sulfate, during centrifugation for 1.5 hours.

Добавление этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) при растворении гулуронидов связано с необходимостью устранения ионов кальция, которые, будучи связаны с гулуронидами в виде нерастворимых соединений, снижают выход гулуронидов. The addition of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) during the dissolution of guluronides is associated with the need to eliminate calcium ions, which, being associated with guluronides in the form of insoluble compounds, reduce the yield of guluronides.

Как следует из табл. 9, наиболее высокое содержание гулуронидов (0,75) достигается при объемном соотношении суспензии гулуронидов: раствора ЭДТА 3: 1, дальнейшее увеличение объема раствора ЭДТА не влияет на показатель М/G. As follows from the table. 9, the highest content of guluronides (0.75) is achieved when the volume ratio of the suspension of guluronides: EDTA solution is 3: 1, a further increase in the volume of EDTA solution does not affect the M / G index.

Поскольку гулурониды в воде нерастворимы, то для перевода их в растворимое состояние необходимо создание щелочной среды. Использование для этих целей растворов карбоната и гидрокарбоната натрия позволяет растворить полностью целевой продукт. Since guluronides are insoluble in water, the creation of an alkaline environment is necessary to transfer them to a soluble state. The use of solutions of sodium carbonate and sodium bicarbonate for these purposes allows you to completely dissolve the target product.

Из таблицы 10 видно, что при соотношении растворов (мл) - суспензия:1% раствор карбоната натрия: 1% раствор гидрокарбоната натрия 10:1:1 осадок гулуронидов полностью растворяется, т.е. образуется истинный раствор. From table 10 it is seen that at a ratio of solutions (ml) - suspension: 1% solution of sodium carbonate: 1% solution of sodium bicarbonate 10: 1: 1, the precipitate of guluronides is completely dissolved, i.e. a true solution is formed.

Предлагаемый способ получения медицинского очищенного альгината натрия поясняется следующими примерами конкретного выполнения. The proposed method for obtaining medical purified sodium alginate is illustrated by the following specific examples.

ПРИМЕР 1. Беломорские водоросли Северного бассейна (Laminaria saceharina L. ) высушивают при температуре 50^oС в сушильном шкафу, затем освобождают их от механических примесей, моллюсков и измельчают на лабораторном измельчителе. Отвешивают 10 г водорослей, помещают в колбу вместимостью 1 л, приливают 500 мл 0,1 моль/л раствора серной кислоты и экстрагируют в течение 15 ч при медленном встряхивании на качалке. Затем смесь фильтруют через плотный бумажный фильтр ("синяя лента"); остаток на фильтре промывают 50-100 мл воды и фильтрат отбрасывают. Оставшиеся водоросли вновь помещают в колбу вместимостью 1 л, приливают 500 мл 1% раствора карбоната натрия и экстрагируют в течение 12 ч при встряхивании на качалке. Образуется вязкая экстракционная масса, к которой добавляют 2 л 1% раствора оксалата аммония, перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр "красная лента". Oстаток на фильтре отбрасывают. К полученному фильтрату добавляют хлорид натрия из расчета его концентрации в конечном растворе 0,1 моль/л (т.е. на 2,5 л экстракта необходимо добавить 14,625 г хлорида натрия), экстракт перемешивают до растворения хлорида натрия, после чего проводят диализ экстракта в течение 24 ч через целлофановую мембрану толщиной 8 нм и диаметром пор 0,4 нм. Для диализа используют горизонтальный прибор, в котором имеется два отсека, разделенных между собой целлофановой мембраной, края которой закреплены на внутренней стороне корпуса с помощью водостойкого клея. В один отсек через отверстие прибора сверху помещается диализуемый экстракт, который диализуется через мембрану в другой отсек (диализатор). Затем полученный диализат упаривают под вакуумом примерно до 1/25 от объема экстракта, смешивают с равным объемом 96% этанола и перемешивают стеклянной палочкой. Клейкий осадок альгината натрия прилипает практически полностью к палочке и его можно выделить из смеси таким путем без фильтрования. Осадок промывают два раза 96% спиртом и два раза эфиром. Затем осадок растворяют в 400 мл воды; образующийся прозрачный гомогенный раствор смешивают с 400 мл насыщенного раствора хлорида калия (при 20^oС в 400 мл воды растворяют 136 г хлорида калия); смесь центрифугируют на препаративной ультрацентрифуге при 30000 обор./мин в течение 1 ч. Прозрачную жидкость (в основном гулурониды) тщательно отделяют от рыхлого студенистого осадка (в основном маннурониды) пипеткой; к жидкости приливают равный объем 96% спирта; выпавший осадок снова растворяют в таком количестве воды, чтобы получить 0,5%-й раствор альгината, и еще раз осаждают равным объемом 96% спирта, отделяют осадок центрифугированием. Осадок суспендируют в 400 мл воды и смешивают с 200 мл раствора 0,09 моль/л по сульфату марганца (II) и 0,09 моль/л по хлориду калия. После центрифугирования смеси при 30000 сбор. /мин в течение 1,5 ч прозрачный раствор (преимущественно маннурониды) отделяют от рыхлого студенистого осадка (преимущественно гулурониды) пипеткой. Полученный осадок вымывают из центрифужной пробирки водой, осаждают равным объемом 96% спирта и суспендируют в 100 мл воды. К суспензии добавляют 30 мл 0,1 моль/л раствора ЭДТА и по 10 мл 1% раствора карбоната натрия и 1% раствора гидрокарбоната натрия. Когда осадок полностью растворится, альгинат снова осаждают равным объемом 96% спирта, осадок отделяют центрифугированием, промывают спиртом и эфиром и сушат при температуре 30-40^oС.EXAMPLE 1. The White Sea algae of the Northern basin (Laminaria saceharina L.) is dried at a temperature of 50 ^o C in an oven, then they are freed from mechanical impurities, mollusks and ground in a laboratory grinder. Weigh 10 g of algae, place in a flask with a capacity of 1 l, add 500 ml of a 0.1 mol / l solution of sulfuric acid and extract for 15 hours with slow shaking on a rocking chair. Then the mixture is filtered through a thick paper filter ("blue ribbon"); the filter residue is washed with 50-100 ml of water and the filtrate is discarded. The remaining algae is again placed in a flask with a capacity of 1 l, poured into 500 ml of a 1% solution of sodium carbonate and extracted for 12 hours with shaking on a rocking chair. A viscous extraction mass forms, to which 2 L of a 1% solution of ammonium oxalate is added, mixed and filtered through a red ribbon paper filter. The residue on the filter is discarded. Sodium chloride is added to the obtained filtrate based on its concentration in the final solution of 0.1 mol / L (i.e., 14.625 g of sodium chloride must be added to 2.5 L of the extract), the extract is stirred until the sodium chloride is dissolved, and then the dialysis of the extract is carried out for 24 hours through a cellophane membrane with a thickness of 8 nm and a pore diameter of 0.4 nm. For dialysis, a horizontal device is used in which there are two compartments separated by a cellophane membrane, the edges of which are fixed to the inside of the case with waterproof glue. In one compartment, through the opening of the device, a dialyzable extract is placed on top, which is dialyzed through a membrane into another compartment (dialyzer). Then, the resulting dialysate is evaporated in vacuo to approximately 1/25 of the extract volume, mixed with an equal volume of 96% ethanol and stirred with a glass rod. The sticky precipitate of sodium alginate adheres almost completely to the stick and can be isolated from the mixture in this way without filtering. The precipitate is washed twice with 96% alcohol and twice with ether. Then the precipitate is dissolved in 400 ml of water; the resulting clear homogeneous solution is mixed with 400 ml of a saturated solution of potassium chloride (at 20 ^{° C.,} 136 g of potassium chloride are dissolved in 400 ml of water); the mixture is centrifuged on a preparative ultracentrifuge at 30,000 rpm for 1 hour. The clear liquid (mainly guluronides) is carefully separated from the loose gelatinous precipitate (mainly mannuronides) by pipette; an equal volume of 96% alcohol is added to the liquid; the precipitate formed is again dissolved in such an amount of water as to obtain a 0.5% solution of alginate, and again precipitated with an equal volume of 96% alcohol, the precipitate is separated by centrifugation. The precipitate is suspended in 400 ml of water and mixed with 200 ml of a solution of 0.09 mol / L for manganese (II) sulfate and 0.09 mol / L for potassium chloride. After centrifuging the mixture at 30,000 collection. / min for 1.5 h, a clear solution (mainly mannuronides) is separated from the loose gelatinous precipitate (mainly guluronides) by pipette. The precipitate obtained is washed out of a centrifuge tube with water, precipitated with an equal volume of 96% alcohol and suspended in 100 ml of water. 30 ml of a 0.1 mol / L EDTA solution and 10 ml of 1% sodium carbonate solution and 1% sodium hydrogen carbonate solution are added to the suspension. When the precipitate is completely dissolved, alginate is again precipitated with an equal volume of 96% alcohol, the precipitate is separated by centrifugation, washed with alcohol and ether and dried at a temperature of 30-40 ^o C.

Целевой продукт - альгинат натрия, обогащенный гулуронидами, представляет собой тонкие пластинки белого цвета, без запаха, слизистого вкуса. Количественное содержание альгината натрия в препарате 99,95%. Соотношение М/G составляет 0,75 (или содержание гулуроновой кислоты 57%). Содержание сульфатной золы 5,2%. В препарате отсутствует железо. Относительная вязкость 1% водного раствора альгината натрия 22,4. КС препарата 2875 мг Рв²⁺/г.The target product is sodium alginate, enriched with guluronides, is a thin plate of white color, odorless, mucous taste. The quantitative content of sodium alginate in the preparation is 99.95%. The M / G ratio is 0.75 (or the guluronic acid content is 57%). The sulfate ash content is 5.2%. There is no iron in the preparation. The relative viscosity of a 1% aqueous solution of sodium alginate is 22.4. KS of the drug 2875 mg Rv ²⁺ / g.

Маточные спиртовые растворы подвергают обработке с целью регенерации из них спирта. Royal alcohol solutions are subjected to treatment in order to regenerate alcohol from them.

ПРИМЕР 2. Извлечение альгината натрия проводят аналогично примеру 1. К вязкому щелочному экстракту (после добавления 1% раствора карбоната натрия) добавляют 2,5 л 1,5% раствора оксалата аммония и также фильтруют. Полученный фильтрат при ионной силе, создаваемой 0,1 моль/л раствором хлорида натрия, диализуют в течение 48 ч через целлофановую мембрану толщиной 8 нм и диаметром пор 0,4 нм. Выделение из диализата альгината натрия, растворение его в воде и осаждение хлоридом калия проводят аналогично примеру 1. Смесь центрифугируют при 30000 обор. /мин в течение 1,5 ч. Из жидкости, содержащей преимущественно гулурониды, выделяют альгинат натрия, как описано в примере 1. Осадок суспендируют в 400 мл воды и смешивают с 800 мл раствора 0,10 моль/л по сульфату марганца (II) и 0,10 моль/л по хлориду калия. Смесь центрифугируют при 30000 обор./мин в течение 2,0 ч. Выделение фракции гулуронидов проводят аналогично примеру 1. К суспензии добавляют 25 мл 0,1 моль/л раствора ЭДТА и по 20 мл 1% раствора карбоната натрия и 1% раствора гидрокарбоната натрия. Далее выделяют альгинат натрия, как описано в примере 1. EXAMPLE 2. The extraction of sodium alginate is carried out analogously to example 1. To a viscous alkaline extract (after adding 1% sodium carbonate solution), add 2.5 l of a 1.5% solution of ammonium oxalate and also filtered. The obtained filtrate, at an ionic strength created by a 0.1 mol / L sodium chloride solution, is dialyzed for 48 hours through an 8 nm thick cellophane membrane and 0.4 nm pore diameter. Isolation of sodium alginate from dialysate, its dissolution in water and precipitation with potassium chloride is carried out analogously to example 1. The mixture is centrifuged at 30,000 rpm. / min for 1.5 hours. Sodium alginate is isolated from a liquid containing mainly guluronides, as described in Example 1. The precipitate is suspended in 400 ml of water and mixed with 800 ml of a solution of 0.10 mol / L in manganese (II) sulfate. and 0.10 mol / L for potassium chloride. The mixture is centrifuged at 30,000 rpm for 2.0 hours. The separation of the guluronide fraction is carried out analogously to example 1. 25 ml of a 0.1 mol / L EDTA solution and 20 ml of 1% sodium carbonate solution and 1% hydrogen carbonate solution are added to the suspension. sodium. Sodium alginate is then isolated as described in Example 1.

Целевой продукт имеет следующие характеристики: количественное содержание альгината натрия в препарате 99,33%; соотношение М/G 0,75 (содержание гулуроновой кислоты 57%); содержание сульфатной золы 5,4%; в препарате отсутствует железо. Относительная вязкость 1% водного раствора альгината натрия 23,8. КС препарата 2860 мг Рв²⁺/г.The target product has the following characteristics: quantitative content of sodium alginate in the preparation of 99.33%; M / G ratio 0.75 (guluronic acid content 57%); sulfate ash content of 5.4%; there is no iron in the preparation. The relative viscosity of a 1% aqueous solution of sodium alginate is 23.8. KS of the drug 2860 mg Rv ²⁺ / g.

ПРИМЕР 3. Извлечение альгината натрия проводят аналогично примеру 1. К вязкому щелочному экстракту после добавления 1% раствора карбоната натрия добавляют 1,5 л 0,5% раствора оксалата аммония и также фильтруют. Полученный фильтрат при ионной силе, создаваемой 0,1 моль/л раствором хлорида натрия, диализуют в течение 10 ч через целлофановую мембрану толщиной 8 нм и диаметром пор 0,4 нм. Выделение из диализата альгината натрия, растворение его в воде и осаждение хлоридом калия проводят аналогично примеру 1. Смесь центрифугируют при 30000 обор./мин в течение 0,5 ч. Из раствора, содержащего преимущественно гулурониды, выделяют альгинат натрия, как описано в примере 1. Осадок суспендируют в 400 мл воды и смешивают с 400 мл раствора 0,08 моль/л по сульфату марганца (II) и 0,08 моль/л по хлориду калия. Смесь центрифугируют при 30000 обор./мин в течение 1,0 ч. Выделение фракции гулуронидов проводят аналогично примеру 1. К суспензии добавляют 50 мл 0,1 моль/л раствора ЭДТА и по 7,5 мл 1% раствора карбоната натрия и 1% раствора гидрокарбоната натрия. Далее выделяют альгинат натрия, как описано в примере 1. EXAMPLE 3. The extraction of sodium alginate is carried out analogously to example 1. To a viscous alkaline extract after adding 1% sodium carbonate solution, add 1.5 l of a 0.5% solution of ammonium oxalate and also filtered. The obtained filtrate at an ionic strength created by a 0.1 mol / L sodium chloride solution is dialyzed for 10 hours through a cellophane membrane with a thickness of 8 nm and a pore diameter of 0.4 nm. Isolation of sodium alginate from dialysate, its dissolution in water and precipitation with potassium chloride is carried out analogously to example 1. The mixture is centrifuged at 30,000 rpm for 0.5 h. Sodium alginate is isolated from a solution containing mainly guluronides, as described in example 1 The precipitate is suspended in 400 ml of water and mixed with 400 ml of a solution of 0.08 mol / L for manganese (II) sulfate and 0.08 mol / L for potassium chloride. The mixture is centrifuged at 30,000 rpm for 1.0 hour. The separation of the guluronide fraction is carried out analogously to example 1. To the suspension add 50 ml of 0.1 mol / L EDTA solution and 7.5 ml of 1% sodium carbonate solution and 1% sodium bicarbonate solution. Sodium alginate is then isolated as described in Example 1.

Целевой продукт имеет следующие характеристики: количественное содержание альгината натрия в препарате 98,4%; соотношение M/G 0,93 (содержание гулуроновой кислоты 51,8%); содержание сульфатной золы 6,2%; в препарате отсутствует железо. Относительная вязкость 1% водного раствора альгината натрия 18,9. КС препарата 2110 мг Рв²⁺/г.The target product has the following characteristics: quantitative content of sodium alginate in the preparation of 98.4%; M / G ratio 0.93 (guluronic acid content 51.8%); sulfate ash content of 6.2%; there is no iron in the preparation. The relative viscosity of a 1% aqueous solution of sodium alginate is 18.9. KS of the drug 2110 mg Rv ²⁺ / g.

Таким образом, предлагаемый способ получения медицинского очищенного альгината натрия обеспечивает следующий положительный эффект:
1. Повышение количественного содержания альгината натрия в препарате: так, если по способу, принятому за прототип, содержание альгината натрия составляет 92%, то по заявляемому способу оно достигает 99,95%, т.е. превышение содержания составляет 1,1 раза. Этот эффект обусловлен следующими причинами: а) по способу-прототипу водоросли тщательно промывают проточной водой, по заявляемому - промывка не предусматривается. При промывке водой водоросли попадают в среду, отличную от среды водоемов как по концентрации, так и по составу солей. Поэтому между водорослями и растворителем наступает обмен компонентами. Если водоросли промываются водой, то происходит экстракция всех водорастворимых компонентов, в т.ч. и солей. Соли создавали слабокислую среду, и удаление их равносильно нейтрализации одноосновным катионом. Вследствие этого в равновесной системе: полиуроновая кислота ⇄ ангидрид полиуроновой кислоты происходит сдвиг в сторону образования кислоты, а это приводит к потерям целевого продукта с промывными водами (Евтушенко В.А. Химические основы технологии альгиновой кислоты /Рыбное хозяйство. - М.: Пищепромиздат, 1949. - 7. - С. 44-48); б) добавление оксалата аммония к раствору альгината натрия способствует переведению оставшихся (после гидролиза и осаждения серной кислотой) поливалентных катионов в нерастворимые соединения. При этом натрий и аммоний, связанные с уроновыми кислотами, легко обмениваются на поливалентные катионы при дальнейшем использовании альгината в качестве детоксиканта тяжелых металлов. Деминерализация уроновых кислот альгината способствует снижению потерь уронидов за счет перевода их в растворимое состояние.Thus, the proposed method for producing medical purified sodium alginate provides the following positive effect:
1. The increase in the quantitative content of sodium alginate in the preparation: so, if according to the method adopted for the prototype, the content of sodium alginate is 92%, then according to the claimed method it reaches 99.95%, i.e. excess content is 1.1 times. This effect is due to the following reasons: a) according to the prototype method, algae are thoroughly washed with running water, according to the claimed method, washing is not provided. When washing with water, algae enter a medium different from the environment of water bodies both in concentration and in salt composition. Therefore, an exchange of components occurs between the algae and the solvent. If algae is washed with water, then all water-soluble components are extracted, including and salts. Salts created a slightly acidic environment, and their removal is equivalent to neutralization by a monobasic cation. As a result, in the equilibrium system: polyuronic acid поли polyuronic acid anhydride there is a shift towards the formation of acid, and this leads to losses of the target product with wash water (Evtushenko V.A. Chemical principles of alginic acid technology / Fisheries. - M.: Pishchepromizdat, 1949. - 7. - S. 44-48); b) the addition of ammonium oxalate to a solution of sodium alginate promotes the conversion of the remaining (after hydrolysis and precipitation with sulfuric acid) polyvalent cations into insoluble compounds. At the same time, sodium and ammonium associated with uronic acids are easily exchanged for polyvalent cations with the further use of alginate as a heavy metal detoxifier. The demineralization of uronic acids of alginate helps to reduce losses of uronides by translating them into a soluble state.

2. Повышение содержания полигулуронидной составляющей в полученном препарате альгината натрия: если в препарате, полученном по способу-прототипу, соотношение М/G составляет 3,45 (или содержание гулуронидов 22,47% от уроновых кислот), то по заявляемому способу это соотношение составляет 0,75 (или содержание гулуронидов 57%), т.е. превышение содержания гулуронидов составляет 2,5 раза. Это особенно важно, т.к. применение альгината натрия в качестве медицинского препарата основано на его способности к селективному ионообмену, который зависит от содержания L-гулуроновой кислоты в полимере. 2. The increase in the content of the polyguluronide component in the obtained preparation of sodium alginate: if in the preparation obtained by the prototype method, the M / G ratio is 3.45 (or the content of guluronides is 22.47% of uronic acids), then according to the claimed method, this ratio is 0.75 (or guluronide content 57%), i.e. excess guluronides is 2.5 times. This is especially important because the use of sodium alginate as a medicine is based on its ability to selective ion exchange, which depends on the content of L-guluronic acid in the polymer.

Этот положительный эффект обусловлен не только кислотным гидролизом (осуществляемым в обоих способах), но и стадией фракционирования уронидов (заявляемый способ), основанной на различном сродстве к ионам марганца (II) и калия. Именно сочетанное использование частичного гидролиза, деминерализации и фракционирования позволяет получить альгинат натрия, обогащенный гулуронидами. This positive effect is due not only to acid hydrolysis (carried out in both methods), but also to the fractionation of uronides (the claimed method), based on different affinities for manganese (II) and potassium ions. It is the combined use of partial hydrolysis, demineralization and fractionation that allows to obtain sodium alginate enriched in guluronides.

3. Повышение КС альгината натрия: по предлагаемому способу она составляет 2875 мг Рв ²⁺/г, по прототипу - 1320 мг Рв ²⁺/г (превышение в 2,2 раза). Увеличение КС альгината натрия является следствием повышения содержания гулуронидов в препарате.3. Increasing the COP of sodium alginate: according to the proposed method, it is 2875 mg of Pb ²⁺ / g, according to the prototype - 1320 mg of Pb ²⁺ / g (2.2 times excess). An increase in CS of sodium alginate is a consequence of an increase in the content of guluronides in the drug.

4. Повышение степени чистоты альгината натрия. Высокая степень чистоты альгината натрия, полученного по заявляемому способу, подтверждается следующими физико-химическими характеристиками: низкое содержание сульфатной золы 5,2% (по прототипу 16,5%; снижение зольности составляет 3,2 раза); отсутствие ионов железа (III) (по прототипу содержание ионов железа (III) 0,09%); высокое количественное содержание альгината натрия (превышение в 1,1 раза). Высокая степень чистоты объясняется деминерализацией экстракта оксалатом аммония, диализом раствора в присутствии электролита через целлофановую мембрану; дополнительной очисткой спиртом и эфиром в ходе фракционирования уронидов. Препарат альгината натрия с полученными характеристиками вполне может быть использован как лекарственный препарат перорального и парентерального применения. 4. Increasing the purity of sodium alginate. The high degree of purity of sodium alginate obtained by the present method is confirmed by the following physicochemical characteristics: low sulfate ash content of 5.2% (according to the prototype 16.5%; ash content is 3.2 times); the absence of iron (III) ions (according to the prototype, the content of iron (III) ions is 0.09%); high quantitative content of sodium alginate (an excess of 1.1 times). A high degree of purity is explained by demineralization of the extract with ammonium oxalate, dialysis of the solution in the presence of an electrolyte through a cellophane membrane; additional purification with alcohol and ether during fractionation of uronides. The preparation of sodium alginate with the obtained characteristics may well be used as a drug for oral and parenteral use.

5. Повышение вязкости раствора альгината натрия: по предлагаемому способу относительная вязкость 1% раствора альгината натрия составляет 22,4, а по способу-прототипу 20 (превышение в 1,1 раза). 5. Increasing the viscosity of a solution of sodium alginate: according to the proposed method, the relative viscosity of a 1% solution of sodium alginate is 22.4, and by the prototype method 20 (an excess of 1.1 times).

Claims

A method of obtaining medical purified sodium alginate, including treating kelp with a solution of sulfuric acid, removing the filtrate, treating the residue with a solution of sodium carbonate, isolating and drying the product, characterized in that sugar kelp is used, after treatment with a solution of sodium carbonate, the alkaline extraction mass is treated with a 1% solution ammonium oxalate at a volume ratio of extract: 1% solution of ammonium oxalate 1: 4, the resulting solution of sodium alginate with a constant ionic strength created by 0.1 mol / l sodium chloride solution, dialyzed through a cellophane membrane for 24 hours, then sodium alginate is dissolved in water and fractionated by mixing with an equal volume of a saturated solution of potassium chloride, centrifugation is carried out for 1 hour, mixing the centrifugate with an equal volume of alcohol, separating the precipitate dissolving it in water and re-precipitating with alcohol, separating the precipitate, suspending it in water, mixing the resulting suspension with a solution of 0.09 mol / L for manganese (II) sulfate and 0.09 mol / L for potassium chloride in volume the ratio of suspension: salt solution 2: 1, centrifuging the mixture for 1.5 hours, washing the precipitate with water and precipitating it with an equal volume of alcohol, separating the precipitate, re-suspending in water, mixing with a solution of EDTA in a volume ratio of suspension: EDTF solution 3: 1 , adding solutions of sodium carbonate and sodium bicarbonate at a volume ratio of suspension: sodium carbonate solution: sodium bicarbonate solution 10: 1: 1.