Способ выделения бетулинола

 

Изобретение относится к области химической переработки бересты (наружного слоя коры березы). Описывается способ выделения бетулинола (луп-20(29)-ен-3), 28-диола) с высокой массовой долей основного вещества экстракцией бересты высококипящим углеводородным растворителем (например, уайт-спиритом), отличающийся тем, что экстракт обрабатывают водным концентрированным раствором гидроокиси натрия, отделяют образовавшийся осадок натровых производных жирных и тритерпеновых кислот, таннидов, флавоноидов, а раствор охлаждают, отделяют выпавший осадок бетулинола и высушивают. Массовая доля основного вещества в бетулиноле увеличивается до 88-90% по сравнению с 76% без обработки экстракта щелочью. После однократной перекристаллизации из спиртов С₂-С₄ и их ацетатов получается бетулинол с массовой долей основного вещества 97-99,5%. С целью снижения энергетических затрат в качестве экстрагента используют уайт-спирит-маточник от предыдущей операции, а экстракцию при переработке влажной бересты ведут в режиме азеотропной сушки. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области химической переработки биомассы древесины березы и касается выделения из наружного слоя коры березы (бересты) бетулинола.

Бетулинол (луп-20(29)-ен-(3В,28-диол) (1) пентациклический тритерпеновый спирт C₃₀H₅₀O₂ лупанового ряда.

Бетулинол, его производные продукты химических превращений обладают биологической активностью, в частности, антисептическими, гастро- и гепатопротекторными свойствами, противоопухолевой активностью и представляют, благодаря доступности сырья (бересты) и простоте выделения, большой потенциальный интерес для химико-фармацевтической промышленности.

Общепринятым способом выделения батулинола из бересты является экстракция органическими растворителями с последующей перекристаллизацией экстрактивных веществ, основным компонентом которых и является бетулинол. В качестве экстрагента опробованы алифатические углеводороды и их хлорпроизводные бензол, спирты C₁-C₄ диэтиловый эфир, ацетон /1-3/. В принципе, все растворители, за исключением петролейного эфира, пригодны для этой цели.

Основательно процесс извлечения бетулинола из бересты изучен в работе /3/, где способ наиболее близок к предлагаемому. Показано, что при использовании углеводородного растворителя с температурой кипения 150-185^oC массовая доля бетулинола в экстрактивных веществах составляет 71%, а в осадке, полученном при охлаждении экстракта - 76%.

Для получения продукта с более высоким содержанием бетулинола осадок, полученный из углеводородного экстракта, с массовой долей бетулинола 76%, подвергали перекристаллизации из азеотропных смесей с водой изопропанола и 2-бутанола, получали бетулинол с массовой долей основного вещества 90-94%.

Целью изобретения является получение бетулинола с более высокой массовой долой основного вещества с меньшими энергетическими затратами.

Сущность способа заключается в том, что экстракцию ведут оборотным уайт-спиритом маточником (от предыдущей операции), экстракт обрабатывают щелочью, отделяют образовавшийся осадок от экстракта, охлаждают последний и выпавший при этом бетулинол отфильтровывают, высушивают и дополнительно перекристаллизовывают.

При перекристаллизации бетулинола в качестве растворителей используют азеотропные смеси этанол-вода, изопропанол-вода и насыщенную водой н-бутанол, изобутанол, 2-бутанол, этил-, пропил и бутилацетаты.

При переработке влажной бересты экстракцию ведут в режиме азеотропной сушки с удалением воды.

По предлагаемому способу экстракты, полученные из бересты, обрабатывают водным концентрированным раствором гидроокиси натрия, чтобы перевести присутствующие в экстрактивных веществах полифенолы (танниды, флавоноиды), жирные кислоты и тритерпеновые кислоты в натровые производные, нерастворимые в углеводородных, растворителях, и, тем самым, отделить их от бетулинола. Из отработанного щелочью экстракта сразу выкристаллизовывается бетулинол с массовой долей основного вещества 87-95%, а не 76%, как в прототипе /3/.

При перекристаллизации этого бетулинола получается бетулинол высокой чистоты - с массовой долей основного вещества 97,5-99,5%.

При переработке влажной бересты (до 33% отн.) непосредственно с потока фанерного производства экстракцию ведут в режиме азеотропной сушки с удалением воды для того, чтобы повысить температуру экстракции и, как следствие, растворяющую способность растворителя. Благодаря чему увеличивается, при прочих равных условиях, выход бетулинола. А экстракцию ведут не чистым углеводородным растворителем, за исключением первой операции, а маточником после отделения из охлажденного экстракта выкристаллизовавшегося бетулинола. Тем самым исключается операция регенерации растворителя из маточника и снижаются энергетические затраты.

Пример (контроль). 30 г измельченной бересты (фракция 5-15 мм) экстрагируют 360 мл уайт-спирита при температуре 150-155^oC в течение 2-х часов. Экстракт сливают с бересты, охлаждают, отделяют фильтрацией выпавшие экстрактивные вещества и высушивают. Выход 20,8% от абс. сухой бересты, массовая доля бетулинола 72,9%. В параллельном опыте: 20,0 и 76,3% соответственно.

Пример 1. 30 г измельченной бересты (фракция 5-15 мм) экстрагируют 2 часа 360 мл уайт-спирита маточника, после отделения бетулинола из охлажденного экстракта от предшествующего опыта. Горячий экстракт сливают с бересты и обрабатывают 4 мл 20%-ного раствора гидроокиси натрия. Образовавшийся осадок отделяют от горячего экстракта. Экстракт охлаждают до температуры окружающей среды, выпавший кристаллический осадок бетулинола отфильтровывают и высушивают. Выход 14,3% от абс.сух.бересты, массовая доля основного вещества 88,8%. В параллельном опыте: 13,3 и 89,1% соответственно.

В табл.1 приведены примеры по получению бетулинола по прописи примера 1 с обработкой щелочью, но в иных условиях экстракции (продолжительность, степень измельчения бересты и т.д.).

Из приведенных примеров видно, что выход бетулинола зависит от продолжительности экстракции, соотношения береста : экстрагент, но во всех случаях, независимо от степени извлечения экстрактивных веществ, при обработке экстракта щелочью по предлагаемому способу получается бетулинол с более высокой массовой долей основного вещества - 87-95%, вместо 73,0-76,0% в контрольном примере без обработки щелочью.

Для получения бетулинола высокой чистоты бетулинол, полученный экстракцией уайт-спиритом-маточником по предлагаемому способу, перекристаллизовывают из различных растворителей. Для перекристаллизации использовали смеси водорастворимых спиртов с водой азеотропного состава, соответствующего давлению, при котором производится отгонка растворителя при его регенерации и насыщенные водой растворители: бутанол-1, бутанол-2, изобутанол, этил-, пропил- и бутилацетаты. Результаты опытов по применению таких растворителей приведены в табл. 2. Использование азеотропных смесей не только повышает селективность кристаллизации, но и снижает энергозатраты на стадии регенерации растворителей.

Из табл. 2 видно, что при перекристаллизации получается бетулинол с высокой массовой долей основного вещества 97,5-99,5%.

Способ отработан в лабораторных условиях, реализация его не вызовет затруднений благодаря простоте технологических операций.

Источники информации 1. Pasich /Emulgatory z grupy t-го j Ferpenoidau c. 1. Ekstrakcja betuliny z kory brozoney Betula alba Z. za Pomoca trojchlozetilencu // Fannac polska - 1964 - Bd 20, N 23-24, - S. 911-914.

2. Jaaskelainen P. Betulinol and its utilization // Paperi ja Puu - Pap. och. Fra - 1981. - N 10. - P. 599-603.

3. Eckerman Ch. , Ekman R. Comparison of solvents for extraction and crystallisation of betulind arom bisch bark Waste // Paperi ja Puu. och Tra - 1985. - N 3. - P.100-106 (с протопипом).

4. Черняева Г. Н., Долгодворова С.Я. Степень Р.Д. Утилизация древесной биомассы. - Красноярск: ИЛ и Д СО АН СССР, 1987. - 166 с.

Формула изобретения

1. Способ выделения бетулинола из бересты экстракцией органическими растворителями, отличающийся тем, что экстракцию ведут оборотным уайт-спиритом-маточником (от предыдущей операции), экстракт обрабатывают щелочью, отделяют образовавшийся осадок от экстракта, охлаждают последний и выпавший при этом бетулинол отфильтровывают, высушивают и дополнительно перекристаллизовывают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при перекристаллизации бетулинола в качестве растворителей используют азеотропные смеси этанол-вода, изопропанол-вода и насыщенные водой н-бутанол, изобутанол, 2-бутанол, этил-, пропил- и бутилацетаты.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при переработке влажной бересты экстракцию ведут в режиме азеотропной сушки с удалением воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2