Способ получения аллобетулина

Способ получения аллобетулина

Реферат

Изобретение относится к лесохимической промышленности, а именно к химической переработке биомассы древесины березы, и касается получения из бересты (наружного слоя коры березы) аллобетулина.

Аллобетулин (19, 28-эпоксиолеанан-3-ол) (1)-пентациклический тритерпеноид олеананового ряда, С₃₀Н₅₀О₂ - ценное биологически активное вещество, обладающее выраженной противовирусной активностью.

Известен способ получения аллобетулина обработкой бетулинола муравьиной или уксусной кислотой в присутствии каталитического количества серной кислоты с последующим омылением формиата или ацильного производного аллобетулина гидроокисью калия [Chem. Ber., 1922, В.55, S. 2322; Barton D.H.R., Holness N.I. Triterpenoids. Part V. Some Relative Configuration in Rings C.D. and E. The Amirin and the Lupeol Group of Triterpenoids. / J. Chem. Soc., 1952, p.78-92].

Данный способ технически сложен и требует использования дорогостоящей 88%-ной муравьиной кислоты.

Известны одностадийные синтезы получения аллобетулина действием на бетулинол бромисто-водородной кислоты в хлороформе [Disehendorfen О., Monatshefte Chemie, 1923, В. 44, S. 23] или концентрированной соляной кислоты в этаноле [Errington S.G., Chisalberti E.L., Jefferies P.R. The Chemistry of the Euphorbiaceae. XXIV. Lup-20(29)-ene-3β, 16β, 28 triol from Beyeria brevifolia var. brevifolia. / Austr. J Chem., 1976,29 N 8, 1809-1814].

Существенные недостатки прямых способов получения аллобетулина:

- бромисто-водородная и хлористо-водородная кислоты - очень сильные кислоты, требующие оборудования из дорогостоящих материалов (фторопласта, никель-молибденового сплава, тантала);

- регенерация этих кислот из реакционной смеси чрезвычайно трудна;

- при изомеризации бетулинола в присутствии хлористо-водородной кислоты наряду с аллобетулином образуется побочный продукт с выходом примерно 20%.

Известен способ получения аллобетулина непосредственно из коры березы путем обработки сырья в растворе дихлорметана в присутствии FeCl₃, нанесенного на силикагель, при комнатной температуре. Выход аллобетулина составляет 11,9% [US 6280778, опубл. 02.11.1999].

Недостатком данного метода является низкий выход аллобетулина, сложность его выделения в присутствии гетерогенного катализатора в реакционной смеси, а также использование экологически опасного хлорсодержащего растворителя.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения аллобетулина изомеризацией бетулинола при нагревании в присутствии катализатора - ортофосфорной кислоты. По предлагаемому способу процесс ведут либо в растворе кислородсодержащих органических растворителей (диоксан, бутанол, изобутанол) с которыми ортофосфорная кислота образует гомогенный раствор (гомогенный катализ), либо в растворе ароматических и алифатических углеводородов (ксилолы, октан или технические смеси углеводородов с температурой кипения выше 110°С), с нанесенной на инертный носитель ортофосфорной кислотой (гетерогенный катализ). В качестве твердого инертного носителя для ортофосфорной кислоты используют активированный уголь, силикагель [RU 2174126, опубл. 05.06.2000].

Известный способ имеет следующие недостатки:

- необходимость предварительного выделения бетулина из коры березы (дополнительная стадия),

- при использовании в процессе изомеризации углеводородов гетерогенного катализатора - нанесенной на инертный носитель ортофосфорной кислоты - усложняется выделение получаемого аллобетулина.

Задачей изобретения является упрощение технологии и снижение затрат на производство аллобетулина.

Поставленная задача решается тем, что аллобетулин получают непосредственно из бересты коры березы путем совмещения стадий экстракции бетулинола из бересты гексаном и изомеризации бетулинола в аллобетулин в присутствии ортофосфорной кислоты.

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

- получение аллобетулина непосредственно из бересты коры березы, а не из бетулинола, что значительно сокращает число стадий и продолжительность процесса;

- использование углеводородного растворителя с более низкой температурой кипения при изомеризации бетулина в аллобетулин.

Благодаря данным отличительным признакам удалось значительно упростить технологию получения аллобетулина, уменьшить затраты на производство и повысить качество получаемого продукта.

Способ осуществляется следующим образом.

В аппарат Сокслета помещают измельченную бересту коры березы (размер частицы 1-3 мм), приливают гексан и ортофосфорную кислоту. Бересту кипятят в течение 10 часов на водяной бане с обратным холодильником в аппарате Сокслета. Затем гексан отгоняют, полученный белый порошок промывают холодной водой до нейтральной реакции и перекристаллизовывают из этанола. Выпадают белые игольчатые кристаллы с температурой плавления 260°С.

Структурная формула и состав полученного аллобетулина подтверждены методами ЯМР спектроскопии, а также элементного анализа (Табл.1).

Данные ¹Н-ЯМР(CDCl₃): 3,75 (d, J-SHz, 1H, 28-H), 3,49 (s, 1H, 19-H), 3,41 (d, J=8 Hz, 1H, 28H), 3,22 (m, 1-H, 3-H), 1,00-1,77 (комплекс СН₂, СН), 0,95, 0,91, 0,83, 0,79, 0,76 (все синглеты, 21 H, СН₃).

Таблица 1
Элементный состав полученного продукта, %	Теоретический состав аллобетулина [С30H50О2], %
С	Н	с	Н
82,64	10,87	81,45	11,31

Способ подтверждается конкретными примерами.

Пример 1. Измельченную бересту коры березы (12 г) помещают в аппарат Сокслета, приливают смесь гексана и ортофосфорной кислоты и кипятят в течение 10 часов. После охлаждения смеси выпадает осадок светло-серого цвета. После фильтрации, промывания и сушки получен порошок светло-кремового цвета. Полученный порошок перекристаллизовывали из смеси этанола и этилацетата. Масса выпавших кристаллов белого цвета составила 2,5 г. Выход аллобетулина от массы бересты составил 20%. Чистота продукта 95%.

Пример 2. Измельченную бересту (15 г) помещают в аппарат Сокслета и приливают 350 мл гексана. Бересту кипятят в течение 7 часов. Затем раствор охлаждают и добавляют ортофосфорную кислоту. Полученную смесь кипятят в течение 4 часов на водяной бане с обратным холодильником, затем охлаждают отфильтровывают осадок и высушивают. Далее осадок промывают водой и перекристаллизовывают из этанола. В результате выпадают белые игольчатые кристаллы. Выход аллобетулина от массы бересты составил 21,5%. Чистота продукта 93%.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно упростить технологию получения аллобетулина, уменьшить затраты на его производство и повысить качество получаемого продукта.

Способ получения аллобетулина, включающий изомеризацию бетулинола в аллобетулин в органическом растворителе в присутствии катализатора - неорганической кислоты, отличающийся тем, что выделение бетулинола из бересты березовой коры и его кислотную изомеризацию в аллобетулин проводят одновременно путем кипячения бересты в смеси гексана и ортофосфорной кислоты.