Способ получения концентрата экдистероидов и экдистерона из растительного сырья

 

Изобретение относится к способу выделения биологически активных веществ из растительного сырья. Из свежесобранных листьев растения рода Rhaponticum выжимают сок. Его фильтруют и фильтрат концентрируют. К полученному концентрату добавляют равное по объему количество этилацетата, размешивают и отделяют раствор малополярных примесей в этилацетате. Из очищенного таким образом концентрата извлекают экдистерон путем экстракции этилацетатом. Экстракт концентрируют упариванием, охлаждают и фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона. Изобретение позволяет использовать более доступное сырье, упростить процесс и снизить расход реагентов.

Изобретение относится к способам выделения биологически активных веществ из растительного сырья, в частности способам выделения фитоэкдистероидов, а именно экдистерона β -экдизона). Экдистерон является гормоном линьки насекомых, используется в медицине и сельском хозяйстве.

Известен способ получения экдистероидов из растения Rhaponticum carthamoides [Балтаев У.А., Абубакиров У.А. - "Химия природных соединений", 1987, с. 681], согласно которому выделение экдистерона ведут из корней с корневищами Rhaponticum carthamoides, экстракцией метанолом с последующим концентрированием, разбавлением водой, извлечением гидрофобных веществ гексаном, экстракцией бутанолом экдистерона с дальнейшим разделением на колонке с силикагелем в системе растворителей хлороформ-метанол. Недостатком этого метода является невысокий выход экдистерона (0.066%), многостадийность, использование значительных объемов органических растворителей Согласно другому способу получения экдистероидов из тонко измельченных (менее 0.25 мм) корневищ с корнями растения Rhaponticum carthamoides [патент Российской Федерации N 2112540, А 61 K 35/78, 1998] экстрагируют 70%-ным этанолом, из первичного экстракта удаляют сопутствующие вещества рядом последовательных жидкофазных экстракций, полученный продукт очищают колоночной адсорбционной хроматографией на оксиде алюминия с последующей его кристаллизацией. Недостатками указанного способа являются длительная сушка сырья, использование значительных объемов этанола на первой стадии экстракции, больших объемов органических растворителей в последующих жидкостно-жидкостных экстракциях, многостадийность и длительность процесса.

Существенным недостатком обоих способов является использование корней в качестве сырья для получения экдистерона, что приводит к уничтожению дикорастущих видов растений Rhaponticum или требует интродукции (что не всегда возможно) с ежегодным посевом.

Известны также способы получения экдистерона из растения рода Serratula. Согласно одному из них [Холодова Ю.Д., Балтаев У., Воловенко В.О. и др. Фитоэкдистероиды Serratula xerathomoides. -Химия природных соединений", 1979, с. 171], согласно которому выделение экдистерона из воздушно сухих соцветий Serratula xerathomoides производят путем их измельчения с последующей экстракцией из них метанолом. Полученный экстракт упаривают, разбавляют водой, многократно экстрагируют гексаном, проводят дополнительную отгонку метанола, экстракцию бутанолом, его упаривание, элюирование хлороформ-метанолом на колонке с окисью алюминия. Недостатком этого метода является использование лишь соцветий растения, использование метанола при экстракции, а также многостадийность и большая продолжительность процесса (десять операций на 115 часов).

Согласно другому способу [авторское свидетельство СССР N 1146050, А 61 К 35/78, 1985] первичную экстракцию сырья проводят метанолом с одновременным упариванием в экстракторе вакуум-циркуляционной установки, с последующим удалением сопутствующих веществ жидкостной экстракцией и очисткой продукта жидкостно-адсорбционной колоночной хроматографией на оксиде алюминия. Способ включает девять последовательных операций: три экстракции, три выпарки, одну операцию фильтрования, одну операцию растворения и колоночную адсорбционную хроматографию. Время осуществления способа 66 - 70 часов. Недостатками указанного способа являются использование операций жидкостно-жидкостной экстракции, которые требуют многократности их повторения и минимум трехкратного объема экстрагента к экстрагируемому объему на каждой операции экстракции, длительность, трудоемкость и многостадийность процесса, а также значительная энергоемкость способа вследствие трех операций выпарки и длительности работы вакуумно-циркуляционной установки.

Согласно способу, описанному в [патенте Российской Федерация N 2063763, А 61 К 35/78, 1996], для получения экдистерона надземную часть растения рода Serratula измельчают и экстрагируют водой при температуре не выше 100^oC в течение 1 часа. Полученный экстракт пропускают через слой твердого гидрофобного сорбента, например активированного угля, диасорба, полисорба, осуществляя одновременно разделение сопутствующих веществ и конечного продукта и его очистку. Затем конечный продукт экстрагируют с сорбента органическим растворителем. Недостатком этого метода является использование больших объемов органических растворителей, а также дистилированной воды. В типовом примере описания изобретения для получения 1 г экдистерона расходуется 8 л дистилированной воды, 4 л 20% этилового спирта (которое не регенирируется), 8 л смеси этилацетат-этанол 1:1, 200 г активированного угля.

Целью предлагаемого изобретения является использование более доступного исходного сырья - надземной части растения Rhaponticum carthamoides вместо корней, упрощение способа, повышение производительности процесса, а также снижение удельного расхода органических растворителей и энергозатрат.

Отличительным признаком предлагаемого способа, позволяющим решить поставленные задачи, является использование более доступного сырья, отказ от первичной экстракции целевого продукта из растительного сырья с помощью органических растворителей или воды, предварительная очистка концентрата от малополярных примесей. Вместо экстракции применяют выжимание сока с последующей фильтрацией, что позволяет сразу получить концентрат суммы экдистероидов. Такой прием существенно упрощает процесс выделения экдистероидов. Исключается также длительный процесс сушки растительного сырья, что значительно упрощает способ, увеличивает производительность процесса, сокращает энергозатраты, уменьшает расход органических растворителей и трудоемкость способа и, как следствие, значительно удешевляет весь процесс. С момента сбора до получения конечного продукта процесс занимает всего тридцать пять минут, что позволяет использовать метод для крупнотоннажного производства.

Способ осуществляется следующим образом.

Из надземной части растения рода Rhaponticum carthamoides в день сбора или на следующий день выжимается сок (с помощью соковыжималки, пресса или других устройств), который фильтруют, и фильтрат (коричневого цвета) концентрируют до 0.25 первоначального объема концентрата путем упаривания, вымораживания воды с отделением льда или другим приемом. К полученному концентрату добавляют равное по объему количество этилацетата, размешивают 15-30 сек и отделяют раствор малополярных примесей в этилацетате. Из очищенного таким образом концентрата целевой продукт экстрагируют 3-кратным объемом этилацетата, отделяют экстракт этилацетата, экстракт упаривают до 0.25 его объема, охлаждают и фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Из 1 кг надземной части растения Rhaponticum carthamoides в день сбора выжимают сок (0.65 л), который фильтруют, и полученный фильтрат коричневого цвета концентрируют до 0.16 л. К оставшемуся концентрату добавляют 0.16 л этилацетата, размешивают 15-30 сек и отделяют органический слой с растворенными малополярными примесями. Из очищенного таким образом концентрата извлекают экдистерон экстракцией этилацетатом (0.3 л х 3), экстракты объединяют, упаривают при температуре 40-65^oC до объема 160 мл, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона. Выход продукта 0.164 г, что составляет 0.02% от влажных листьев или 0.12% в пересчете на воздушно сухие листья (из 1 кг свежих листьев после сушки получено 0.140 кг сухих листьев), т. пл. 244-245^oC (этилацетат:метанол - 9:1), содержание основного вещества 98% (данные ВЭЖХ).

Пример 2. Из 1 кг надземной части растения Rhaponticum carthamoides в день сбора выжимают сок (0.65 л), который фильтруют и полученный фильтрат коричневого цвета концентрируют до 0.17 л путем частичного вымораживания воды и отделения льда. К оставшемуся концентрату добавляют 0.17 л этилацетата, размешивают 15-30 сек и отделяют органический слой с растворенными малополярными примесями. Из очищенного таким образом концентрата экстрагируют этилацетатом (0.3 л х 3), экстракты объединяют, упаривают при температуре 40-65^oC до объема 165 мл, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона. Выход продукта 0.152 г, что составляет 0.015% от влажных листьев или 0.11% в пересчете на воздушно сухие листья (из 1 кг свежих листьев после сушки получено 0.140 кг сухих листьев), т. пл. 244-245^oC (этилацетат: метанол - 9: 1), содержание основного вещества 98% (данные ВЭЖХ).

Формула изобретения

Способ получения концентрата экдистероидов и экдистерона из растительного сырья, включающий экстракцию органическим растворителем, отличающийся тем, что в качестве сырья для экстракции используют выжатый из свежесобранных листьев растений рода Rhaponticum сок, который фильтруют, концентрируют, полученный концентрат очищают от малополярных примесей обработкой равным по объему количеством этилацетата, из очищенного таким образом концентрата экстрагируют этилацетатом экдистерон, из полученного экстракта частично отгоняют растворитель, сконцентрированный экстракт охлаждают и фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона.