способ получения дигидрокверцетина

Формула изобретения

Способ получения дигидрокверцетина, заключающийся в том, что измельченную до частиц размером 1-3 мм древесину лиственницы подвергают экстракции 10-25% водным раствором этилового спирта при кипячении в течение 1-2 ч при гидромодуле 10-15, затем экстракт фильтруют, концентрируют под вакуумом, охлаждают и смешивают с 4-кратным объемом 96%-ного этилового спирта, высаживая арабиногалактан, оставшийся раствор концентрируют до образования сухого остатка, который смешивают с 96%-ным этиловым спиртом в соотношении 1:50-70, добавляют активированный уголь и кипятят в течение 10-15 мин, раствор фильтруют через слой оксида алюминия и концентрируют под вакуумом с получением дигидрокверцетина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу переработки древесины лиственницы в ценные химические продукты, в частности к способу получения дигидрокверцетина формулы:

Дигидрокверцетин (ДКВ) обладает высокой биологической активностью и антиоксидантными свойствами, используется в химико-фармацевтической промышленности, медицине, парфюмерии и пищевой промышленности.

Известен способ выделения дигидрокверцетина из древесины лиственницы путем экстракции водой при нагревании, охлаждения, фильтрования и перемешивания водного экстракта в течение 2 ч с полиамидным порошком в соотношении 1:10, отфильтровывания и высушивания полиамидного порошка, экстрагирования дигидрокверцетина этилацетатом с полиамидным порошком и последующей кристаллизацией его из горячей воды (RU 2000797, опубл. 15.10.1993).

Недостатками способа являются: многостадийность процесса, длительность осуществления способа, а также использование дорогостоящего полиамидного сорбента.

Известен способ получения дигидрокверцетина путем предварительного удаления водорастворимых веществ в результате промывания опилок древесины лиственницы водой при обычной температуре с последующей экстракцией целевого продукта смесью вода-ацетон (1:4) при обычной температуре. Выпавший после отгонки ацетона из водной части экстракта осадок дигидрокверцетина перекристаллизовывают из горячей воды. Чистота получаемого дигидрокверцетина составляет 95-97%, выход 1,75-2,0% от массы абсолютно сухой древесины (RU 2038094, опубл. 27.06.1995).

Недостатками известного способа являются:

- длительность процесса,

- снижение выхода дигидрокверцетина из-за потерь при промывании опилок водой,

- огромный расход экстрагента.

Известен способ получения дигидрокверцетина, включающий экстракцию измельченной древесины хвойных пород при нагревании, фильтрование экстракта, его упаривание, извлечение целевого продукта, его кристаллизацию из горячей воды и сушку, отличающийся тем, что в качестве древесины хвойных пород используют лиственницу или дуглассовую пихту, экстракцию проводят этилацетатом в течение 1-5 ч при соотношении измельченной древесины лиственницы или дуглассовой пихты и этилацетата 1:(5-7), а извлечение целевого продукта из упаренного экстракта осуществляют гексаном или бензином при соотношении соответственно 1:(8-20), при этом процесс извлечения целевого продукта проводят при температуре 18-24°С в течение 15-40 мин и перемешивании, после чего гексан или бензин отгоняют. Чистота целевого продукта составляет 94-96%, выход дигидрокверцетина 0,9-1,0% от массы абсолютно сухой древесины (RU 2082425, опубл. 27.06.1997).

Недостатками известного способа являются: многостадийность процесса, а также большой расход органических реагентов.

Известен способ получения дигидрокверцетина из измельченной древесины лиственницы, включающий предварительную пропитку последней водой (при температуре 25-40°С), экстракцию этилацетатом (соотношение сырье:экстрагент 1:4), упаривание экстракта и обработку бензином (или гексаном) без нагревания для удаления смолы. Обессмоленный экстракт обрабатывают горячей водой (температура 95-98°С), фильтруют от примесей. При охлаждении из водного раствора выпадают кристаллы ДКВ. Чистота получаемого продукта составляет 90-95%, выход ДКВ от массы абсолютно сухой древесины 1% (RU 2158598, опубл. 10.11.2000).

Основными недостатками известного способа являются: сложность технологии и большой расход органических экстрагентов (бензина и этилацетата), а соответственно, и большой расход электроэнергии на их упаривание и нагревание при экстракции.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технологтческой сущности и назначению является способ получения дигидрокверцетина, заключающийся в том, что древесину лиственницы сибирской или даурской очищают от коры, раскалывают и сушат при 40-50°С до остаточной влажности 23-27%. Высушенную древесину измельчают и загружают в экстрактор. Из измельченной древесины лиственницы экстрагируют растворимые вещества водным раствором этилового спирта с содержанием органической части не менее 75%, преимущественно 75-85% (азеотропная смесь этиловый спирт-вода), при температуре 45-50°С при соотношении сырье:экстрагент 1:(7-10). Далее экстрагент отгоняют, а опилки с остатком экстрагента подают на пресс для дополнительного возврата спирта. Затем водную часть экстракта охлаждают до 20-25°С в течение 20-30 минут для удаления сопутствующих дигидрокверцетину смолообразных примесей. В обессмоленную водную часть экстракта (концентрат) добавляют метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) в соотношении 1:(0,3-0,45) и реэкстрагируют дигидрокверцетин при температуре 34-36°С в вакууме в течение 2-3 часов. Эфирную часть экстракта отделяют от водной части отстаиванием в течение 2-2,5 часов и подают на упаривание. После упаривания эфирной фракции к сухому остатку добавляют дистиллированную воду, нагревают водный раствор, содержащий дигидрокверцетин, до 50°С и кристаллизуют последний из горячей воды (RU 2330677, опубл. 10.08.2008).

Недостатками известного способа являются: сложность аппаратурного оформления, длительность процесса, использование легковоспламеняющегося метилтретбутилового эфира.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа за счет сокращения стадий процесса, повышение экологической безопасности способа. Кроме того, техническим результатом изобретения является выделение на промежуточной стадии ценного продукта - арабиногалактана.

Технический результат достигается предлагаемым способом, который характеризуется тем, что древесину лиственницы, измельченную до частиц размером от 1 до 3 мм, подвергают экстракции 10-25% водным раствором этилового спирта при кипячении в течение 1-2 часов при гидромодуле 10-15, экстракт фильтруют, концентрируют под вакуумом, охлаждают и смешивают с 4-5-кратным объемом этилового спирта, осаждая арабиногалактан, оставшийся раствор концентрируют до образования сухого остатка, который разбавляют этиловым спиртом при соотношении 1:50-70 соответственно, добавляют активированный уголь и кипятят в течение 10-15 минут, раствор фильтруют через слой оксида алюминия, концентрируют под вакуумом с последующим удалением растворителя и выделением дигидрокверцетина.

Дигидрокверцетин представляет собой порошок светло-желтого цвета. Выход дигидрокверцетина - 1,7-1,8% от массы абсолютно сухой древесины (а.с.д.), степень чистоты - 94-96%. Выход арабиногалактана - 15,4-19,3% от массы а.с.д.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что отличительными от прототипа признаками являются:

1. Сначала экстракцию древесины лиственницы осуществляют 10-25% водным раствором этилового спирта при температуре кипения смеси (77-78°С) и гидромодуле 10-15.

2. Полученный экстракт концентрируют под вакуумом, разбавляют этиловым спиртом и высаживают арабиногалактан.

3. Для извлечения дигидрокверцетина используют маточный раствор, остающийся после выделения арабиногалактана, который концентрируют до полного удаления растворителя, т.е. до сухого остатка. Затем его растворяют в 96%-ном этиловом спирте, добавляют активированный уголь и кипятят в течение 10-15 минут, затем фильтруют через слой оксида алюминия и, после удаления растворителя, выделяют дигидрокверцетин.

Способ получения дигидрокверцетина подтверждается конкретными примерами.

Пример 1. В колбу объемом 2 л, снабженную обратным холодильником, загружают 100 г древесины лиственницы, измельченной до частиц размером от 1 до 3 мм с влажностью до 5%, содержащей 2,0% дигидрокверцетина. Заливают 1,5 л 15% водного раствора этанола и кипятят на водяной бане в течение 2 ч. Затем раствор отделяют от опилок древесины фильтрованием и концентрируют под вакуумом на ротационном испарителе до 60-80 мл, разбавляют при перемешивании 300 мл этилового спирта. Выпавший в осадок арабиногалактан отделяют фильтрованием, промывают на фильтре 40-50 мл этанола и высушивают при комнатной температуре. Выход арабиногалактна составил 19,0% от массы абсолютно сухой древесины. Маточный раствор в объеме 400-430 мл, оставшийся после выделения арабиногалактана, концентрируют под вакуумом до полного удаления растворителя. Затем в колбу с сухим остатком добавляют 350-400 мл 96%-ного этанола, осветляющий активированный уголь и кипятят на водяной бане в течение 10 минут, отфильтровывают через фильтр, который на 10-15 мм заполнен оксидом алюминия. Полученный раствор концентрируют под вакуумом на ротационном испарителе до полного удаления этанола. После удаления растворителя получают дигидрокверцетин в виде рыхлого порошка светло-желтого цвета. Выход дигидрокверцетина составил 1,72 г (1,81%) или 90% от его содержания в абсолютно сухой древесине лиственницы. Степень чистоты дигидрокверцетина - 95%.

Пример 2. Процесс выделения дигидрокверцетина проводят аналогично примеру 1, отличие в том, что экстракцию древесины лиственницы проводят 10% водным раствором этанола. Выход дигидрокверцетина - 1,3% от массы а.с.д., выход арабиногалактана составил - 19,3%.

Пример 3. Выделение дигидрокверцетина проводят аналогично примеру 1, отличие в том, что экстракцию древесины лиственницы проводят 20% водным раствором этанола. Выход дигидрокверцетина - 1,74 г (1,83%) от массы а.с.д. Степень чистоты дигидрокверцетина - 94%. Выход арабиногалактана - 17,3%.

Пример 4. Выделение дигидрокверцетина проводят аналогично примеру 1, отличие в том, что экстракцию древесины лиственницы проводят 25% водным раствором этанола. Выход дигидрокверцетина - 1,73 г (1,82%) от массы а.с.д. Степень чистоты дигидрокверцетина - 94%. Выход арабиногалактана - 15,4%.

Проведение экстракции древесины лиственницы водными растворами, содержащими более 25% этанола, нецелесообразно, т.к. выход дигидрокверцетина при этом практически не увеличивается, в этом случае резко снижается выход второго по значимости продукта переработки древесины лиственницы - арабиногалактана.

Таким образом, в предлагаемом изобретении упрощен способ получения дигидрокверцетина за счет сокращения стадий процесса, повышена экологическая безопасность способа.