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乳糖


通用名

BP: Lactose

JP: Lactose

PhEur: Lactosum monohydricum

USPNF: Lactose monohydrate

注意:BP 2001, JP 2001, PhEur 2002 USPNF 20都有无水乳糖的品目。

别名

    4-(β-D-galactosido)-D-glucose; milk sugarsaccharum lactisanhydrous lactoselactose monohydrate

化学名和CAS 注册号

O-β-D-Galactopyranosyl-(1→4)-α-D-glucopyranose anhydrous(O-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-α-D-吡喃葡萄糖无水物)[63-42-3]

O-β-D-Galactopyranosyl-(1→4)-α-D-glucopyranose monohydrate(O-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-α-D-吡喃葡萄糖一水合物)[64044-51-5]

分子式                      分子量

    C12H22O11                     342.30 (无水物)

    C12H22O11 ·H2O              360.31(一水合物)

制造工艺

    乳糖是存在于大多数哺乳动物乳中的天然二糖,由半乳糖和蔗糖组成。市售的乳糖是由牛乳清生产,乳清是牛奶经提炼出奶酪和酪蛋白后的残留液体。牛奶含4.45.2%的乳糖,而乳糖含量占牛奶中固态物的38%。

    乳糖以两种端基差向异构体形式存在,即α和β型,分别为一水合物和无水物。α-乳糖是由过饱和溶液中在93.5℃以下结晶制成,而β-乳糖则是在高于这个温度时制备。市售的β-乳糖一般是由70%的β-型和30%的α-乳糖经滚筒干燥器制得。其他更高β-型含量级别的乳糖市场也有供应。

    市售的α-乳糖主要是一水合物,但也有另外两种无水α-乳糖。市售的无水α-乳糖有引湿性。不稳定的、具有引湿性的α-乳糖可由特殊干燥技术制得,但正常情况下不用这种原料,也没有供应。

混悬液喷雾干燥或冻干的乳糖中含有无定型或玻璃态乳糖。这种非晶态的乳糖可改善喷雾干燥乳糖可压性。

α-乳糖一水合物也可用特殊的工业化的结晶法制备,这种产品比一般制备的产品在压制性方面有所改进。这种特殊级别的产品用显微镜易于鉴别。其结晶型有菱形,锥形及斧形等等;取决于不同的沉淀及结晶法。

类别    

    粉末吸入剂的稀释剂;片剂和胶囊剂的稀释剂。

制剂应用

    乳糖广泛用做片剂和胶囊剂的填充剂或稀释剂,有时也用于冻干产品和婴儿食物配方中。乳糖也用于粉末吸入剂的稀释剂。

    市场有各种级别的乳糖供应,如有粒度和流动性不同的物理性质的产品。这就能够为特定应用提供最适产品。例如,装胶囊时选择乳糖粒度范围,取决于胶囊填充机器的型号。通常情况下,在片剂湿法制粒以及伴有研磨混合的过程时,宜选择细小粒度级别的乳糖,这样更易于与其他成分混合,也可更有效发挥黏合剂的作用。

    其他应用包括:可作为载体/稀释剂应用于吸入剂和冻干制剂。乳糖加至冻干溶液中可增加体积并有助于冻干块状物形成。乳糖也和蔗糖以近似13的比例混合,用作包糖衣溶液。

    从牛奶中制备乳糖的方法于1937年获得专利。喷雾干燥法生产直接压片用乳糖的制备法于1958年获得专利。自此以后,乳糖就一直作为所有现代直接压片用辅料的标准参照物。现在,市场有很多级别的乳糖供应,其中包括无水α-乳糖、α-乳糖一水合物和相对较少用到的β-乳糖。

    总体来说,选择何种级别乳糖要根据开发的药物剂型来定。直接压片用乳糖常常用于含药量较小的片剂,这样可以省去制粒的过程。

    比起结晶形乳糖和粉末形乳糖,直接压片用乳糖的流动性和可压性更好,它含有经过特殊处理的、纯的α-乳糖一水合物和少量无定型乳糖。无定型乳糖的作用是改善乳糖的压力/硬度比。另外一些特别生产的直接压片用乳糖不含无定型原料,但可能含玻璃态组成,故对改善可压性造成(不良)影响。直接压片用乳糖也可与微晶纤维素或淀粉混合使用,通常需要用片剂润滑剂如0.5 w/w 硬脂酸镁。在这些制剂中乳糖的浓度常占到65%~85%。如果替换其他直接压片用辅料如预胶化淀粉,喷雾干燥乳糖的用量可更少些。

性状

    乳糖为白色或类白色结晶性颗粒或粉末。无臭,微甜,α-乳糖的甜度是蔗糖的15%,而β-乳糖比α-乳糖甜度大。

    市场有各种形式乳糖供应:无水α-乳糖,α-乳糖一水合物和较少量的无水β-乳糖。尽管有纯度较高的无水β-乳糖供应,但一般情况是含70%无水β-乳糖和30%无水α-乳糖。α-乳糖也可能含少量的β-乳糖。

药典标准

见表I

 

I  乳糖的药典标准

测试项目

JP 2001

PhEur 2002

USPNF 20

鉴别

+

+

+

性状

+

溶液外观

+

+

+

比旋(无水物)

+54.4~+55.9o

+54.4~+55.9o

+54.4~+55.9o

微生物限度

100/g

100/g

100/g

酸碱度

+

+

+

干燥失重

无水物

一水合物

 

≤0.5%

≤0.5%

 

 

≤0.5%

≤1.0%

无水物

一水合物

 

≤1.0%

4.55.5

 

≤1.0%

4.55.5

 

≤1.0%

4.55.5

炽灼残渣

≤0.1%

0.1

≤0.1%

重金属

≤5 ppm

≤5 ppm

≤5 ppm

蛋白质和光吸收杂质

+

+

 

 

乳糖机械性能一览表

乳糖型号

压缩压力kN/cm2

抗张强度(kN/cm2

永久变形压力(kN/cm2

脆碎

指数

结合

指数

对比弹性

模量

无水乳糖

(EM 工业公司)

17.78

0.2577

52.1

0.0362

0.0049

5315

乳糖一水合物

 

19.10

0.2517

48.5

0.0883

0.0052

5155

乳糖一水合物

(EM 工业公司)

18.95

0.2987

37.0

0.0749

0.0081

1472

喷雾干燥乳糖

 

15.49

0.2368

54.3

0.1671

0.0044

5648

 

一般性质

    密度:

    α-乳糖一水合物为1.540

    无水β-乳糖为1.589

    松密度:0.62 g/cm3;

    轻敲密度:0.94 g/cm3;

    真密度:

    α-乳糖一水合物为1.552

    无水β-乳糖为1.552

    流动性:

    3.9 g/s    4.1 g/s

    吸水性:α-乳糖一水合物在空气中稳定,室温不受湿气影响。但无定型形式的乳糖则视其干燥的程度而定,可能会受到湿气影响而转变为一水合物。

    熔点:

        α-乳糖一水合物为201~202℃

        无水α-乳糖为223℃

        无水β-乳糖为252.2℃

    含水量:无水乳糖含水一般可达1% w/w。一水合乳糖约含结晶水5% w/w,一般是在4.5%~5.5% w/w。见表II和图1~3。

    等渗量:9.75% w/v水溶液与血清等渗。

   

乳糖的溶解度

溶剂

20的溶解度(除另有说明)

氯仿

乙醇

乙醚

几乎不溶

几乎不溶

几乎不溶

1:463

1:3.1440

1:2.0450

1:1.6860

1:1.0780

比旋 10 w/v 无定型乳糖的水溶液为+54.8 o+55.5o

    比旋 :10% w/v 一水合乳糖的水溶液为+52 o~+52.6o,乳糖有变旋性,当加入痕量氨时其瞬间平衡混合物含62%β-乳糖和38%α-乳糖。

    比表面积:

    正规乳糖为0.240.25 m2/g

    170目筛的乳糖为0.550.56 m2/g

稳定性和贮藏条件

    潮湿条件(80%和80%以上的相对湿度)下可能易染霉菌。随贮存时间延长,乳糖颜色可能变为棕色,湿热加速这种变化。不同的乳糖其纯度可能不同,因此对其颜色的评估很重要,尤其是用于白色片剂处方时,更是如此。各种乳糖的颜色稳定性各异。

    β-乳糖的饱和溶液在放置过程中,可能产生α-乳糖晶体沉淀。溶液也有变旋性。

    乳糖应在密闭容器,阴凉干燥处贮藏。

配伍禁忌

    乳糖与伯胺化合物可发生Maillard缩合反应,生成棕色产物。无定型乳糖比晶体乳糖更易发生这种反应。喷雾干燥乳糖含10%无定型物,也有变色倾向。这种“棕色反应”受碱催化,因此处方中的碱性润滑剂可使这种反应加速。没有胺类存在的情况下,乳糖也可能变为黄棕色,而喷雾干燥乳糖又是最不稳定的,可能是由于5-羟甲基-2-糠醛生成。

    乳糖与氨基酸、氨茶碱、苯丙胺和赖诺普利有配伍禁忌。

安全性

    乳糖作为口服胶囊剂和片剂的稀释剂广泛应用于药物制剂,也可用于静脉注射剂中。

乳糖的不良反应是其耐受性差,常见于肠道乳糖酶缺乏的人群。这种情况导致乳糖不能被消化,可出现腹腔痉挛、腹泻、腹胀和肠胃气胀等临床症状。对乳糖可耐受的个体中,小肠乳糖酶将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖,随之被小肠吸收。静脉注射给药的乳糖以原形排出体外。初生儿乳糖水平较高,但到儿童幼年迅速下降。在儿童幼年即48岁时,可能发生乳糖吸收不良(乳糖缺乏症),不同种族情况多有差异。

    乳糖非耐受性症状是由不被吸收乳糖的渗透压的影响引起的,使腔道内水和钠的水平升高。未吸收乳糖到达结肠时,会被结肠微生态菌群酵解,生成气体,引起下腹部胀痛。

乳糖酶耐受性试验,可通过测量血液葡萄糖浓度和呼气中氢气浓度进行检测。但试验要服用50 g剂量乳糖,人们对方法的实用性提出质疑。

    在两项研究中,约有1020%的乳糖非耐受个体,在服用35 g乳糖后出现不能耐受的症状。在其中的一项研究中,有75%受试者服用12 g乳糖(相当于250 ml牛奶)出现非耐受症状。在另一项研究中,13人中有8人,在服用20 g乳糖后出现腹泻,有9人在服用25 g乳糖后出现腹泻症状。

    低剂量乳糖所产生的不良反应也少,当与其他食物一同服用时,乳糖耐受性增强。事实上,有相当多的人对乳糖吸收不良,但通过与其他食物一同服用,仍能消化正常数量的乳糖,如牛奶中的乳糖,而不会有明显的不良反应产生。

    大多数成年人每天食用约25 g乳糖(500 ml牛奶),不会出现不良反应症状。即使有症状,通常也比较轻微,而且与服用剂量有关。大多数药物制剂中乳糖很少超过2g/天。不太可能发生由口服一般固体制剂中的乳糖引起的严重胃肠道症状的情况。尤其对从未被诊断为严重乳糖非耐受性的成年人,更是如此。鲜见由于对乳糖的非耐受性而在服用含乳糖的制剂后出现腹泻。

LD50(大鼠,腹腔注射):>10 g/kg

LD50(大鼠,口服):>10 g/kg

LD50(大鼠,皮下注射):>5 g/kg

操作注意事项

    遵守材料操作的环境和数量相适应的注意事项。避免产生过多粉尘及粉尘的吸入。

法规

    收载于FDA 《非活性组分指南》(静脉注射剂;口服胶囊剂和片剂)。英国许可用于胃肠道和非胃肠道制剂。

注释

    市场供应有不同级别、物性不同的乳糖,对不同制剂中各种乳糖的作用的比较已有很多研究的报道。

    一些供直接压片的复合辅料在市场上已有供应。

    乳糖有数种晶型,也存在无定型,热分析曲线很为复杂。差示扫描量热法(DSC)可用来对其组分进行有效的表征。例如,α-乳糖一水合物在120变为无水乳糖,α-乳糖一水合物的熔点为201202;而α-乳糖一水合物的热分析吸热峰出现在近150,峰值之所以有此不同,与原料颗粒大小有关。

    用做直接压片的乳糖和淀粉的复合加工产品市场已有供应。

    乳糖EINECS 号为200-559-2


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