Acid Stearic
Danh pháp
Tên chung quốc tế
Tên thương mại
Acidum stearicum
Crodacid
Cetylacetic acid
Cristal G
Cristal S
Dervacid; E570
Edenor
Emersol
Extra AS
Extra P
Extra S
Extra ST
1-heptadecanecarboxylic acid
Hystrene
Industrene
Kortacid 1895
Pearl Steric
Pristerene
Stereophanic acid
Tegostearic.
Tên danh pháp theo IUPAC
octadecanoic acid
Nhóm tá dược
Acid béo no
Mã ATC
Không có dữ liệu
Mã UNII
4ELV7Z65AP
Mã CAS
57-11-4
Cấu trúc phân tử
Công thức phân tử
C16H32O2
Phân tử lượng
284.47 đvc
Cấu trúc phân tử
Acid stearic là gì? Acid stearic được mô tả là một axit béo Acid stearic có chuỗi carbon dài 18 carbon và một nhóm carboxyl (-COOH) ở đầu chuỗi.
Là một axit liên hợp của một octadecanoate và được bắt nguồn từ một hydrua của một octadecane .
Các tính chất phân tử
Số liên kết hydro cho: 1
Số liên kết hydro nhận: 2
Số liên kết có thể xoay: 16
Diện tích bề mặt tôpô: 37,3 Ų
Số lượng nguyên tử nặng: 20
Các tính chất đặc trưng
Điểm nóng chảy (° C): 68,8 °C
Điểm sôi: 371 °C
Nhiệt độ phát sáng: 113ᵒC
Khối lượng riêng (chưa nén): 0.537 g/cm3
Khối lượng riêng (đã nén): 0.571 g/cm3
Khối lượng riêng thực tế: 0.980 g/cm3
Độ tan: 0,597 mg/L (ở 25°C). Tan hoàn toàn trong benzene, tetrachloro methane, chloroform và các ether; tan được trong ethanol (95%), hexan, và PG, thực tế không tan trong nước.
Hằng số phân ly pKa: 4.75
Chỉ số acid: 195–212
Hệ số phân bố dầu nước: Log (o:w) = 8.2
Chỉ số khúc xạ: 1.43 tại 80ᵒC
Giá trị xà phòng hóa: 200- 220
Diện tích bề mặt riêng: 0.51–0.53 m2 /g
Cảm quan
Acid stearic là bột kết tinh thô, màu trắng hoặc hơi vàng, hơi bóng. Acid stearic có mùi nhẹ và vị gần như mỡ động vật. Acid stearic có tan trong nước không? Hoạt chất it tan trong etanol, benzen; hòa tan trong acetone, chloroform, carbon disulfide. Tỷ trọng nhẹ hơn nước nên có thể nổi được trên mặt nước.
Dạng bào chế
Dạng rắn: Acid stearic tồn tại tự nhiên dưới dạng một chất rắn và được chế biến thành các dạng bào chế khác như viên nén, bột hoặc hạt nhỏ.
Dầu acid stearic: Acid stearic cũng có thể được chế biến thành dạng dầu bằng cách tách những phân tử acid stearic khỏi các thành phần khác trong dầu cọ hoặc dầu hạt cacao.
Muối stearate: Acid stearic có thể tạo thành các muối stearate khi phản ứng với các chất kiềm như natri, kali hoặc nhôm.
Ester stearate: Acid stearic có thể phản ứng với các cồn để tạo thành các ester stearate.
Giới hạn nồng độ
Thuốc mỡ và kem: 1-20%
Tá dược trơn của viên nén: 1-3%
Độ ổn định và điều kiện bảo quản của Acid stearic
Độ ổn định
Acid stearic là một chất ổn định trong điều kiện thông thường. Acid stearic không dễ bị phân hủy hoặc phản ứng với các chất khác trong môi trường bình thường. Tuy nhiên, acid stearic có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh và không khí ẩm.
Bảo quản
Để bảo quản acid stearic, cần tuân thủ các điều kiện sau:
Nhiệt độ: Acid stearic nên được lưu trữ ở nhiệt độ phòng, trong khoảng 15-30 °C. Tránh tiếp xúc với nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.
Ánh sáng: Acid stearic cần được bảo vệ khỏi ánh sáng mạnh, đặc biệt là ánh sáng mặt trời trực tiếp. Ánh sáng mạnh có thể gây oxy hóa và làm giảm độ ổn định của acid stearic.
Độ ẩm: Acid stearic nên được lưu trữ trong điều kiện khô ráo. Độ ẩm có thể làm tăng khả năng hấp thụ nước của acid stearic, gây hiện tượng đông đặc hoặc hình thành cục bộ.
Đóng gói: Acid stearic nên được đóng gói kín để ngăn chặn tiếp xúc với không khí và ẩm. Bao bì nên được làm từ vật liệu không tác động đến acid stearic, chẳng hạn như bao bì nhựa hoặc hợp chất nhôm.
Nguồn gốc
Acid stearic đã được phân lập và nhận ra từ lâu. Acid stearic được tìm thấy trong các nguồn tự nhiên như mỡ động vật và dầu thực vật, nhưng chỉ vào thế kỷ 19, các nhà khoa học đã nhận ra và đặt tên cho acid stearic
Một số tiêu chuẩn trong dược điển
| Tiêu chí | Dược điển Việt Nam | Dược điển Nhật Bản | Dược điển Châu Âu | Dược điển Mỹ |
| Định tính | – | – | + | – |
| Các tính chất | – | – | + | – |
| Tính acid | – | – | + | – |
| Độ acid | – | 194–210 | 194–212 | – |
| Nồng độ acid stearic | – | – | + | >= 40% |
| Stearic acid 50 | – | – | 40–60% | – |
| Stearic acid 70 | – | – | 60–80% | – |
| Stearic acid 95 | – | – | >= 90.0% | – |
| Khối lượng sau khi đốt | – | =< 0.1% | – | – |
| Kim loại nặng | – | =< 20 ppm | – | – |
| Chất béo tự nhiên hoặc paraffin | – | + | – | + |
| Các acid khoáng | – | + | – | + |
| Nikel | – | – | =< 1 ppm | – |
| Nhiệt độ hóa rắn hoàn toàn | ||||
| Stearic acid 50 | – | – | 53–59ᵒC | – |
| Stearic acid 70 | – | – | 57–64ᵒC | – |
| Stearic acid 95 | – | – | 64–69ᵒC | – |
Các tiêu chuẩn của các cấp độ acid stearic khác nhau
| Sản phẩm | Hystrene 5016 | Hystrene 7018 | Hystrene 9718 | Industrene 7018 | Industrene 8718 |
| Nồng độ acid stearic (%) | 44 | 68.5 | 90 | 65 | 87 |
| Khoảng nhiệt độ nóng chảy (oC) | 54.5–56.5 | 61.0–62.5 | 66.5–68.0 | 58.0–62.0 | 64.5–67.5 |
| Giá trị acid | 206–210 | 200–205 | 196–201 | 200–207 | 196–201 |
| Giá trị Iod | =<0.5 | =<0.5 | =<0.8 | =<1.5 | =<2.0 |
| Giá trị xà phòng hóa | 206–211 | 200–206 | 196–202 | 200–208 | 196–202 |
| Lượng không xà phòng hóa | =<0.2 | =<0.2 | =<0.3 | =<0.5 | =<1.5 |
Cơ chế hoạt động
Stearic acid có tác dụng gì? Acid stearic có một số cơ chế hoạt động quan trọng trong các ứng dụng và quy trình sản xuất. Dưới đây là một số cơ chế hoạt động chính của acid stearic:
Chức năng bề mặt: Acid stearic có tính chất bề mặt hoạt động, tức là Acid stearic có khả năng tương tác với các bề mặt khác. Acid stearic có một phần phân tử hydrophobic (thân dầu) và một phần phân tử hydrophilic (thân nước), làm cho Acid stearic có khả năng hòa tan trong cả dầu và nước. Điều này cho phép acid stearic hoạt động như một chất hoạt động bề mặt, giúp làm mềm, tạo màng và làm dịu bề mặt của các chất liệu khác.
Chất ổn định: Acid stearic có khả năng làm tăng độ nhớt và độ nhớt nhiệt động của các hỗn hợp chất, giúp kiểm soát quá trình pha rời và phân tán. Acid stearic có khả năng làm giảm hiện tượng chảy tự do trong quá trình chế biến và sản xuất, đồng thời ổn định chất liệu và ngăn chặn sự phân tách và kết tủa.
Chất phụ gia: Acid stearic thường được sử dụng như một chất phụ gia trong các ngành công nghiệp như nhựa, sơn, mỡ bôi trơn và mỹ phẩm. Acid stearic có khả năng làm tăng độ nhớt, tăng cường độ bóng, cung cấp khả năng chống dính và chống tĩnh điện, và cải thiện tính năng gia công của các sản phẩm.
Tác động lên da: Acid stearic cũng có khả năng tác động lên da. Khi sử dụng Acid stearic trong mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân, acid stearic có thể giúp cân bằng độ ẩm của da, làm mềm da, tạo độ đàn hồi và cải thiện cấu trúc của hàng rào bảo vệ da.
Ứng dụng trong y học của Acid stearic
Các ứng dụng trong xây dựng công thức và kỹ thuật bào chế:
Acid stearic là tá dược gì? Tá dược nhũ hóa, chất làm tăng độ tan, tá dược trơn.
Acid stearic được sử dụng rộng rãi trong các công thức dược phẩm đường uống. Acid stearic được sử dụng chủ yếu trong các thuốc đường uống như tá dược trơn trong viên nén và viên nang. Mặc dù vậy Acid stearic cũng được sử dụng như một chất gắn hoặc trong các hỗn hợp với shellac để bao viên nén. Acid stearic cũng được sử dụng trong bao các viên nén bao tan ở ruột và được coi là một hệ mang thuốc giải phóng kéo dài.
Trong các công thức thuốc dùng đường tại chỗ, acid stearic được sử dụng như một tá dược nhũ hóa hay tá dược hòa tan. Khi được trung hòa một phần với các bazơ hoặc triethanolamine, acid stearic được sử dụng trong bào chế các thuốc kem (chúng tạo thành chất diện hoạt khi phối hợp 2 pha). Acid stearic được trung hòa một phần tạo thành một tá dược kem khi được trộn với 5- 15 lần khối lượng nước. Tính dẻo và cảm quan của kem này được xác định bằng tỉ số của bazơ sử dụng.
Acid stearic cũng được sử dụng như một tá dược làm chắc, cứng (điều chỉnh thể chất) cho các thuốc đặt.
Một số ứng dụng trong các ngành/lĩnh vực khác của acid stearic
Ngành sản xuất mỡ bôi trơn: Acid stearic là một thành phần quan trọng trong sản xuất mỡ bôi trơn. Acid stearic cung cấp độ nhớt và độ bóng cho mỡ, giúp giảm ma sát và mài mòn trong các bề mặt tiếp xúc.
Ngành sản xuất giấy: Acid stearic được sử dụng trong sản xuất giấy để làm mềm và làm mịn bề mặt giấy. Acid stearic cũng có khả năng tăng cường độ bền và khả năng chống nước của giấy.
Ngành sản xuất sơn: Acid stearic được sử dụng làm chất phụ gia trong sản xuất sơn. Acid stearic có khả năng tạo màng bảo vệ, cung cấp độ nhớt và tạo độ bóng cho bề mặt sơn.
Ngành mỹ phẩm và chăm sóc cá nhân: Stearic acid trong mỹ phẩm có hại không? Acid stearic được sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân như kem dưỡng da, son môi và xà phòng. Acid stearic có khả năng cân bằng độ ẩm của da, làm mềm da và tạo độ đàn hồi.
Ngành chế biến thực phẩm: Acid stearic cũng có ứng dụng trong ngành chế biến thực phẩm. Acid stearic được sử dụng làm chất chống đông đặc và chất làm bóng trong sản xuất sô-cô-la và kẹo.
Dược động học
Hấp thu
Axit stearic có khả năng hấp thụ qua đường uống hoặc qua da. Khi được dùng trong dạng thuốc hoặc bôi trên da, acid stearic thường không hấp thụ hoàn toàn vào hệ tuần hoàn, mà Acid stearic thường tác động một cách cục bộ tại vị trí tiếp xúc.
Phân bố
Acid stearic không phân bố rộng rãi trong cơ thể. Acid stearic thường tập trung tại vị trí tiếp xúc ban đầu, chẳng hạn như trên da hoặc trong một phần cơ thể cụ thể. Điều này có thể tùy thuộc vào công thức sản phẩm, phương pháp sử dụng và mục đích ứng dụng cụ thể.
Chuyển hóa
Acid stearic không chịu quá trình chuyển hóa lớn trong cơ thể. Acid stearic thường được chế biến và loại bỏ qua hệ tiêu hóa hoặc qua cơ chế tiết ra tự nhiên.
Chuyển hóa axit stearic thông qua quá trình oxy hóa beta, oxy hóa omega và (omega-1)-oxy hóa đã được chứng minh ở gan chuột. Việc loại bỏ một nửa axetat đơn lẻ có thể xảy ra để tạo ra axit palmitic và cả axit này và axit stearic có thể bị khử bão hòa, tạo ra axit oleic và axit palmitoleic tương ứng.
Sau khi (14)C axit stearic được tiêm vào chuột, khoảng 50% (14)C của gan được phục hồi dưới dạng axit oleic , cho thấy rằng quá trình khử bão hòa xảy ra trên diện rộng.
Quá trình khử bão hòa chỉ xảy ra ở một mức độ nhỏ ngoài gan nhưng đã được phát hiện trong mô mỡ và trong các tế bào của mô tuyến vú
Thải trừ
Acid stearic được tiết ra khỏi cơ thể chủ yếu thông qua hệ tiêu hóa. Acid stearic có thể đi qua quá trình tiêu hóa thông qua sự phân giải và trao đổi chất. Một phần acid stearic cũng có thể tiết ra qua da trong trường hợp sử dụng bôi trên da.
Phương pháp sản xuất
Acid stearic (stearic acid) có thể được sản xuất thông qua các phương pháp sau:
Trích ly từ mỡ động vật
Phương pháp truyền thống để sản xuất acid stearic là từ mỡ động vật như mỡ bò, mỡ heo và mỡ cừu. Quá trình bao gồm các bước như tẩy sạch mỡ, xử lý nhiệt và phân ly. Trong quá trình này, mỡ động vật được chảy và sau đó được xử lý bằng các chất xúc tiến như natri hydroxide để tách acid stearic ra khỏi các thành phần khác.
Thủy phân các chất béo
Các chất béo sẽ được tiếp xúc liên tục với dòng hơi nước nhiệt độ cao chạy ngược chiều trong bình áp suất cao. Hỗn hợp tạo thành được tinh chế bằng phương pháp cất hơi chân không và chất cất ra sau đó được phân tách bằng cách sử dụng các dung môi thích hợp.
Quá trình oxi hóa
Một phương pháp khác để sản xuất acid stearic là quá trình oxi hóa. Trong quá trình này, các axit béo không no, chẳng hạn như axit oleic, được oxi hóa để tạo ra acid stearic. Quá trình oxi hóa có thể được thực hiện thông qua các phản ứng hóa học hoặc sử dụng các chất xúc tiến như các xúc tác kim loại.
Phương pháp tổng hợp hóa học
Acid stearic cũng có thể được tổng hợp từ các chất khác như etilen và axit acetic thông qua các phản ứng hóa học phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này ít được sử dụng trong quá trình sản xuất thương mại acid stearic.
Hydrogen hóa các dầu hạt bông và các dầu thực vật khác
Bằng việc hydrogen hóa và xà phòng hóa olein sau đó và cuối cùng kết tinh từ rượu.
Ngoài ra, từ các dầu hoặc chất béo ăn được bằng việc đun sôi với natri hydroxid, phân tách glycerin và phân hủy xà phòng tạo thành với acid sulfuric hoặc acid cloric. Acid stearic tạo thành được phân tách sau đó bằng phương pháp làm lạnh.
Acid stearic được tạo thành từ các chất béo không ăn được có thể sử dụng cho các chế phẩm dùng ngoài. Dược điển Mỹ USP32–NF27 quy định rằng, acid stearic được gắn nhãn chỉ cho dùng ngoài có thể không cần đi từ các nguồn nguyên liệu ăn được. Acid stearic có thể được bổ sung thêm các chất chống oxi hóa như butylated hydroxytoluene (BHT) với nồng độ 0.005% (kl/kl).
Tính an toàn và độc tính
Stearic acid có hại không? Acid stearic được sử dụng rộng rãi trong các công thức thuốc đường uống hoặc tại chỗ; nó cũng được sử dụng trong các sản phẩm làm đẹp hoặc thực phẩm. Tá dược này được coi như là nguyên liệu không có độc tính và không gây kích ứng. Tuy nhiên, việc sử dụng quá mức cũng có thể gây hại đến sức khỏe. Đặc biệt, acid stearic là rất dễ bắt lửa.
Các liều gây chết của Acid stearic khi thử nghiệm trên động vật:
LD50 (mouse, IV): 23 mg/kg
LD50 (rat, IV): 21.5 mg/kg
Tính tương hợp
Acid stearic không tương hợp với phần lớn các hydroxyd của kim loại và cũng không tương hợp với các bazơ, các tác nhân khử và các tác nhân gây oxy hóa.
Các tá dược mỡ được bào chế với stearic rất dễ bị khô và vón cục nếu trong thành phần có các hợp chất chứa kẽm hoặc muối canxi.
Các nghiên cứu đo nhiệt lượng quét vi sai (DSC) vừa nghiên cứu về tính tương hợp của acid stearic với các thuốc. Trong đó, các thí nghiệm này đã chứng minh sự không tương hợp với Naproxen của tá dược này.
Các nghiên cứu cũng báo cáo ràng acid stearic cũng gây ra các vết rỗ trong các màng bao film của viên nén áp dụng kĩ thuật bao film nước. Các vết rỗ này được tìm thấy tại điểm nóng chảy của acid stearic.
Một vài nghiên cứu của Acid stearic trong Y học
Tương tác trạng thái rắn của acid stearic với povidon và ảnh hưởng của nó trên độ ổn định hòa tan của nang cứng.
Giới thiệu: Các công thức nang cứng của 2 thuốc đã thể hiện độ hòa tan giảm dần trong quá trình bảo quản; thuốc A sau 2.5 tuần tại 40ᵒC trong môi trường có độ ẩm tương đối (RH) là 23% và 4 tuần tại 30ᵒC với RH= 60%; và thuốc B sau 6 tuần tại 50ᵒC và 40ᵒC tại RH= 75%. Công thức của cả 2 thuốc đều chứa đựng povidon là tá dược dính và acid stearic là tá dược trơn. Sử thay thế acid stearic bằng magie sterate ở trong công thức B, được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo trong trường hợp dữ liệu về độ hòa tan trong các điều kiện bảo quản tương tự và không có sự thay đổi trong quá trình bảo quản.
Phương pháp nghiên cứu: Để nghiên cứu chức năng của Acid stearic, các hỗn hợp nhị phân của acid stearic với các thuốc và các tá dược khác được sử dụng trong các công thức tương ứng. Các công thức này được pha chế và bảo quản tại 40ᵒC và RH= 75% và 50ᵒC.
Kết quả: Sau 1 tuần bảo quản, kết quả cho thấy rằng, hỗn hợp povidone và acid stearic đã hình thành một hỗn hợp không tan giống như thủy tinh cứng và trong suốt. Nó được giả sử rằng hợp chất đó được tạo thành bởi tương tác làm giảm độ xốp của các hạt và do đó làm giảm sự thâm nhập của môi trường hòa tan dẫn đến khả năng hòa tan giảm xuống. Các phổ hồng ngoại của chất giống như thủy tinh này cũng thể hiện sự mở rộng nhỏ của nhóm chức Carbonyl tại 1662 cm-1. Nhiễu xạ tia X khối bột của hỗn hợp được bảo quản cũng đã thể rằng các tinh thể của acid stearic đã biến mất. Thêm vào đó, lặp lại chu trình làm mát và làm nóng của hỗn hợp povidone và acid stearic trong các tỉ lệ khác nhau sử dụng phổ đo nhiệt lượng quét vi sai (DSC) đã cho thấy rằng việc tái kết tinh của acid stearic từ hỗn hợp nóng chảy của nó bị ảnh hưởng mạnh bởi sự hiện diện lượng càng tăng của povidone.
Kết luận: Dựa trên các tương tá trạng thái rắn được quan sát, việc phối hợp giữa povidone và acid stearic nên được tránh cho các công thức thuốc cần giải phóng ngay lập tức.
Tài liệu tham khảo
- Sổ tay tá dược: “handbook of phamarceutical excipients” chuyên luận “acid stearic” tr 697- 699.
- Sách “kỹ thuật bào chế và sinh dược học các dạng thuốc” tập II, nhà xuất bản Y học.
- Slide bài giảng “viên nén”, “viên nang”, “thuốc bột” ths. Nguyễn Văn Lâm
- Pubchem, Stearic acid, truy cập ngày 30/06/2023.
- Drugbank, Stearic acid, truy cập ngày 30/06/2023.
- Pubmed: Desai, D., Kothari, S., & Huang, M. (2008). Solid-state interaction of stearic acid with povidone and its effect on dissolution stability of capsules. International journal of pharmaceutics, 354(1-2), 77-81.
