ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭКСТРАКЦИОННЫХ ПРЕПАРАТОВ (ОБЗОР)

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2021-06-02
Номер журнала: 
6
Год издания: 
2021

М.А. Джавахян д.фарм.н., гл. науч. сотрудник, доцент, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (Москва, Россия) E-mail: akopovamarina13@mail.ru О.К. Павельева студентка, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (Москва, Россия)

В промышленности активно используются различные методы экстракции с применением этанола, эфиров, кислот и др. Их применение сопряже-но с многоступенчатой утилизацией, необходимостью определения и удаления остатка растворителя из готового продукта в связи с их токсич-ностью. В настоящее время актуальным является поиск новых экстрагентов, отвечающих принципам «зеленой химии», таким как использование возобновляемых растительных ресурсов и альтернативных растворителей. Глубокие эвтектические растворители  Deep eutectic solvents (DES) представляют интерес для современной фармацевтической технологии в качестве альтернативы традиционным органическим экстрагентам. Они характеризуются образованием сильных водородных связей и из-за чрезвычайно низкого давления паров, широко используются в химии поли-меров и синтетической органической химии. Перспективы использования DES обусловлены низкой токсичностью, биоразлагаемостью, возмож-ностью селективного извлечения конкретного вещества и возобновления экстрагента. В многочисленных трудах зарубежных ученых описаны результаты изучения влияния DES на выход различных групп биологически активных веществ как из высушенных, так и из свежих растений. Процесс экстракции глубокими эвтектическими растворителями основан на замещении молекул растворителя, извлекаемыми биологически ак-тивными веществами с разрывом существующих водородных связей и образованием новых. Глубокие эвтектические растворители хорошо про-явили себя и для экстракции групп соединений, и для селективного извлечения отдельных биологически активных молекул. При этом примене-ние DES характеризуется сложностью выбора исходных субстанций, необходимостью подбора их соотношения, агрегационной нестабильностью некоторых систем. В обзоре представлены данные о технологии изготовления DES. Отмечены наиболее часто встречающиеся компоненты, температуры плавления готовых смесей и информация об их стабильности. Были проанализированы данные о токсичности полученных смесей и их возможной биологи-ческой активности, так как многие компоненты являются первичными метаболитами. Обобщены существующие данные о токсичности и экс-тракционной способности эвтектических растворителей за последние 20 лет.

Ключевые слова: 
глубокие эвтектические растворители
биологически активные вещества
экстракция

Список литературы: 
  1. Chemat F., Vian M.A., Cravotto G. Green extraction of natural products: concept and principles. International Journal of Molecular Sciences, 2012; 13(7): 8615–8627.
  2. Paiva A. et al. Natural Deep Eutectic Solvents – Solvents for the 21st Century. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2014; 2(5): 1063–1071.
  3. Smith E.L., Abbott A.P., Ryder K.S. Deep Eutectic Solvents (DESs) and Their Applications. Chemical Reviews, 2014; 114(21): 11060–11082.
  4. Abbott A.P. et al. Deep Eutectic Solvents Formed between Choline Chloride and Carboxylic Acids:  Versatile Alternatives to Ionic Liquids. Journal of the American Chemical Society, 2004; 126(29): 9142–9147.
  5. Dai Y. et al. Ionic Liquids and Deep Eutectic Solvents in Natural Products Research: Mixtures of Solids as Extraction Solvents. Journal of Natural Products, 2013; 76(11): 2162–2173.
  6. Tang B., Zhang H., Row K.H. Application of deep eutectic solvents in the extraction and separation of target compounds from various samples. Journal of Separation Science, 2015; 38(6): 1053–1064.
  7. Abbott A.P. et al. Novel solvent properties of choline chloride/urea mixtures. Chemical Communications, 2003; 1: 70–71.
  8. Imperato G. et al. Low-melting sugar–urea–salt mixtures as solvents for Diels–Alder reactions. Chemical Communications, 2005; 9: 1170–1172.
  9. Ilgen F.,König B. Organic reactions in low melting mixtures based on carbohydrates and l-carnitine -a comparison. Green Chemistry, 2009; 11(6): 848–854.
  10. Ilgen F. et al. Conversion of carbohydrates into 5-hydroxy-methylfurfural in highly concentrated low melting mixtures. Green Chemistry, 2009; 11(12): 1948–1954.
  11. Jhong H.-R. et al. A novel deep eutectic solvent-based ionic liquid used as electrolyte for dye-sensitized solar cells. Electrochemistry Communications - ELECTROCHEM COMMUN, 2009;11: 209–211.
  12. Abbott A.P. et al. Extraction of glycerol from biodiesel into a eutectic based ionic liquid. Green Chemistry, 2007; 9(8): 868–872.
  13. Hayyan M. et al. Assessment of cytotoxicity and toxicity for phosphonium-based deep eutectic solvents. Chemosphere, 2013; 93(2): 455–459.
  14. Hayyan M. et al. Are deep eutectic solvents benign or toxic? Chemosphere, 2013; 90(7): 2193–2195.
  15. Hou X.D. et al. Evaluation of toxicity and biodegradability of cholinium amino acids ionic liquids. PLoS One, 2013; 8(3): e59145.
  16. Frade R.F.M. et al. Toxicological evaluation of magnetic ionic liquids in human cell lines. Chemosphere, 2013;92(1): 100–105.
  17. Zhang Q. et al. Deep eutectic solvents: syntheses, properties and applications. Chemical Society Reviews, 2012; 41(21): 7108–7146.
  18. Dai Y. et al. Natural Deep Eutectic Solvents as a New Extraction Media for Phenolic Metabolites in Carthamus tinctorius L. Analytical Chemistry, 2013; 85(13): 6272–6278.
  19. Dai Y. et al. Tailoring properties of natural deep eutectic solvents with water to facilitate their applications. Food Chemistry, 2015; 187: 14–19.
  20. Bi W., Tian M., Row K.H. Evaluation of alcohol-based deep eutectic solvent in extraction and determination of flavonoids with response surface methodology optimization. Journal of chromatography. A. 2013; 1285: 22–30.
  21. Wibowo D., Lee C.-K. Nonleaching antimicrobial cotton fibers for hyaluronic acid adsorption. Biochemical Engineering Journal. 2010; 53(1): 44–51.
  22. Tang B., Park H.E., Row K.H. Preparation of chlorocholine chloride/urea deep eutectic solvent-modified silica and an examination of the ion exchange properties of modified silica as a Lewis adduct. Anal Bioanal Chem. 2014; 406(17): 4309–4313.
  23. Park H.E., Tang B., Row K.H. Application of Deep Eutectic Solvents as Additives in Ultrasonic Extraction of Two Phenolic Acids from Herba Artemisiae Scopariae. Analytical Letters. 2014; 47(9): 1476–1484.
  24. Xiong Z. et al. Ultrasound-assisted deep eutectic solvent as green and efficient media for the extraction of flavonoids from Radix scutellariae. New Journal of Chemistry. 2019; 43(2): 644–650.
  25. Qi X.-L. et al. Green and efficient extraction of bioactive flavonoids from Equisetum palustre L. by deep eutectic solvents-based negative pressure cavitation method combined with macroporous resin enrichment. Industrial Crops and Products. 2015; 70: 142–148.
  26. Tang B. et al. Deep Eutectic Solvent-Based HS-SME Coupled with GC for the Analysis of Bioactive Terpenoids in Chamaecyparis obtusa Leaves. Chromatographia. 2013; 4: 373–377.
  27. Duan L. et al. Comprehensive Evaluation of Deep Eutectic Solvents in Extraction of Bioactive Natural Products. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2016; 4(4): 2405–2411.
  28. Gu T. et al. Deep eutectic solvents as novel extraction media for phenolic compounds from model oil. Chemical Communications. 2014; 50(79): 11749–11752.
  29. Wang M. et al. Fast environment-friendly ball mill-assisted deep eutectic solvent-based extraction of natural products. Journal of Chromatography A. 2016; 1443:262–266.
  30. Zhuang B. et al. Deep eutectic solvents as green media for extraction of flavonoid glycosides and aglycones from Platycladi Cacumen. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2017; 134:214–219.
  31. Wang M. et al. Ecofriendly Mechanochemical Extraction of Bioactive Compounds from Plants with Deep Eutectic Solvents. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2017; 5(7): 6297–6303.
  32. Nadia J. et al. Approach for Polygodial Extraction from Pseudowintera colorata (Horopito) Leaves Using Deep Eutectic Solvents. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2018; 6(1): 862–871.
  33. Ozturk B., Esteban J., Gonzalez-Miquel M. Deterpenation of Citrus Essential Oils Using Glycerol-Based Deep Eutectic Solvents. Journal of Chemical & Engineering Data. 2018; 63(7): 2384–2393.
  34. Obluchinskaya E.D., Daurtseva A.V.; Pozharitskaya O.N.; Flisyuk E.V.; Shikov A.N. Natural deep eutectic solvents as alternatives for extracting phlorotannins from brown algae. Pharm. Chem. J. 2019; 53: 243–247. [http://dx.doi.org/ 10.1007/ s11094-019-01987-0].
  35. Zhao, B.-Y.; Xu, P.; Yang, F.-X.; Wu, H.; Zong, M.-H.; Lou, W.-Y. Biocompatible deep eutectic solvents based on choline chloride: characterization and application to the extraction of rutin from Sophora japonica. ACS Sustain. Chem. Eng. 2015; 3: 2746–2755. [http://dx.doi.org/10.1021/acssuschemeng.5b00619].
  36. Tang W., Li G., Chen B., Zhu T., Row K.H. Evaluating ternary deep eutectic solvents as novel media for extraction of flavonoids from Ginkgo biloba. Sep. Sci. Technol. 2016; 52:91–99. [http://dx.doi.org/10.1080/01496395.2016.1247864].