способ получения полипренолов

Формула изобретения

Способ получения полипренолов из древесной зелени пихты, включающий экстракцию высушенного и измельченного сырья сжиженной углекислотой с последующей очисткой целевого продукта, отличающийся тем, что экстракцию сырья проводят в два этапа: сначала измельченную до частиц не более 5 мм древесную зелень пихты экстрагируют сжиженной углекислотой в течение 3 ч в докритических условиях при температуре менее 31,1°С и давлении менее 72,5 атм с выводом компонентов пихтового масла, а затем на втором этапе отработанную древесную зелень экстрагируют сжиженной углекислотой в течение 2 ч в сверхкритических условиях при температуре выше 31,1°С и давлении выше 72,5 атм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения полипренолов, которые обладают биологической активностью [Григорьева Н.Я., Моисеенков P.M. Физиологическая активность полиизопреноидов. - Хим. фарм. журнал, 1998, №2, с.144-145]

Полипренолы представляют собой природную смесь олигомеров (изопренологов). Эта смесь ведет себя как одно вещество и разделима только на обращенно-фазовых сорбентах [Ibatak et al. Long-chain polyprenols in the family Pinaceal Phytochemistry 23, 1984, p.783-786]. Полипренолы содержатся в виде ацетатов в хвое деревьев ряда видов ботанического семейства сосновые [Ibatak et al. Long-chain polyprenols in the family Pinaceal Phytochemistry 23, 1984, p.783-786], которая является наиболее богатым источником их получения и в то же время отходом при заготовке древесины.

Известен способ выделения полипренолов из хвои хвойных растений, принадлежащих к роду "кипарис японский" или "пихта японская моми", заключающийся в экстракции хвои органическими растворителями, предпочтительно из ряда галогенуглеводородов, простых эфиров, сложных эфиров и кетонов с последующим выделением целевого продукта известными методами гидролиза, хроматографии, дробного растворения, дробного осаждения и молекулярной перегонки [заявка Японии №60-109536]. Недостатками этого способа являются использование хвои, отделенной от побегов, и неселективность процесса экстракции, при котором сразу извлекается весь комплекс растворимых веществ, что усложняет дальнейшее выделение и очистку полипренолов.

Наиболее близким к изобретению является способ получения смеси полипренолов последовательной экстракцией сжиженной углекислотой и углеводородным растворителем [патент РФ №2053992, МПК⁶ С 07 С 33/02, 29/00, опубл. 10.02.96, БИ №4], при этом ацетаты полипренолов выделяют из углеводородного экстракта известными методами гидролиза, хроматографии.

Недостатком данного способа является неселективность процесса

экстракции углеводородным растворителем, что усложняет дальнейшее выделение и очистку полипренолов. Углеводородный экстракт включает в себя, помимо ацетатов полипренолов, каротиноиды, флавоноиды, хлорофиллы, смоляные кислоты, воска, углеводороды и др.

Задачей изобретения является создание селективного способа получения полипренолов из древесной зелени пихты, совмещенного с селективным извлечением компонентов пихтового масла.

Технический результат заключается в селективном и достаточно полном извлечении целевого продукта из сырья и достигается тем, что из высушенной и измельченной древесной зелени пихты селективно удаляют экстракцией все эфиромасличные компоненты (монотерпены, дитерпены, борнилацетат и др.) в докритических условиях сжиженной углекислотой, затем экстрагируют ацетаты полипренолов углекислотой в сверхкритическом состоянии и из полученного экстракта выделяют полипренолы известными способами, включающими гидролиз и хроматографию.

Экстракцию в докритических условиях проводят при температуре менее 31,1°С и давлении менее 72,5 атм.

Экстракцию в сверхкритических условиях проводят при температуре выше 31,1°С и давлении выше 72,5 атм.

Экстракция углекислотой в сверхкритическом состоянии обеспечивает селективное и достаточно полное извлечение целевого продукта из сырья, тогда как рекомендуемые в патенте РФ №2053992 экстрагенты приводят к переходу в раствор большого количества сопутствующих веществ, таких как каротиноиды, хлорофилы, смоляные кислоты, воска, углеводороды и др.

Для получения полипренолов может быть использована древесная зелень наиболее распространенных в России видов пихт Abies sibirica Ledb. и Abits nephroiepis Maxim.

Способ с заявляемыми отличительными признаками при анализе патентной и научно-технической литературы не обнаружен.

Способ выделения полипренолов осуществляют следующим образом. Измельченную до частиц не более 5 мм и высушенную до влажности не более 20-25% древесную зелень пихты исчерпывающе экстрагируют жидким СО₂ при температуре 20-25°С и давлении 64±4 атм (достаточное время экстракции 3 ч) в проточном экстракторе. Из экстракта удаляют СО₂ и получают жидкий экстракт компонентов пихтового масла для бытовой химии (ТУ 10-04-06-87-87), не содержащий ацетатов полипренолов. Отработанную древесную зелень в этой же установке экстрагируют углекислотой в сверхкритическом состоянии (при температуре выше критической температуры 31,1°С и давлении выше критического давления 72,5) в течение 2 часов. После удаления углекислоты получают раствор концентрата ацетатов полипренолов, который гидролизуют кипячением в водно-этанольном растворе щелочи. Целевой продукт выделяют хроматографией неомыляемого остатка на силикагеле с использованием в качестве элюента смеси углеводородного растворителя и этилацетата (93:7 по объему). Выход полипренолов с чистотой 90-95% оставляет 0,6-0,7% от массы исходной древесной зелени.

Докритическая жидкая СО₂ экстрагирует только компоненты пихтового масла (монотерпены, борнилацетат), целевой продукт экстрагируется сверхкритической CO₂, а не углеводородным растворителем, использование которой в этих условиях позволяет избежать экстракции хлорофилла, смоляных кислот и других, более полярных сопутствующих компонентов древесной зелени, затрудняющих дальнейшую очистку полипренолов.

Продукт, получаемый в условиях заявляемого способа, имеет вид бледно-желтого подвижного масла, нерастворимого в воде, метаноле, смешивающегося с гексаном, ацетоном и другими органическими растворителями.

Пример 1. Высушенную и измельченную до частиц не более 5 мм древесную зелень пихты сибирской (25 кг) экстрагируют в проточном экстракторе сжиженной углекислотой при температуре 20°С и давлении 64 атм в течение 3 ч (докритическое состояние). После отделения экстракта отработанную древесную зелень, не извлекая из экстрактора, дополнительно экстрагируют сжиженной углекислотой при температуре 35°С и давлении 80 атм в течение 2 ч (сверхкритическое состояние). К полученному веществу (15,8 г) добавляют 200 мл 15%-ного спиртового раствора гидроокиси натрия и 20 мл дистиллированной воды. После нагревания смеси в течение 1 ч при ее легком кипении (70-80°С) ее охлаждают до комнатной температуры, разбавляют 0,3 л дистиллированной воды и добавляют 200 мл смеси петролейного эфира и этилацетата (1:1). После тщательного перемешивания и расслаивания нижний водно-щелочной слой сливают. Верхний слой промывают дистиллированной водой (100 мл), сушат безводным сульфатом натрия и упаривают досуха. Полученный экстракт (9,3 г) хроматографируют на 0,5 кг силикагеля марки КСК (зернистость 0.14-0.30 мм), элюируя последовательно смесями петролейного эфира с этилацетатом 98:2 и 93:7. Целевой продукт получают упариванием досуха второго элюата. Выход 8,2 г (0,6% от массы исходной древесной зелени). Чистота продукта не менее 95% по спектру протонного магнитного резонанса (ПМР).

Пример 2. Все операции проводят, как в примере 1, но с использованием гексана вместо петролейного эфира. Выход продукта 8,0 г. Чистота не менее 95% по спектру ПМР.

Продукт, получаемый по примеру 1 и 2, имеет вид бледно-желтого подвижного масла, спектр ПМР которого (в растворе CDCL) полностью соответствует литературному, а на хроматограмме ВЭЖХ находится типичный для полипренолов набор пиков, отвечающих отдельным изопренологам от С50 до С 100 с относительным содержанием, следы, 0.1, 0.5, 1.1, 2.9, 13.2, 38.2, 26.9, 68, 1, 2, 0.5 и 0,2 соответственно. Условия анализа методом ВЭЖХ: микроколоночный жидкостный хроматограф "Милихром", колонка 6,3×0,2 см, заполненная сорбентом Nucleosil С-18100-5, элюент - смесь метанола и гексана (7:3), УФ-детекция.

Таким образом, предлагаемый способ получения полипренолов позволяет селективно, с высоким выходом и чистотой получать полипрены, которые могут быть использованы для синтеза долихолов - важных клеточных биорегуляторов животных и человека.