RU2769981C1 - Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin - Google Patents

Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin Download PDF

Info

Publication number
RU2769981C1
RU2769981C1 RU2021110742A RU2021110742A RU2769981C1 RU 2769981 C1 RU2769981 C1 RU 2769981C1 RU 2021110742 A RU2021110742 A RU 2021110742A RU 2021110742 A RU2021110742 A RU 2021110742A RU 2769981 C1 RU2769981 C1 RU 2769981C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lignin
saponin
composite material
sorbent
triterpene saponin
Prior art date
Application number
RU2021110742A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Владимировна Мироненко
Владимир Федорович Селеменев
Людмила Васильевна Рудакова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority to RU2021110742A priority Critical patent/RU2769981C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769981C1 publication Critical patent/RU2769981C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L97/00Compositions of lignin-containing materials

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: composite materials.SUBSTANCE: invention relates to a method for producing a composite material based on hydrolyzed lignin and saponin and the composite material itself, which can be used in the pharmaceutical industry, in drug manufacturing technology. The method for obtaining the composite material includes bringing the sorbent that is hydrolyzed lignin into contact with a solution of the immobilized substance, triterpene saponin, holding it under stirring at room temperature for 4 hours at a concentration of an aqueous solution of triterpene saponin 0.8-1 g/l; drying of the resulting composite material is carried out in air for 2 days. The sorption process takes place either under dynamic conditions when a triterpene saponin solution is passed through hydrolyzed lignin at the rate of 1 l / g of hydrolyzed lignin at a rate of 1 ml / min, or under static conditions, with the diameter of the sorption column 1-1.5 cm, the height of the sorbent layer 2.5-3.5 cm, at the rate of 1 l/g of hydrolyzed lignin. As a result, a composite material is obtained in which triterpene saponin is immobilized on lignin in an amount of at least 56% of the sorbent mass.EFFECT: expanding the range of composite materials based on hydrolytic lignin with a high sorption capacity for triterpene saponin.2 cl, 3 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу получения комбинированной лекарственной формы гидролизного лигнина и сапонина, и может быть использовано в фармацевтической промышленности в технологии изготовления лекарств.The invention relates to biotechnology, in particular to a method for producing a combined dosage form of hydrolytic lignin and saponin, and can be used in the pharmaceutical industry in drug manufacturing technology.

Тритерпеновые сапонины, выделенные из растений, составляют многочисленную группу лекарственных веществ: широко известны препараты женьшеня, аралии маньжурской, конского каштана, календулы и др. Фармакологические исследования выявили широкий спектр фармакологического действия: противоопухолевое, противовоспалительное, обезболивающее, жаропонижающее и гастропротекторное. Другими известными фармакологическими свойствами являются антинематодная, антидиабетическая, цитотоксическая и иммуностимулирующая активность, а также защита от цитотоксического повреждения [SonawaneS. М. AReviewofRecentandCurrentResearchStudiesontheBiologicalandPharmalogicalActivitiesofSapindusMukorossi I S. Μ. Sonawane, Η. Sonawane // IntemationalJoumaloflnterdisciplinaryResearchandlnnovations. - 2015. - Vol. 3, №4. - P. 85-95].Triterpene saponins isolated from plants make up a large group of medicinal substances: preparations of ginseng, Manchurian aralia, horse chestnut, calendula, etc. are widely known. Pharmacological studies have revealed a wide range of pharmacological actions: antitumor, anti-inflammatory, analgesic, antipyretic and gastroprotective. Other known pharmacological properties are antinematode, antidiabetic, cytotoxic and immunostimulatory activity, as well as protection against cytotoxic damage [SonawaneS. M. AReviewofRecentandCurrentResearchStudiesontheBiologicalandPharmalogicalActivitiesofSapindusMukorossi I S. M. Sonawane, N. Sonawane // IntemationalJoumaloflnterdisciplinaryResearchandInnovations. - 2015. - Vol. 3, no. 4. - P. 85-95].

Известно, что многие соединения этого класса обладают значительной ростостимулирующей активностью. Тритерпеновые гликозиды оказывают большое влияние на проницаемость растительных клеток, что связано с их поверхностной активностью. Установлено, что их определенные концентрации ускоряют прорастание семян, рост и развитие растений, а концентрированные растворы тормозят, т.е. их действие напоминает действие ростовых гормонов [FaizalA., GeelenD. Saponinsandtheirroleinbiologicalprocessesinplants // Phytochem. Rev. 2013. Vol. 12. P. 877-893].It is known that many compounds of this class have significant growth-stimulating activity. Triterpene glycosides have a great influence on the permeability of plant cells, which is associated with their surface activity. It has been established that their certain concentrations accelerate the germination of seeds, the growth and development of plants, and concentrated solutions slow down, i.e. their action resembles the action of growth hormones [FaizalA., GeelenD. Saponinsandtheirroleinbiologicalprocessesinplants // Phytochem. Rev. 2013. Vol. 12. P. 877-893].

Молекулярная структура сапонинов может подвергаться химическим превращениям при хранении или обработке, что, в свою очередь, может изменять их фармакологические свойства. Гликозидная связь и связи между остатками углеводов могут подвергаться частичному гидролизу в условиях, близких к нейтральному значению рН, что приводит к образованию агликонов, просапогенинов, углеводных цепочек или моносахаридов.The molecular structure of saponins can undergo chemical transformations during storage or processing, which, in turn, can change their pharmacological properties. The glycosidic bond and bonds between carbohydrate residues can undergo partial hydrolysis under conditions close to neutral pH, resulting in the formation of aglycones, prosapogenins, carbohydrate chains or monosaccharides.

Иммобилизация на поверхности сорбентов позволит предотвратить их разрушение с сохранением функциональных свойств. В последнее время метод клатрирования (комплексообразования) сорбентов с природными веществами приобретает особую популярность. Созданные таким путем лекарственные композиции позволяют сохранить целостность молекулярных структур лекарственных субстанций в различных средах организма, сохраняя их фармакологические свойства.Immobilization on the surface of sorbents will prevent their destruction with the preservation of functional properties. Recently, the method of clathriding (complex formation) of sorbents with natural substances has gained particular popularity. Medicinal compositions created in this way make it possible to preserve the integrity of the molecular structures of medicinal substances in various body media, while maintaining their pharmacological properties.

В качестве носителя-матрицы для гликозидов может быть использован лигнин. Лигнин - это органический гетероцепной кислородсодержащий полимер, у которого отсутствует единый тип связи между мономерными звеньями. В структурных единицах лигнина содержатся различные полярные группы и, в том числе, способные к ионизации (кислые) фенольные гидроксилы и в небольшом числе карбоксильные группы, вследствие чего лигнин является полярным полимером, проявляющим свойства полиэлектролита. В лигнине, благодаря наличию большого числа гидроксильных и других полярных групп, значительно развиты водородные связи (внутри- и межмолекулярные). Из-за высокой степени разветвленности макромолекулы лигнина имеют глобулярную форму и такие препараты представляют собой порошки.Lignin can be used as a matrix carrier for glycosides. Lignin is an organic heterochain oxygen-containing polymer that lacks a single type of bond between monomer units. The structural units of lignin contain various polar groups, including ionizable (acidic) phenolic hydroxyls and a small number of carboxyl groups, as a result of which lignin is a polar polymer exhibiting the properties of a polyelectrolyte. In lignin, due to the presence of a large number of hydroxyl and other polar groups, hydrogen bonds (intra- and intermolecular) are significantly developed. Due to the high degree of branching, lignin macromolecules have a globular shape and such preparations are powders.

Гидролизный лигнин (ГЛ) обладает высокоразвитой внутренней поверхностью и проявляет значительные сорбционные свойства, что служит предпосылкой для получения на его основе энтеросорбентов, а также использования в качестве матрицы для иммобилизации биологически активных веществ.Hydrolytic lignin (HL) has a highly developed inner surface and exhibits significant sorption properties, which serves as a prerequisite for obtaining enterosorbents on its basis, as well as using it as a matrix for the immobilization of biologically active substances.

Известны композиционные материалы на основе лигнина и полиакрилонитрила [Патент RU 2621758, композиционный материал на основе полиакрилонитрила с лигнином, авторы - Штягина Л.М., Лысенко А. Α., Свердлова Н.И., Сазанов Ю.Н., Виноградова Л.Е., Крутов С.М.], на основе диметилгидразина [М.П. Семушина, К.Т. Боголицин, А.Ю. Кожевников, Д.С.Косяков / Сорбционные свойства технических лигнинов по отношению к 1,1-диметилгидразину // Химия в интересах устойчивого развития. - 2013. - Т. 21 - с. 551-555.], радиоактивного стронция [Никифоров А.Ф., Юрченко В.В. Сорбция радиоактивного стронция из водных растворов модифицированным гидролизным лигнином // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. Вып. 5. - С. 676-684]. Предложена композиция лигнина с поливинилпирролидоном в виде таблеток [Заявка 99107824/14 РФ, кл. А61К 35/78, заявл. 12.04.99, опубл. 20.02.2001].Known composite materials based on lignin and polyacrylonitrile [Patent RU 2621758, composite material based on polyacrylonitrile with lignin, authors - Shtyagina L.M., Lysenko A.A., Sverdlova N.I., Sazanov Yu.N., Vinogradova L. E., Krutov S.M.], based on dimethylhydrazine [M.P. Semushina, K.T. Bogolitsin, A.Yu. Kozhevnikov, D.S. Kosyakov / Sorption properties of technical lignins in relation to 1,1-dimethylhydrazine // Chemistry for Sustainable Development. - 2013. - V. 21 - p. 551-555.], radioactive strontium [Nikiforov A.F., Yurchenko V.V. Sorption of radioactive strontium from aqueous solutions by modified hydrolytic lignin // Sorption and chromatographic processes. 2010. Vol. 10. Issue. 5. - S. 676-684]. The proposed composition of lignin with polyvinylpyrrolidone in the form of tablets [Application 99107824/14 RF, class. A61K 35/78, Appl. 04/12/99, publ. February 20, 2001].

Наиболее близким аналогом является композиция для приготовления влажного порошка или влажных гранул лигнина с лактулозой, используемая для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта [Патент 2167669 РФ, кл. А61К 35/78, 9/14, заявл. 11.05.99, опубл. 27.05.2001]. Техническим результатом является получение новых лекарственных форм гидролизного лигнина, позволяющих избежать осложнений, вызванных приемом лигнина и лечить заболевания желудочно-кишечного тракта. Смесь веществ готовят в виде влажного порошка или влажных гранул. Композиция содержит 80% мас. гидролизного лигнина и 20% мас. 45% водного раствора лактулозы. Полученную смесь подсушивают в термостате до влажности 50% и расфасовывают в пакеты. Также вторым способом получения композиционной формы является смешивание влажного порошка лигнина (состоящего из частиц 0,25-0,55 мкм), взятого по массе в количестве 90% и 10% по мас. 45% раствора лактулозы. Смесь подсушивают до влажности 70%. Недостатком данного способа является невозможность оценить соотношение иммобилизованной на лигнине и свободной форм лактулозы, а также невысокое содержание лактулозы в составе лигнина. В основе метода получения данной композиции лежит механическое смешивание компонентов в роторном смесителе.The closest analogue is a composition for the preparation of wet powder or wet granules of lignin with lactulose, used for the prevention and treatment of diseases of the gastrointestinal tract [Patent 2167669 RF, cl. A61K 35/78, 9/14, Appl. 05/11/99, publ. May 27, 2001]. The technical result is to obtain new dosage forms of hydrolytic lignin, allowing to avoid complications caused by the intake of lignin and to treat diseases of the gastrointestinal tract. The mixture of substances is prepared as a wet powder or wet granules. The composition contains 80% wt. hydrolytic lignin and 20% wt. 45% aqueous solution of lactulose. The resulting mixture is dried in a thermostat to a moisture content of 50% and packaged in bags. Also, the second way to obtain a composite form is to mix wet lignin powder (consisting of particles of 0.25-0.55 μm), taken by weight in an amount of 90% and 10% by weight. 45% lactulose solution. The mixture is dried to a moisture content of 70%. The disadvantage of this method is the inability to assess the ratio immobilized on lignin and free forms of lactulose, as well as the low content of lactulose in the composition of lignin. The method of obtaining this composition is based on mechanical mixing of the components in a rotary mixer.

Прототипом настоящего изобретения является [Патент 2680600 РФ, кл. А61К 33/44, C12N 11/06, C12N 11/14, заявл. 27.12.2017, опубл. 25.02.2019] композиционный материал на основе угля обыкновенного, активированного при температуре 900-1000°С, отличающийся тем, что дополнительно содержит тритерпеновый сапонин, иммобилизованный на угле, в количестве не менее 30% от массы угля.The prototype of the present invention is [Patent 2680600 RF, class. A61K 33/44, C12N 11/06, C12N 11/14, Appl. 12/27/2017, publ. 02/25/2019] a composite material based on ordinary coal activated at a temperature of 900-1000°C, characterized in that it additionally contains triterpene saponin immobilized on coal in an amount of at least 30% by weight of coal.

При этом предложен способ получения данного композиционного материала, включающий приведение сорбента в контакт с раствором иммобилизуемого вещества, сушку, где раствором иммобилизуемого вещества является водный раствор сапонина концентрацией 0,1-0,25 г/л, а сорбционный процесс проходит или в динамических условиях при пропускании раствора через сорбент из расчета 2,5-3 л/г сорбента со скоростью 0,25-0,5 мл/мин, или в статических условиях из расчета 1-2 л/г сорбента при выдерживании в течение не менее 4 часов при комнатной температуре. К недостаткам материала можно отнести низкую сорбционную емкость по сапонину.At the same time, a method for obtaining this composite material is proposed, including bringing the sorbent into contact with a solution of the immobilized substance, drying, where the solution of the immobilized substance is an aqueous solution of saponin with a concentration of 0.1-0.25 g/l, and the sorption process takes place either under dynamic conditions at passing the solution through the sorbent at the rate of 2.5–3 l/g of the sorbent at a rate of 0.25–0.5 ml/min, or under static conditions at the rate of 1–2 l/g of the sorbent, keeping for at least 4 hours at room temperature. The disadvantages of the material include low sorption capacity for saponin.

Задачей изобретения является разработка способа получения комбинированного препарата на основе сапонин-лигнинного комплекса.The objective of the invention is to develop a method for producing a combined preparation based on a saponin-lignin complex.

Технический результат заключается в расширении ассортимента композиционных материалов на основе гидролизного лигнина с высокой сорбционной емкостью по тритерпеновому сапонину, не менее 56% от массы сорбента.The technical result consists in expanding the range of composite materials based on hydrolytic lignin with a high sorption capacity for triterpene saponin, at least 56% by weight of the sorbent.

Технический результат достигается тем, что вспособе получения композиционного материала на основе гидролизного лигнина и тритерпенового сапонина, включающем приведение сорбента в контакт с раствором иммобилизуемого вещества, сушку, согласно изобретению, сорбционный процесс проходит или в динамических условиях, при пропускании раствора тритерпенового сапонина через гидролизный лигнин из расчета 1 л/г гидролизного лигнина со скоростью 1 мл/мин, или в статических условиях, при этом диаметр сорбционной колонки 1-1,5 см, высота слоя сорбента 2,5-3,5 см, из расчета 1 л/г гидролизного лигнина; полученный композиционный материал выдерживают при перемешивании при комнатной температуре в течение 4 часов; концентрация водного раствора тритерпенового сапонина составляет 0,8-1 г/л; высушивание композиционного материала ведут на воздухе в течение 2 суток; сорбционная емкость полученного композиционного материала по сапонину составляет не менее 56% от массы сорбента.The technical result is achieved by the fact that in the method for obtaining a composite material based on hydrolytic lignin and triterpene saponin, including bringing the sorbent into contact with a solution of the immobilized substance, drying, according to the invention, the sorption process takes place either under dynamic conditions, when the solution of triterpene saponin is passed through hydrolytic lignin from calculation of 1 l / g of hydrolytic lignin at a rate of 1 ml / min, or under static conditions, while the diameter of the sorption column is 1-1.5 cm, the height of the sorbent layer is 2.5-3.5 cm, at the rate of 1 l / g of hydrolytic lignin; the resulting composite material is kept under stirring at room temperature for 4 hours; the concentration of an aqueous solution of triterpene saponin is 0.8-1 g/l; drying of the composite material is carried out in air for 2 days; the sorption capacity of the resulting composite material for saponin is at least 56% by weight of the sorbent.

Применение сапонина, иммобилизованного на лигнине, позволит изменить скорость высвобождения гликозида, сохранит целостность его структуры.The use of saponin immobilized on lignin will change the release rate of the glycoside and preserve the integrity of its structure.

В предварительных исследованиях было установлено, что основу получаемых супрамолекулярных структур, содержащих лекарственные соединения и для сохранения базовых фармакологических эффектов, должны составлять не ковалентные взаимодействия, а водородные меж- и внутримолекулярные, а также дисперсионные связи (слабые взаимодействия). Однако в работе [Сорбция радиоактивного стронция из водных растворов модифицированным гидролизным лигнином/ Никифоров А.Ф., Юрченко В.В // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. Вып. 5] установлено, что поверхность частиц гидролизного лигнина в интервале рН 1-4 имеет положительный заряд. В интервале рН 4-11 поверхность частиц лигнина заряжена отрицательно. Следовательно, величина рН примерно равная 4 соответствует нулевому значению ξ-потенциала поверхности частиц лигнина (изоэлектрическая точка). Таким образом, при сорбции из водного раствора сапонина (рН-4,5), поверхность лигнина не имеет заряда и ионные взаимодействия с молекулой сапонина маловероятны. На фигуре 1 приведены значения рН водного раствора сапонина в контакте с лигнином (2). Аналогичный с водным раствором (1) ход кривой свидетельствует об отсутствии ионных взаимодействий в ходе сорбционного поглощения сапонина лигнином.In preliminary studies, it was found that the basis of the resulting supramolecular structures containing medicinal compounds and to maintain the basic pharmacological effects should be not covalent interactions, but hydrogen inter- and intramolecular, as well as dispersion bonds (weak interactions). However, in the work [Sorption of radioactive strontium from aqueous solutions by modified hydrolytic lignin/ Nikiforov A.F., Yurchenko V.V. // Sorption and chromatographic processes. 2010. Vol. 10. Issue. 5] found that the surface of hydrolytic lignin particles in the pH range of 1–4 has a positive charge. In the pH range of 4-11, the surface of lignin particles is negatively charged. Therefore, the pH value approximately equal to 4 corresponds to the zero value of the ξ-potential of the surface of lignin particles (isoelectric point). Thus, during sorption from an aqueous solution of saponin (pH-4.5), the lignin surface has no charge and ionic interactions with the saponin molecule are unlikely. The figure 1 shows the pH values of an aqueous solution of saponin in contact with lignin (2). The behavior of the curve similar to that of the aqueous solution (1) indicates the absence of ionic interactions during the sorption absorption of saponin by lignin.

Примером образования комплексов на основе лигнина с помощью водородных связей является комплекс «лигнин лиственных пород - гемицеллюлоза», описанный в [Физическая химия лигнина: монография / [К.Г. Боголицын и др.; под ред. К.Г. Боголицына и В.В. Лунина; Федеральное агентство по образованию, Архангельский гос.технический ун-т. - Архангельск: Архангельский гос. технический ун-т, 2009. - 489 с.] Получаемая в работе лигноуглеводная матрица является суперпозицией взаимопроникающих сеток, образованных водородными связями. В хвойной древесине лигнин состоит в основном из единиц кониферилового типа, а гемицеллюлозы из галактозы, маннозы и ксилозы. Если сравнить полученные данные о сродстве кониферилового спирта к целлюлозному и гемицеллюлозным предшественникам, то оно гораздо выше к галактозе, маннозе и ксилозе, чем к глюкозе. В состав гемицеллюлоз входят: D-фруктоза, D-ксилоза, D-галактоза, D-манноза, L-арабиноза, L-рамноза, D-глюкоза, D-галактуроновая и 4-O-метил-D-глюкуроновая кислоты, которые присутствуют в виде боковых ответвлений.An example of the formation of lignin-based complexes using hydrogen bonds is the "hardwood lignin - hemicellulose" complex described in [Physical chemistry of lignin: monograph / [K.G. Bogolitsyn and others; ed. K.G. Bogolitsyn and V.V. Lunin; Federal Agency for Education, Arkhangelsk State Technical University - Arkhangelsk: Arkhangelsk state. technical university, 2009. - 489 p.] The lignocarbohydrate matrix obtained in the work is a superposition of interpenetrating networks formed by hydrogen bonds. In coniferous wood, lignin consists mainly of units of the coniferyl type, and hemicelluloses of galactose, mannose, and xylose. If we compare the obtained data on the affinity of coniferyl alcohol for cellulose and hemicellulose precursors, then it is much higher for galactose, mannose and xylose than for glucose. The composition of hemicelluloses includes: D-fructose, D-xylose, D-galactose, D-mannose, L-arabinose, L-rhamnose, D-glucose, D-galacturonic and 4-O-methyl-D-glucuronic acids, which are present in the form of side branches.

Аналогичный моносахаридный состав присутствует и в молекуле сапонина. Поэтому можно, предположить, что связывание его с лигнином будет осуществляться за счет Η-связей между углеводными фрагментами молекулы сапонина и кислородсодержащими функциональными (сирингилпропановыми единицами) группами структуры лигнина. Высокая удельная поверхность сорбента (790 м2/г), а также наличие преимущественно макропор (500-5000 нм2) позволяет сорбировать молекулы сапонины как в свободной форме, так и в форме плотноупакованных ассоциатов различной структуры. Результатом иммобилизации является высокая сорбционная емкость по сапонину, достигающая не менее 56%.A similar monosaccharide composition is also present in the saponin molecule. Therefore, it can be assumed that its binding to lignin will be due to Η-bonds between carbohydrate fragments of the saponin molecule and oxygen-containing functional (syringylpropane units) groups of the lignin structure. The high specific surface area of the sorbent (790 m 2 /g), as well as the presence of predominantly macropores (500-5000 nm 2 ), makes it possible to adsorb saponin molecules both in free form and in the form of close-packed associates of various structures. The result of immobilization is a high sorption capacity for saponin, reaching at least 56%.

Были сняты ИК-спектры образцов лигнина в свободной форме и в форме сапонина (фиг. 2а,б). Валентные колебания при 1608 см-1, отнесенные к карбоксильной группе, в спектре лигнина в форме сапонина смещены до 1585 см-1 за счет образования межмолекулярных Η-связей. Ароматическое бензольное кольцо, сопряженное с двойными связями карбонильных групп лигнина, поглощает в области 1512 см-1. В спектре лигнина в форме сапонина эта полоса смещена до 1504 см-1, вероятно за счет дисперсионных взаимодействия с циклической системой агликона сапонина. Образование Н-связей также подтверждается смещением полосы при 1446 см-1, характерной для поглощения кислородсодержащих групп и полосы при 1218 см-1, отнесенной к колебаниям фенольной группы до 1425 см-1 и 1215 см-1, соответственно. Наличие полосы 1035 см-1, отнесенной к скелетным колебаниям гваяцильного кольца, а также отсутствие полос поглощения сирингильного кольца, позволяют предположить, что данный лигнин является хвойным. Смещение полосы 1035 см-1 до 983 см-1 поглощения в области, отнесенные к плоскостным деформационным колебаниям С-Н групп гваяцильного кольца, может указывать на дисперсионные взаимодействия между структурой лигнина и кольцами агликона сапонина.IR spectra were taken of samples of lignin in free form and in the form of saponin (Fig. 2a,b). The stretching vibrations at 1608 cm -1 assigned to the carboxyl group in the spectrum of lignin in the form of saponin are shifted to 1585 cm -1 due to the formation of intermolecular Η-bonds. The aromatic benzene ring, conjugated with double bonds of the carbonyl groups of lignin, absorbs in the region of 1512 cm -1 . In the spectrum of lignin in the form of saponin, this band is shifted to 1504 cm -1 , probably due to dispersion interactions with the saponin aglycone ring system. The formation of H-bonds is also confirmed by the shift of the band at 1446 cm -1 characteristic of the absorption of oxygen-containing groups and the band at 1218 cm -1 attributed to the vibrations of the phenol group up to 1425 cm -1 and 1215 cm -1 , respectively. The presence of a band at 1035 cm -1 attributed to skeletal vibrations of the guaiacyl ring, as well as the absence of absorption bands of the syringyl ring, suggest that this lignin is coniferous. The shift of the absorption band from 1035 cm -1 to 983 cm -1 in the regions assigned to in-plane deformation vibrations of the CH groups of the guaiacyl ring may indicate dispersion interactions between the lignin structure and the saponin aglycone rings.

Образование слабых межмолекулярных взаимодействий подтверждается высокой степенью регенерации сорбента. В качестве десорбирующего вещества может использоваться вода или раствор 0,1 Μ соляной кислоты. При этом степень регенерации достигает 68 и 63% соответственно. Полученные результаты по регенерации, т.е степени высвобождения сапонина в молекулярной форме, могут использоваться при оценке биологической активности и максимального терапевтического эффекта полученных лекарственных форм.The formation of weak intermolecular interactions is confirmed by the high degree of sorbent regeneration. Water or a 0.1 M solution of hydrochloric acid can be used as a desorbing agent. At the same time, the degree of regeneration reaches 68 and 63%, respectively. The obtained results on regeneration, i.e. the degree of release of saponin in molecular form, can be used in assessing the biological activity and the maximum therapeutic effect of the resulting dosage forms.

На фиг. 1 представлена зависимость кислотности среды (рН) от концентрации водного раствора сапонина, 1- раствор сапонина, 2- раствор сапонина в контакте с лигнином.In FIG. 1 shows the dependence of the acidity of the medium (pH) on the concentration of an aqueous solution of saponin, 1 - solution of saponin, 2 - solution of saponin in contact with lignin.

На фиг. 2а показаны ИК-спектры 1-лигнина, 2-лигнина с сапонином С=0,05 мг/млIn FIG. 2a shows the IR spectra of 1-lignin, 2-lignin with saponin C=0.05 mg/ml

На фиг. 2б показаны ИК-спектры 1-лигнина, 2-лигнина с сапонином С=2 мг/млIn FIG. 2b shows IR spectra of 1-lignin, 2-lignin with saponin C=2 mg/ml

На фиг. 3 приведены РЭМ-изображения образца лигнина с сапонином.In FIG. 3 shows SEM images of a lignin sample with saponin.

Анализ РЭМ-изображений образца лигнина с сорбированным сапонином (фиг. 3) показал сохранение волокнистой архитектуры поверхности с темными участками, предположительно, порового пространства. Рельеф поверхности энтеросорбента неоднороден с характерными изгибами.Analysis of SEM images of a sample of lignin with adsorbed saponin (Fig. 3) showed the preservation of the fibrous architecture of the surface with dark areas, presumably, the pore space. The surface relief of the enterosorbent is heterogeneous with characteristic bends.

Получаемый модифицированный сорбент имеет высокую емкость по сапонину за счет заполнения макропор (500-5000 нм) молекулами сапонина и образованием ассоциатов в фазе сорбента. Концентрирование гликозида в порах лигнина приводит к дегидратации последнего и снижению влагосодержания с 12 до 5%. Предложенный сорбционный способ прост в исполнении, не требует предварительной подготовки сорбента. Были определены оптимальные диапазоны концентраций рабочих растворов сапонина, позволившие снизить расход вещества при сохранении максимального значения емкости сорбента.The resulting modified sorbent has a high saponin capacity due to the filling of macropores (500-5000 nm) with saponin molecules and the formation of associates in the sorbent phase. The concentration of glycoside in the pores of lignin leads to dehydration of the latter and a decrease in moisture content from 12 to 5%. The proposed sorption method is simple in execution and does not require preliminary preparation of the sorbent. The optimal ranges of concentrations of working solutions of saponin were determined, which made it possible to reduce the consumption of the substance while maintaining the maximum value of the sorbent capacity.

Пример 1. Навеску воздушно-сухого лигнина массой 0,5 г переносят в стеклянную колонку с внутренним диаметром 1 см. Высота слоя сорбента составила 3,5 см. Через слой сорбента пропускают 0,5 л водного растворатритерпенового сапонина с концентрацией 0,8 г/л. Скорость пропускания поддерживают постоянной 1 мл/мин. По окончании процесса сорбент извлекают из колонки и высушивают на воздухе в течение 2 суток. Количество сорбированного сапонина составило 0,56 г/г сорбента. Степень извлечения сапонина из раствора составила 70%.Example 1. A sample of air-dry lignin weighing 0.5 g is transferred into a glass column with an inner diameter of 1 cm. The height of the sorbent layer was 3.5 cm. 0.5 l of an aqueous solution of triterpene saponin with a concentration of 0.8 g / l. The flow rate is kept constant at 1 ml/min. At the end of the process, the sorbent is removed from the column and dried in air for 2 days. The amount of adsorbed saponin was 0.56 g/g of sorbent. The degree of extraction of saponin from the solution was 70%.

Пример 2. Навеску воздушно-сухого лигнина массой 0,5 г переносят в стеклянную колонку с внутренним диаметром 1,5 см. Высота слоя сорбента составила 2,5 см. Через слой сорбента пропускают 0,5 л водного раствора тритерпенового сапонина с концентрацией 1 г/л. Скорость пропускания поддерживают постоянной 1 мл/мин. По окончании процесса сорбент извлекают из колонки и высушивают на воздухе в течение 2 суток. Количество сорбированного сапонина составило 0,7 г/г сорбента. Степень извлечения сапонина из раствора составила 75%.Example 2. A sample of air-dry lignin weighing 0.5 g is transferred into a glass column with an inner diameter of 1.5 cm. The height of the sorbent layer was 2.5 cm. 0.5 l of an aqueous solution of triterpene saponin with a concentration of 1 g is passed through the sorbent layer. / l. The flow rate is kept constant at 1 ml/min. At the end of the process, the sorbent is removed from the column and dried in air for 2 days. The amount of adsorbed saponin was 0.7 g/g of sorbent. The degree of extraction of saponin from the solution was 75%.

Пример 3. Навеску воздушно-сухого лигнина массой 0,8 г переносят в стеклянную колонку с внутренним диаметром 1,5 см. Высота слоя сорбента составила 3,5 см. Через слой сорбента пропускают 0,8 л водного раствора тритерпенового сапонина с концентрацией 1 г/л. Скорость пропускания поддерживают постоянной 1 мл/мин. По окончании процесса сорбент извлекают из колонки и высушивают на воздухе в течение 2 суток. Количество сорбированного сапонина составило 0,78 г/г сорбента. Степень извлечения сапонина из раствора составила 78%.Example 3. A sample of air-dry lignin weighing 0.8 g is transferred into a glass column with an inner diameter of 1.5 cm. The height of the sorbent layer was 3.5 cm. 0.8 l of an aqueous solution of triterpene saponin with a concentration of 1 g is passed through the sorbent layer. / l. The flow rate is kept constant at 1 ml/min. At the end of the process, the sorbent is removed from the column and dried in air for 2 days. The amount of adsorbed saponin was 0.78 g/g of sorbent. The degree of extraction of saponin from the solution was 78%.

Пример 4. Навеску сорбента массой 0,2±0,0002 г в воздушно-сухом состоянии заливали в коническую колбу с притертой крышкой раствором тритерпенового сапонина объемом 200 мл с концентрацией 1,0 г/л. Содержимое колб выдерживали при перемешивании в течение 4 часов до установления равновесия в системе. Затем сорбент отфильтровывали и высушивали на воздухе в течение 2 суток. Количество сорбированного сапонина составило 0,60 г/г сорбента. Степень извлечения сапонина из раствора составила 60%.Example 4. A portion of a sorbent weighing 0.2±0.0002 g in an air-dry state was poured into a conical flask with a ground-in lid with a 200 ml solution of triterpene saponin with a concentration of 1.0 g/L. The contents of the flasks were kept under stirring for 4 hours until equilibrium was established in the system. Then the sorbent was filtered off and dried in air for 2 days. The amount of adsorbed saponin was 0.60 g/g of sorbent. The degree of extraction of saponin from the solution was 60%.

Использование меньших концентраций сапонина для достижения тех же значений сорбционных параметров возможно при значительном снижении скорости пропускания раствора (в динамических условиях до 0,2-0,5 мл/мин) или увеличении времени контакта (в статических условиях до 6-8 часов). Увеличение концентрации сапонина делает неэффективным процесс его извлечения из раствора (количество сорбированного сапонина увеличивается незначительно).The use of lower concentrations of saponin to achieve the same values of sorption parameters is possible with a significant decrease in the rate of transmission of the solution (under dynamic conditions to 0.2–0.5 ml/min) or an increase in the contact time (under static conditions up to 6–8 hours). An increase in the concentration of saponin makes the process of its extraction from the solution inefficient (the amount of sorbed saponin increases insignificantly).

Claims (2)

1. Способ получения композиционного материала, включающий приведение сорбента в контакт с раствором иммобилизуемого вещества, сушку, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют гидролизный лигнин, а в качестве иммобилизуемого вещества используют тритерпеновый сапонин, сорбционный процесс проходит или в динамических условиях при пропускании раствора тритерпенового сапонина через гидролизный лигнин из расчета 1 л/г гидролизного лигнина со скоростью 1 мл/мин, или в статических условиях, при этом диаметр сорбционной колонки 1-1,5 см, высота слоя сорбента 2,5-3,5 см, из расчета 1 л/г гидролизного лигнина; полученный композиционный материал выдерживают при перемешивании при комнатной температуре в течение 4 часов; концентрация водного раствора тритерпенового сапонина составляет 0,8-1 г/л; а высушивание полученного композиционного материала ведут на воздухе в течение 2 суток.1. A method for producing a composite material, including bringing the sorbent into contact with a solution of the immobilized substance, drying, characterized in that hydrolytic lignin is used as the sorbent, and triterpene saponin is used as the immobilized substance, the sorption process takes place either under dynamic conditions by passing a solution of triterpene saponin through hydrolytic lignin at the rate of 1 l/g of hydrolytic lignin at a rate of 1 ml/min, or under static conditions, while the diameter of the sorption column is 1-1.5 cm, the height of the sorbent layer is 2.5-3.5 cm, based on 1 l/g of hydrolytic lignin; the resulting composite material is kept under stirring at room temperature for 4 hours; the concentration of an aqueous solution of triterpene saponin is 0.8-1 g/l; and the resulting composite material is dried in air for 2 days. 2. Композиционный материал, полученный способом по п.1, включающий тритерпеновый сапонин, который иммобилизован на сорбенте, представляющем собой гидролизный лигнин, в количестве не менее 56% от массы сорбента.2. Composite material obtained by the method according to claim 1, including triterpene saponin, which is immobilized on a sorbent, which is a hydrolytic lignin, in an amount of at least 56% by weight of the sorbent.
RU2021110742A 2021-04-15 2021-04-15 Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin RU2769981C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110742A RU2769981C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110742A RU2769981C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769981C1 true RU2769981C1 (en) 2022-04-12

Family

ID=81212598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110742A RU2769981C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769981C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167669C2 (en) * 1999-05-11 2001-05-27 Закрытое акционерное общество "ЛЕКС" Composition for preparing ready medicinal form of enterosorbent, method of preparing ready medicinal form of enterosorbent and method of prophylaxis and treatment of gastroenteric tract diseases
RU2680600C1 (en) * 2017-12-27 2019-02-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Composite material on the basis of coal activated and triterpene saponin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167669C2 (en) * 1999-05-11 2001-05-27 Закрытое акционерное общество "ЛЕКС" Composition for preparing ready medicinal form of enterosorbent, method of preparing ready medicinal form of enterosorbent and method of prophylaxis and treatment of gastroenteric tract diseases
RU2680600C1 (en) * 2017-12-27 2019-02-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Composite material on the basis of coal activated and triterpene saponin

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(Коми научный центр УрО РАН), стр.95-97. *
СМУСЕВА С.О. и др. "Особенности модификации поверхности хитозана при поглощении ПАВ-тритерпеновых сапонинов" Химия и технология новых веществ и материалов: Тезисы докладов VІІ Всероссийской молодежной научной конференции. Сыктывкар, 2017. - 108 с. *
СМУСЕВА С.О. и др. "Особенности модификации поверхности хитозана при поглощении ПАВ-тритерпеновых сапонинов" Химия и технология новых веществ и материалов: Тезисы докладов VІІ Всероссийской молодежной научной конференции. Сыктывкар, 2017. - 108 с. (Коми научный центр УрО РАН), стр.95-97. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abdeen et al. Study of the adsorption efficiency of an eco-friendly carbohydrate polymer for contaminated aqueous solution by organophosphorus pesticide
Schmidgall et al. Evidence for bioadhesive effects of polysaccharides and polysaccharide-containing herbs in an ex vivo bioadhesion assay on buccal membranes
Quanhong et al. Effects of protein-bound polysaccharide isolated from pumpkin on insulin in diabetic rats
Yang et al. Simultaneous decoloration and deproteinization of crude polysaccharide from pumpkin residues by cross-linked polystyrene macroporous resin
Badshah et al. Preparation, characterization and in-vitro evaluation of bacterial cellulose matrices for oral drug delivery
WO2008006186B1 (en) Method of making a sorbent, the sorbent obtained by this method and the uses of the sorbent as feed additive and medicine
WO2017133465A1 (en) Baicalin magnesium, preparation method thereof and application of same
CN112608404B (en) Amino-functionalized heterostructure porous microsphere and preparation method and application thereof
Budnyak et al. Bile acids adsorption by chitoan-fumed silica enterosorbent
Taskila et al. Valuable applications for peat moss
CN105920659A (en) Bacteriostatic hydrogel dressing for wound repair and preparation method thereof
JP6529022B2 (en) Method of producing dry BNC mat
RU2769981C1 (en) Composite material based on hydrolyzed lignin and triterpene saponin
Jantarat et al. Comparison of drug release behavior of bacterial cellulose loaded with ibuprofen and propranolol hydrochloride
CN105801870B (en) The preparation method and products obtained therefrom of a kind of poly sialic acid-hyaluronic acid plural gel and application
Jabli et al. Rapid interaction, in aqueous media, between anionic dyes and cellulosic Nerium oleander fibers modified with Ethylene-Diamine and Hydrazine
JP2008508263A (en) Method for improving antitumor effect of bald radish and composition prepared by the method
RU2389498C1 (en) Enterosorbent
RU2311954C2 (en) Enterosorbent and a method for preparation thereof
Zhang et al. Effectively recovering catechin compounds in the removal of caffeine from tea polyphenol extract by using hydrophobically modified collagen fiber
JP2859919B2 (en) Method for improving dissolution of poorly soluble drugs
RU2680600C1 (en) Composite material on the basis of coal activated and triterpene saponin
JP2003221339A (en) Anti-inflammatory agent
CN108707201A (en) A kind of Arab's gala oligomeric polysaccharide and its preparation and application
CN108570079A (en) A kind of method that purifying amikacin is inhaled in acidulous cation resin leakage