| Магний стеараты | |
| | |
| | |
| Жалпы мәліметтері | |
|---|---|
| Басқа атаулары | Магний дистеараты; стеарин қышқылының магний тұзы |
| Физикалық қасиеттері | |
| Күйі | ақ түсті ұсақ ұнтақ |
| Мольдік массасы | 591,24 г/моль |
| Тығыздығы | 1,02-1,03 г/см³ |
| Жылу қасиеттері | |
| Балқу t | ≈88 (үлгінің құрамы мен гидраттық күйіне тәуелді) °C |
| Классификациясы | |
| CAS нөмірі | 557-04-0 |
| PubChem | |
| EINECS нөмірі | 209-150-3 |
| SMILES | [Mg+2].[O-]C(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC.[O-]C(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC (3D-моделі) |
| InChI | 1S/2C18H36O2.Mg/c2*1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18(19)20;/h2*2-17H2,1H3,(H,19,20);/q;;+2/p-2 |
| ChEBI | 9254 |
| ChemSpider | |
| Егер басқаша көрсетілмесе, деректер стандартты жағдайлар (25 °C, 100 кПа) үшін беріледі. | |
Магний стеараты — магний катионы мен стеарин қышқылының стеарат-аниондарынан тұратын органикалық тұз. Таза қосылыстың химиялық формуласы — немесе C36H70MgO4. Жүйелік атауы — магний октадеканоаты. Қосылыс жоғары молекулалы май қышқылдарының металдық тұздарына, яғни «металл сабындарына» жатады.
Қалыпты жағдайда магний стеараты — ақ немесе ақшыл түсті, өте ұсақ, сипағанда майлы сезілетін, иіссіз немесе болар-болмас иісі бар ұнтақ. Ол суда іс жүзінде ерімейді. Жұмсақтығы, гидрофобтылығы және бөлшектер арасындағы үйкелісті азайту қабілетінің арқасында фармацевтикада, тағам өнеркәсібінде, косметикада және полимерлер өндірісінде кең қолданылады.
Фармацевтикалық және тағамдық сападағы «магний стеараты» әрдайым химиялық тұрғыдан таза магний дистеараты бола бермейді. Өнеркәсіптік өнім жеуге жарамды майлар мен өсімдік майларынан алынатын май қышқылдарының магний тұздарының қоспасы болып, негізінен магний стеараты мен магний пальмитатынан тұрады.
Атауы және құрамы
Таза магний стеаратының молекуласында бір Mg2+ катионына екі стеарат-анион — C17H35COO− сәйкес келеді:
Қосылыстың молярлық массасы 591,24 г/моль. Теориялық элементтік құрамы шамамен көміртек — 73,1%, сутек — 11,9%, магний — 4,1%, оттек — 10,8%.
«Магний стеараты» атауы жекелеген химиялық қосылысқа қатысты қолданылғанымен, фармакопеялық және тағамдық өнімдерде басқа жоғары май қышқылдарының, әсіресе пальмитин қышқылының магний тұздары болуы мүмкін. Сондықтан коммерциялық материалдың орташа молекулалық массасы мен жылулық қасиеттері таза магний дистеаратының көрсеткіштерінен аздап ерекшеленеді.
Еуропалық одақтың тағамдық қоспалар жіктеуінде E470b коды тек таза магний стеаратына емес, тағамдық майлар мен май қышқылдарынан алынған май қышқылдарының магний тұздарына беріледі. Codex Alimentarius халықаралық нөмірлеу жүйесінде магний стеараты INS 470(iii) деп белгіленеді.
Құрылысы және гидраттары
Магний стеаратының құрылымы қарапайым оқшауланған молекулалардан гөрі, магний-карбоксилат орталықтары мен ұзын көмірсутектік тізбектерден құралған қабатты кристалдық жүйе ретінде сипатталады. Полярлы карбоксилат топтары магний иондарымен байланысады, ал гидрофобты C18 көмірсутектік тізбектер өзара параллель орналасуға бейім.
Қабаттық құрылымның бөліктері бір-біріне қатысты оңай сырғитындықтан, магний стеараты үйкелісті тиімді азайтады. Оның майлағыш қасиеті мен ұнтақ бөлшектерінің бетіне жұқа қабықша түрінде таралуы осы құрылымдық ерекшелікпен байланысты.
Магний стеараты бірнеше гидраттық түрде кездеседі:
- сусыз түрі;
- моногидрат;
- дигидрат;
- тригидрат.
Оларды жалпы түрде Mg(C17H35COO)2•(H2O)n, мұндағы n = 0÷3, деп көрсетуге болады. Гидраттық күйі заттың бөлшек өлшеміне, беткі ауданына, ағындылығына, жылулық мінез-құлқына және фармацевтикалық майлағыш ретіндегі тиімділігіне әсер етеді.
2023 жылы магний стеараты тригидратының кристалдық құрылымы микрометрлік кристалды синхротрондық рентген сәулелерімен зерттеу арқылы анықталды.
Физикалық қасиеттері
Магний стеаратының негізгі физикалық қасиеттері:
- ақ түсті, өте ұсақ және жеңіл ұнтақ;
- иіссіз немесе әлсіз өзіндік иісі бар;
- сипағанда майлы немесе сабын тәрізді;
- суда ерімейді;
- этанол мен диэтил эфирінде іс жүзінде ерімейді;
- кейбір ароматты және хлорланған органикалық еріткіштерде қыздырған кезде аздап еруі мүмкін;
- тығыздығы шамамен 1,02÷1,03 г/см³.
Таза зат үшін шамамен 88 °C жылулық ауысу температурасы жиі көрсетіледі. Алайда коммерциялық магний стеараты қарапайым бір температурада толық балқитын таза кристалдық зат емес. Оның дифференциалдық сканерлеуші калориметрия қисықтарында судың бөлінуі, кристалдық құрылымның қайта түзілуі, тізбектердің ретсізденуі және басқа фазалық ауысуларға сәйкес бірнеше жылулық әсер байқалады.
Сондықтан әртүрлі анықтамалықтарда 88 °C-тан шамамен 145 °C-қа дейінгі мәндер беріледі. Бұл айырмашылықтар:
- стеарат пен пальмитат арақатынасына;
- гидраттық күйіне;
- кристалдық түріне;
- бөлшектердің өлшемі мен меншікті бетіне;
- қыздыру жылдамдығына;
- өлшеу әдісіне байланысты.
Магний стеаратының қайнау температурасы іс жүзінде анықталмайды, өйткені ол қайнағанға дейін термиялық ыдырайды.
Химиялық қасиеттері
Магний стеараты қалыпты сақтау жағдайларында химиялық тұрғыдан салыстырмалы тұрақты. Оның судағы ерігіштігінің өте төмен болуы ұзын гидрофобты көмірсутектік тізбектермен және кристалдық тордың беріктігімен түсіндіріледі.
Күшті қышқылдардың әсерінен магний стеараты ыдырап, бос стеарин қышқылын түзеді:
Күкірт қышқылымен реакцияны былай көрсетуге болады:
Қыздырғанда және жанғанда қосылыс ыдырап, көміртек оксидтері, су және магний оксиді түзілуі мүмкін. Ұсақ ұнтағы ауада жанғыш шаң бұлтын түзе алады.
Кәдімгі натрий немесе калий сабындарынан айырмашылығы, магний стеараты суда ерімейді және көбік түзбейді. Кермек судағы Mg2+ иондары құрамында стеараттар бар сабындармен әрекеттескенде суда ерімейтін магний стеараты түзіліп, сабын тұнбасының құрамына кіруі мүмкін:
Алынуы
Магний стеараты өнеркәсіпте негізінен екі әдіспен өндіріледі: тұндыру немесе алмасу әдісі және тікелей бейтараптандыру әдісі.
Алмасу реакциясы
Алдымен стеарин қышқылын натрий гидроксидімен бейтараптап, суда еритін натрий стеараты алынады:
Натрий стеаратының ыстық сулы ерітіндісіне магний сульфаты немесе магний хлориді қосылады. Суда ерімейтін магний стеараты тұнбаға түседі:
немесе:
Түзілген тұнба сүзгіленеді, суда еритін қоспалардан жуылады, кептіріледі және қажетті бөлшек өлшеміне дейін ұнтақталады. Бұл әдіс өнімнің бөлшек өлшемі мен меншікті бетін бақылауға мүмкіндік береді.
Тікелей әдіс
Стеарин қышқылын магний оксидімен қыздыру арқылы да магний стеараты алынады:
Магний гидроксидімен реакциясы:
Өнеркәсіптік шикізат ретінде таза стеарин қышқылынан бөлек, өсімдік немесе жануар майларын гидролиздеу арқылы алынған стеарин және пальмитин қышқылдарының қоспасы пайдаланылуы мүмкін. Тағамдық сападағы өнім жеуге жарамды майлардан немесе дистилденген тағамдық май қышқылдарынан өндіріледі.
Шикізат өсімдік те, жануар текті де болуы мүмкін. Сондықтан өнімнің вегетариандық, халал немесе кошер талаптарына сәйкестігі химиялық атауына қарап емес, өндірушінің шикізат туралы құжаттары мен тиісті сертификаттары бойынша анықталады.
Қолданылуы
Фармацевтикада
Магний стеараты — таблеткалар, капсулалар және құрғақ ұнтақтар өндірісінде ең кең қолданылатын қосымша заттардың бірі. Ол негізінен майлағыш, жабысып қалуға қарсы агент, қалыптан босатқыш, ұнтақтың ағындылығын жақсартатын қосымша зат ретінде пайдаланылады.
Таблетканы престеу кезінде магний стеараты ұнтақ немесе түйіршік бөлшектерінің бетіне таралып, гидрофобты жұқа қабат түзеді. Бұл қабат таблетка мен матрица қабырғасының арасындағы үйкелісті азайтып, дайын таблетканы престен шығаруды жеңілдетеді. Сонымен бірге ұнтақтың пуансондарға, матрицаға және капсула толтыру жабдығына жабысуын төмендетеді.
Магний стеараты аз мөлшерде тиімді болғанымен, оның мөлшерін немесе араластыру уақытын шамадан тыс арттыру дайын дәрілік түрдің қасиеттеріне кері әсер етуі мүмкін. Бөлшектердің тым толық гидрофобты қабықшамен жабылуы:
- ұнтақтың сумен сулануын төмендетуі;
- таблетканың механикалық беріктігін азайтуы;
- ыдырау уақытын ұзартуы;
- белсенді фармацевтикалық заттың еру жылдамдығын баяулатуы мүмкін.
Бұл әсердің дәрежесі дәрілік заттың қасиеттеріне, басқа қосымша заттарға, магний стеаратының бөлшек өлшеміне, меншікті бетіне, кристалдық және гидраттық түріне тәуелді.
Магний стеараты құрғақ ұнтақты ингаляторларда тасымалдаушы бөлшектердің бетін модификациялау үшін де зерттеледі. Мұндай жүйелерде оның гидраттық күйі мен стеарат-пальмитат арақатынасы аэрозоль бөлшектерінің бөлінуіне және өкпеге жеткізілуіне әсер етуі мүмкін.
Тағам өнеркәсібінде
Тағамдық өнімдерде магний стеараты немесе май қышқылдарының магний тұздары жентектелуге қарсы агент, эмульгатор, бөлгіш немесе қалыптан босатқыш, ұнтақтардың ағындылығын жақсартқыш, таблеткаланған тәттілер мен тағамдық қоспалар өндірісіндегі майлағыш ретінде қолданылады.
Ол әсіресе престелген кәмпиттерде, жалбыз таблеткаларында, ұнтақ қоспаларда, дәрумендік және минералдық таблеткаларда кездеседі.
Еуропалық одақта май қышқылдарының магний тұздары E470b тағамдық қоспасы ретінде тіркелген. Codex Alimentarius жүйесінде магний стеаратына INS 470(iii) нөмірі берілген.
Косметикада
Косметикалық өнімдерде магний стеараты:
- ұнтақтардың жентектелуін төмендетеді;
- өнімге көлем береді;
- жағылуын және тері бетімен сырғуын жақсартады;
- пигменттердің біркелкі таралуына көмектеседі;
- ұнтақ өнімдердің теріге жабысуын арттырады.
Ол бетке арналған опада, тоналды өнімдерде, көз бояуында, далапта, кремдерде және басқа декоративтік косметикада кездеседі. Еуропалық комиссияның CosIng дерекқорында магний стеараты жентектелуге қарсы және көлем беретін ингредиент ретінде көрсетіледі.
Полимерлер мен техникада
Магний стеараты термопласттар, резеңке және ұнтақтық материалдар өндірісінде:
- ішкі және сыртқы майлағыш;
- қалыптан босатқыш;
- бөлшектердің жабысуын төмендететін агент;
- ұнтақтардың ағындылығын жақсартқыш ретінде пайдаланылады.
Ол өңдеу жабдығы мен полимер арасындағы үйкелісті азайтып, экструзияны, престеуді және қалыптан шығаруды жеңілдетеді. Кейбір жабындар мен техникалық ұнтақ қоспаларында диспергирлеуші және өңдеуді жеңілдететін қосымша зат қызметін атқарады.
Қауіпсіздігі
Магний стеараты бекітілген технологиялық мөлшерлерде тағаммен немесе дәрілік препарат құрамында ішке түскенде уыттылығы төмен зат ретінде бағаланады.
2018 жылы Еуропалық азық-түлік қауіпсіздігі жөніндегі агенттік май қышқылдарының натрий, калий, кальций және магний тұздарын қайта бағалап, олар үшін сандық рұқсат етілген тәуліктік дозаны белгілеудің қажеті жоқ және хабарланған қолдану салалары мен мөлшерлерінде қауіпсіздікке қатысты алаңдаушылық жоқ деген қорытындыға келді.
FAO/WHO тағамдық қоспалар жөніндегі бірлескен сарапшылар комитеті — JECFA магний стеараты үшін рұқсат етілген тәуліктік дозаны «анықталмаған», яғни қалыпты технологиялық қолдану кезінде сандық шектеу белгілеу қажет емес деп бағалаған.
Геноуыттылықты зерттеу барысында магний стеараты бактериялық кері мутация сынақтарында, сүтқоректілер жасушаларындағы хромосомалық аберрация сынақтарында және тышқандардың микронуклеус сынағында геноуытты белсенділік көрсетпеген.
Магний стеаратының өзі магнийдің тағамдық қоспасы ретінде маңызды көзі болып саналмайды, өйткені оның құрамындағы магнийдің массалық үлесі шамамен 4,1% және зат суда нашар ериді.
Ұнтақпен өндірістік жағдайда жұмыс істегенде:
- шаңның түзілуін азайту;
- жергілікті сорғыш желдетуді қолдану;
- көз бен тыныс алу мүшелерін шаңнан қорғау;
- тұтану көздері мен статикалық электр зарядтарынан сақтану қажет.
Магний стеаратының ұсақ дисперсті шаңы ауада жанғыш немесе жарылғыш шаң-ауа қоспасын түзуі мүмкін. Шаңның жоғары концентрациясы көзді және тыныс алу жолдарын механикалық тітіркендіреді.
Сақталуы
Магний стеараты тығыз жабылған ыдыста, құрғақ, салқын және жақсы желдетілетін жерде сақталады. Ылғал өнімнің гидраттық күйін, агломерациясын және технологиялық қасиеттерін өзгертуі мүмкін.
Затты күшті қышқылдардан, күшті тотықтырғыштардан, ашық жалыннан, шаңды тұтандыратын ұшқындардан бөлек сақтау ұсынылады.
Фармацевтикалық өндірісте сақтау температурасы мен салыстырмалы ылғалдылықтың тұрақтылығы маңызды, өйткені гидраттық түрдің өзгеруі магний стеаратының майлағыш қабілеті мен дәрілік түрдің еру сипаттамаларына әсер етуі ықтимал.
Стандарттау және сапасын бақылау
Фармацевтикалық магний стеараты Еуропалық фармакопея, АҚШ фармакопеясы - Ұлттық формуляр, Британ фармакопеясы және басқа ұлттық фармакопеялардың монографияларымен стандартталады.
Сапаны бақылау кезінде әдетте:
- магний мөлшері;
- стеарин және пальмитин қышқылдарының арақатынасы;
- осы екі қышқылдың жалпы мөлшері;
- кептіргендегі масса жоғалуы немесе су мөлшері;
- бос май қышқылдары;
- қышқылдық немесе сілтілік;
- хлоридтер мен сульфаттар;
- ауыр металдар мен улы элементтер;
- бөлшектердің өлшемі;
- меншікті бет;
- микробиологиялық тазалық анықталады.
Тағамдық қоспаға арналған JECFA сипаттамасында өнім жеуге жарамды майлар мен май қышқылдарынан алынған магний тұздарының қоспасы ретінде анықталып, стеарат пен пальмитаттың негізгі компоненттер екені көрсетілген.
Магний стеаратының бірдей химиялық атаумен шығарылған әртүрлі маркалары бөлшек өлшемі, кристалдылығы, гидраттық түрі, май қышқылдарының құрамы және меншікті беті бойынша ерекшеленуі мүмкін. Осы себепті фармацевтикалық өндірісте жеткізушіні немесе өнім маркасын ауыстыру дайын таблетканың престелуі, беріктігі, ыдырауы және еруі бойынша салыстырмалы зерттеулер жүргізуді талап етуі мүмкін.
Тағы қараңыз
- Стеарин қышқылы
- Пальмитин қышқылы
- Кальций стеараты
- Мырыш стеараты
- Магний
- Металл сабындары
- Фармацевтикалық қосымша зат
- Тағамдық қоспа
- Таблетка
Әдебиеттер
- Nora A., Szczepanek A., Koenen G. Metallic Soaps // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, 2005. DOI: 10.1002/14356007.a16_361.
- Rowe R. C., Sheskey P. J., Quinn M. E., ред. Handbook of Pharmaceutical Excipients. Pharmaceutical Press.
- Moreton R. C. Magnesium Stearate — Its Importance and Potential Impact on Dissolution and Oral Solid Dosage Form Performance // Dissolution Technologies. 2024. Vol. 31, № 3. DOI: 10.14227/DT310324P122.
- Herzberg M., Rekis T., Larsen A. S., Gonzalez A., Rantanen J. The structure of magnesium stearate trihydrate determined from a micrometre-sized single crystal using a microfocused synchrotron X-ray beam // Acta Crystallographica Section B. 2023. Vol. 79. P. 336–343.
- Younes M. және т.б. Re-evaluation of sodium, potassium and calcium salts of fatty acids (E 470a) and magnesium salts of fatty acids (E 470b) as food additives // EFSA Journal. 2018. Vol. 16, № 3. Article 5180.
- Алфавит бойынша химиялық заттар
- Магний қосылыстары
- Органикалық қышқылдар тұздары
- Стеараттар
- Май қышқылдарының тұздары
- Фармацевтикалық қосымша заттар
- Тағамдық қоспалар
- Косметикалық ингредиенттер
- Майлағыштар