способ выделения бетулинола

Формула изобретения

1. Способ выделения бетулинола, включающий экстракцию измельченной бересты алифатическими углеводородами, отличающийся тем, что экстракцию проводят гексаном в течение 3-5 ч, по окончании экстракт обрабатывают равным объемом воды, затем водный слой отделяют, фильтруют осадок, выпавший из гексана, и затем удаляют гексан полностью.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют измельченную бересту фракции 0,5-5,0 мм.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что удаленный гексан используют повторно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам выделения биологически активных веществ из отходов древесины, а именно к способу выделения бетулинола из наружного слоя коры березы (бересты).

Бетулинол - пентациклический тритерпеновый спирт лупанового ряда (С₃₀Н₅₀О₂), белый кристаллический порошок, температура плавления 251-252^oС, нерастворим в воде, ограниченно растворим в хлороформе, четыреххлористом углероде, гексане, этаноле, изопропаноле. Бетулинол применяется в фармацевтической, парфюмерной и в пищевой промышленности как противовоспалительное средство и антиоксидант, а также как сырье для синтеза гликозидов и бетулиновой кислоты.

Известен способ получения бетулинола из бересты березы, включающий ее активацию при температуре 180-260^oС, давлении 2-5 МПа в течение 60-300 секунд одновременно со щелочным гидролизом, с последующим кипячением в этаноле в течение 2-5 минут. После фильтрации спирт отгоняют, выпавший осадок промывают и сушат (Патент РФ 2074876). Недостаток этого способа - завышенный выход бетулина 34%, что значительно выше содержания бетулина в коре различных видов берез. Общее содержание бетулинола в коре березы 10-30% от массы абсолютно сухого сырья и зависит от места и условий произрастания (Jaaskelainen P. Betulinol and its utilization /Paperi ja Puu - Pap. Och. Fra - 1981. - #10 - P. 599-603).

Описан способ получения бетулина, предусматривающий экстракцию 90-95% этиловым спиртом при температуре 70-75^oС, в присутствии активированного угля (Патент РФ 2172178). Известен способ получения бетулинола путем экстракции изопропиловым спиртом, предварительно измельченной в водно-щелочной среде березовой коры (АС СССР 382657). Есть способ получения бетулинола (Патент РФ 2138508) экстракцией коры березы уайт-спиритом в течение 2 часов при температуре 155^oС, с последующей обработкой экстракта водным концентрированием раствором гидроокси натрия, для отделения выпавших в осадок натровых производных жирных и тритерпеновых кислот. Выход составил 14% с чистотой основного вещества 87-88%. Для получения бетулинола высокой чистоты выпавший осадок подвергали перекристаллизации из различных растворителей. Недостатками этих способов является недостаточно высокий выход выделяемого продукта и невысокое содержание бетулинола.

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату способ выделения бетунола описан в работе (Eckerman Ch., Ekman R. Comparison of solvents for extraction and crystallisation of betulind arom bisch bark Waste / Paperi ja Puu. Och Tra - 1985. #3 - P. 100-106). Он предусматривает выделения бетунола из бересты путем экстракции органическими растворителями с последующей перекристаллизацией экстрактивных веществ, основным из которых является бетунол. В качестве экстрагентов опробованы простейшие спирты, диэтиловый эфир, ацетон, алифатические углеводороды и их хлорпроизводные. В частности, использован растворитель LIAV-200, представляющий собой смесь алифатических углеводородов с Ткип. 163^oС, экстракцию им проводят 8 часов, после удаления растворителя получают сухой экстракт, содержащий 71% бетулинола. После кристаллизации продукт содержит 76% бетулинола. Недостаток способа - невысокое содержание бетулинола, длительный процесс экстракции.

Задача изобретения - получить чистый бетулинол без дополнительной очистки, сократить время экстракции.

Поставленная задача решается предлагаемым способом выделения бетулинола, включающим экстракцию измельченной бересты алифатическими углеводородами. При этом в качестве алифатического углеводорода используют гексан, экстракцию проводят 3-5 часов, по окончании которой экстракт обрабатывают равным объемом воды. Водный слой отделяют, а выпавший из гексана осадок отфильтровывают. Гексан удаляют полностью и используют его повторно. Для экстракции используют бересту фракции 0,5-5,0 мм.

Предлагаемый способ заключается в подготовке бересты к экстракции с помощью механического измельчения на роторной ножевой мельнице и последующей экстракции гексаном в приборе Сокслета в течение 3-5 часов.

Полученный экстракт промывают дистиллированной водой, после расслаивания выпадает кристаллический осадок, содержащий 92-97% бетулинола. Затем воду отделяют от экстракта. Осадок отфильтровывают и высушивают. Выход этого продукта 5-8% от массы воздушно-сухой бересты, взятой для экстракции (I стадия).

Далее экстракт упаривают, при этом выпадает осадок тритерпеновых соединений, основным из которых является бетулинол, а полученный растворитель возвращают для проведения следующего процесса экстракции. Образовавшийся осадок промывают водой и высушивают. Выход составил 15-20% от массы экстрагируемого продукта с содержанием основного вещества 60-70% (II стадия).

В предлагаемом способе удалось за счет выбора растворителя (гексан) и условий выделения (осаждения водой) без дополнительной очистки получить продукт, содержащий 92-97% бетулинола, при сокращении времени экстракции.

Таким образом, предлагаемый способ является новым и позволяет получить неочевидный технический результат.

Фиг.1 - хроматограмма продукта, полученного при осаждении водой (I стадия).

Фиг.2 - хроматограмма смеси тритерпеновых соединений (II стадия).

Пример 1. 100 грамм измельченной бересты (фракция 0,5-5,0 мм) загружают в экстракционный патрон прибора Сокслета, а в приемную колбу, помещенную на водяную баню, наливают 1 литр гексана. Экстракцию ведут в течение 4 часов. Экстракт обрабатывают одним литром дистиллированной воды. При расслаивании выпадает белый кристаллический осадок. Затем отделяют воду от экстракта. Осадок отфильтровывают и высушивают. Выход продукта составляет 8 грамм с содержанием бетулинола 97% (фиг.1).

Затем экстракт упаривают на ротационном вакуумном испарителе, при этом выпадает осадок тритерпеновых соединений, основным из которых является бетулинол (65%) (фиг. 2), а полученный растворитель возвращают для проведения следующего процесса экстракции. Выпавший осадок тритерпеновых соединений отфильтровывают, промывают и высушивают. Выход составил 20 грамм.

Известно, что на фармакологическое действие препаратов из коры березы оказывают влияние тритерпеновые соединения в совокупности, а их взаимосвязь между действием и химическим составом препаратов изучена недостаточно. Поэтому вторая стадия получения сухого экстракта бересты, дающая продукт, представляющий собой смесь тритерпеновых соединений, не менее важна, чем первая.

Максимальная степень извлечения достигается предварительным измельчением бересты и использованием прибора Сокслета, экстракция в котором, в течение всего процесса, осуществляется чистым растворителем. Окончание процесса экстракции определяли хроматографическим методом.

Приводим сравнение результатов предлагаемого способа и известного (табл. 1).

Газохроматографический метод количественного определения бетулинола и тритерпеновых соединений в экстракте подтверждает многокомпонентность исследуемого продукта. Было идентифицировано три основных компонента: бетулинол, лупеол и метиловый эфир бетулиновой кислоты. Количественный расчет концентрации компонентов произведен программой МультиХром для Windows (фиг.1 и 2).

В табл. 2 приведены результаты, полученные при экстракции бересты описанным способом, с получением чистого бетулинола и суммарного количества тритерпеновых соединений в зависимости от времени экстракции и степени измельчения бересты. Как видно из табл.1, процесс экстракции практически заканчивается через 4 часа, при этом выход чистого бетулинола (I стадия) и суммарного количества тритерпеновых соединений (II стадия) составил 28%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить с достаточно высоким выходом чистый бетулинол, пригодный для проведения реакций образования гликозидов и бетулиновой кислоты, и увеличить полноту извлечения суммарного количества тритерпеновых соединений, основным компонентом которых является бетулинол, сократить время экстракции.