Studentská vědecká konference

Jednou z dlouhodobých výzev řešených formulačním inženýrstvím je hledání technologických způsobů zlepšení biologické dostupnosti špatně rozpustných léčiv. Zvýšení rozpouštěcí rychlosti je jedním z řešení a je možné jej dosáhnout prostřednictvím interaktivních směsí zahrnujících léčivo nanesené na povrchu pevného nosiče. Vzniklý strukturovaný povrch tvořený doménami hydrofilnějšího nosiče a hydrofobního léčiva je klíčový pro smáčivost celého systému, určuje jeho povrchovou energii a v konečném důsledku i kinetiku uvolňování léčiva. Cílem této práce je proto studium interakce kapaliny s uvedenými strukturovanými povrchy binárních formulací měřením povrchové energie. Strukturované povrchy byly připraveny pomocí nanášení suspenze meloxikamu na povrch tablet Neusilinu US2. Následným měřením kontaktního úhlu na povrchu bylo možné potvrdit souvislost mezi smáčivostí a množstvím nanesené účinné látky. V širším kontextu je možné na základě získaných dat dospět ke zobecnění vlivu struktury povrchu na smáčivost systémů hydrofobního léčiva naneseného na hydrofilnější nosič.

Vývoj metody ke stanovování anionických tenzidů ze stěrů z výrobního zařízení Tato práce se zabývá ověřením a optimalizací MBAS metody pro použití ve farmaceutickém průmyslu. Pomocí standardní MBAS metody lze spolehlivě stanovit obsah anionických tenzidů při validaci čisticích procesu ve farmacii. Standardní MBAS metoda dle normy ČSN EN 903 (ISO 7875-1:1984 modifikovaná) vyžaduje nepřímé vzorkování (stanovení tenzidů v oplachové vodě). Metoda je navíc poměrně pracná a časově náročná. Z těchto důvodů se zdá vhodné standardní metodu převést na přímé vzorkování, a to ze stěru. Standardní metoda byla kalibrována a testována s důrazem na ověření opakovatelnosti a mezí detekce. Byly podrobně ověřovány faktory, které mohou mít vliv na tuto metodu při vzorkování ze stěru. Bylo zjištěno, že nejdůležitějším krokem je pečlivé setření vzorků z povrchů. Další modifikace metody dle dostupné literatury by mohly zjednodušit provedení pro obsluhu farmaceutických zařízení.

Tomografie je v medicíně a materiálové vědě postup pro získání prostorové (3D) informace o lidském těle nebo materiálu, přičemž k zobrazování lze využít různých záření, jako mohou být fotony či elektrony. V případě využití transmitovaných elektronů mluvíme o elektronové tomografii umožňující pracovat s prostorovým 3D rozlišením kolem 1 nm, což je typický rozměr TEM analýzy. Obecný princip elektronové tomografie je založen na pozorování stejného objektu při různých úhlech náklonu vzhledem k svazku elektronů. Byť je tento obecný postup známý, tak proces přípravy vzorků, snímání vzorků a vyhodnocování dat je nutné pro konkrétní akviziční zařízení (TEM) a software adjustovat. Vzhledem k tomu, že elektronová tomografie nebyla prozatím na VŠCHT Praha aplikována, je nutný vývoj metodiky, která umožní přesnost a efektivitu metody. Vývoj metodiky zahrnuje přípravu vzorku na skenovacím elektronovém mikroskopu pomocí iontového děla, snímkování vzorku na transmisním elektronovém mikroskopu a zpracování obrazových dat do finální prostorové informace o rozložení materiálu.

Pro proces přímého tabletování je důležité, aby směs vstupující do tabletovacího lisu byla dostatečně homogenní. Je proto nezbytné k přípravě této směsi použít takový mísící proces, který zaručí, že uniformita připravených tablet bude vyhovující. Problém s přípravou homogenní směsi může nastat například ve chvíli, kdy dojde ke změně dodavatele účinné látky (API), protože fyzikálně-chemické vlastnosti této látky nemusí být vždy podobné. Připravené směsi lišící se v použité API vyráběné podle shodné mísící strategie tak nemusí mít vždy stejnou míru homogenity. Příčinou mohou být například rozdíly ve velikostech částic, tvaru krystalů, polymorfii atd. V této práci byly zkoumány vybrané vlastnosti tří různých šarží API bisoprolol fumarátu, ze kterých byly postupně podle pěti různých mísících strategií připraveny směsi určené pro přímé tabletování. Výsledná homogenita směsi vyjádřená variačním koeficientem byla porovnána s naměřenými hodnotami velikosti částic, kohezivity API a segregačními koeficienty směsí připravených vybranými mísícími strategiemi. Výsledky následně poskytují informace o snadnosti inkorporace zkoumané účinné látky do směsi excipientů. Tento poznatek může pomoci s rozhodováním o uspořádání mísícího procesu i u nově vyráběných tablet.

Baeyerova-Villigerova oxidace je chemická reakce, při které keton (či cyklický keton) reaguje s oxidačním činidlem za vzniku odpovídajícího esteru (či laktonu). Stejnou reakci lze provézt také s aldehydem. Jako oxidační činidla lze pro reakci použít organické peroxokyseliny nebo peroxidy, Použití slabších oxidačních činidel vyžaduje také přítomnost katalyzátorů v reakční směsi. Tato práce byla zaměřena na Baeyerovu-Villigerovu oxidaci β-cyklocitralu na 2,6,6-trimethylcyklohexenolformiát, který je následně hydrolyzován na 2,6,6-trimethylcyklohexanon. Jako oxidační činidlo byl použit peroxid vodíku a v roli katalyzátorů vystupovaly směsné oxidy modifikované cínem.    Konverzi reagující látky či selektivitu k vznikajícím produktům lze ovlivnit několika parametry. Mezi testované parametry byly zařazeny zejména teplota, způsob dávkování oxidačního činidla, zvolené rozpouštědlo a také druh katalyzátoru. Pro Baeyerovu-Villigerovu oxidaci β-cyklocitralu byl použit směsný oxid s molárním poměrem Mg/Al 2. Nejvyšší konverze bylo dosaženo v acetonitrilu při 80 °C při jednorázovém podání celého množství H₂O₂ (0,6 ml), kdy β-cyklocitral po 5 hodinách zreagoval ze 45 % a selektivita k žádaným produktům (formiátu a cylohexanonu) byla 60 %.  

Furfural, aldehyd odvozený od furanu, je jedna z nejstarších látek izolovaných z obnovitelných zdrojů. Získává se ze zemědělských odpadů, jako jsou např. piliny nebo otruby. Furfural a jeho deriváty nachází své využití v zemědělství a farmacii. Tetrahydrofurfural, derivát furfuralu, je využíván v přípravcích pro kožní terapii. Lze ho připravit hydrogenací acetalů furfuralu, kde acetalové skupiny slouží k ochránění karbonylové skupiny. Cílem této práce byla příprava acetalů furfuralu. Acetaly byly připraveny reakcí furfuralu s alkoholy katalyzovanou anorganickými kyselinami či zeolity. Byl sledován vliv typu katalyzátoru a alkoholu na průběh reakce. Reakce byly porovnávány z hlediska dosažené konverze furfuralu a selektivity k daným acetalům. Při reakci vedené v přítomnosti methanolu (za refluxu, 68 °C) bylo při použití 5 hm. % kyseliny sírové po 2 hodinách dosaženo téměř totální konverze.  

Práce se zabývá optimalizací reakčních podmínek heterogenně katalyzované aldolové kondenzace kamfolenického aldehydu s propanalem. Cíleným produktem je 2-methyl-4-(2,2,3-trimethylcyklopent-3-en-1-yl)but-2-enal, který nalézá využití především jako meziprodukt pro výrobu vonných látek typu santalového dřeva, jakými jsou například Santalinol či Brahmanol. Tyto látky se mohou připravit selektivní hydrogenací 2-methyl-4-(2,2,3-trimethylcyklopent-3-en-1-yl)but-2-enalu. Kromě ceněných vonných vlastností, byla u Brahmanolu také prokázána antimikrobiální účinnost s vysokou bezpečností a malým vlivem na střevní mikroflóru. Nejlepších výsledků (konverze kamfolenického aldehydu 76 % a selektivity k žádanému produktu 81 %) bylo dosaženo při vedení reakce v ethanolu, za refluxu propanalu s použitím hydrotalcitu jako katalyzátoru s molárním poměrem Mg:Al 3,5 v množství 40 hm. % vůči kamfolenickému aldehydu a při postupném dávkování propanalu ve 3 dávkách během první hodiny reakce.  

V literatuře jsou popsány různé syntetické postupy pro přípravu esterů primárních, sekundárních a terciárních alkoholů. Primární alkoholy tvoří estery snadněji než alkoholy sekundární. Syntéza esterů terciárních alkoholů probíhá obtížně a s nízkými výtěžky v důsledku sterického bránění hydroxylové skupiny. Hodně esterů terciárních alkoholů mají biologickou aktivitu a nacházejí se uplatnění ve farmaceutickém průmyslu. Např. adamantan-1-ylacetát je výchozí látkou při přípravě protichřipkového léčiva rimantadinu. Kromě toho adamantan-1-ylacetát je doporučen k použití při veterinární léčbě Newcastleské choroby. Cílem této práce byla příprava esteru terciárního alkoholu – adamantan-1-ylacetátu. K přípravě esteru byly použity různé syntetické postupy, jako jsou Fisherova a Steglichova esterifikace, acetylace alkoholu anhydridem kyseliny octové a acetylace alkoholu acetylchloridem. Jako katalyzátory pro tyto syntézní postupy byly použity minerální kyseliny, Steglichův katalyzátor DMAP a Lewisové kyseliny. Byl sledován vliv druhu katalyzátoru a rozpouštědla (dichlormethan, hexan, methanol, butanol, tetrahydrofuran a acetonitril) na selektivitu reakce a reakční rychlost.