Способ и устройство для получения композиций, обогащенных эписезамином

Способ и устройство для получения композиций, обогащенных эписезамином

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к способу и устройству для получения композиций, обогащенных эписезамином, которые содержат эписезамин в концентрациях более 50 мас.%, конкретнее данное изобретение относится к способу и устройству для получения композиций, обогащенных эписезамином, которые содержат эписезамин в количествах более 50 мас.%, предпочтительно 60 мас.% и выше, более предпочтительно 70 мас.% и выше, эпимеризуя сезамин или сезаминсодержащую композицию таким образом, что в результате эпимеризации сезамина получают смесь, обогащенную эписезамином, сезамин- и эписезаминсодержащую смесь, и затем осуществляют перекристаллизацию эпимеризованной смеси эписезамина и сезамина.

Уровень техники

Эписезамин является стериоизомером сезамина. Более точно сезамин представляет собой оптически активное соединение, имеющее структуру, представленную формулой I:

[Формула 1]

а эписезамин, изомер сезамина, представляет собой оптически активное соединение, имеющее структуру, представленную формулой II:

[Формула 2]

Совершенно очевидно, что из двух формул сезамин обладает симметричной структурой на плоскости, а эписезамин, напротив, обладает асимметричной структурой.

Сезамин является одним из основных соединений-лигнанов кунжута и содержится в семенах кунжута в количествах 0,1-0,5%. В противоположность, эписезамин не встречается в природе в семенах кунжута, но при получении кунжутного масла прессованием на стадии рафинирования при получении масла для салата большей чистоты и подобных сезамин подвергается эпимеризации с образованием эписезамина в качестве побочного продукта (ссылка на непатентную литературу 1), и, как известно, сезамины, выделяемые из рафинированного кунжутного масла, содержат сезамин и эписезамин в соотношении приблизительно 1:1 по весу (ссылка на непатентную литературу 2).

Эксперименты со смесями сезамина и эписезамина (при приблизительно 1:1) выявили различные физиологические активности сезаминов, включая, например, ингибирующее действие для Δ5-сатураз (ссылки на непатентную литературу 3 и 4, а также ссылка на патент 1), антиоксидантное действие для липидов (ссылки на патент 2 и 3), антигипертензивное действие (ссылка на патент 4), действие, направленное на улучшение функций печени (ссылка на патент 5), действие, направленное на выведение активного кислорода (ссылка на патент 6), действие, направленное на снижение холестерина в крови и/или гипохолестеринемическое действие (ссылки на патенты 7 и 8), действие in vivo стабилизации высокомолекулярных ненасыщенных жирных кислот (ссылка на патент 9) и действие, направленное на предотвращение заболеваний, обусловленных алкогольной зависимостью (ссылка на патент 10).

Недавние исследования также выявили различия в физиологических активностях сезамина и эписезамина. Например, было показано, что при пероральном введении крысам смесей сезамина и эписезамина (приблизительно 1:1) локализация in vivo такова, что поступление эписезамина в органы, по крайней мере, вдвое интенсивнее, чем сезамина (ссылка на непатентную литературу 5). В дополнение в экспериментах, в которых крысам перорально вводили отдельно сезамин и эписезамин, были получены результаты, показывающие, что эписезамин заметно увеличивает экспрессию гена и ферментативную активность ферментов β-окисления в печени по сравнению с сезамином и что не существует разницы активностей сезамина и эписезамина в отношении ингибирования синтазы жирных кислот (ссылка на непатентную литературу 6). Эти данные недавно были представлены в виде нескольких работ, касающихся полезных свойств эписезамина.

В настоящее время предложенные способы производства лигнана кунжута включают экстракцию кунжутного масла органическими растворителями, такими как спирт (например, метанол), ацетон, петролейный эфир и ацетонитрил, или смесями данных растворителей с водой, а также молекулярную дистилляцию кунжутного масла (ссылка на непатентную литературу 11).

[Ссылка на патент 1] официальный бюллетень JP 3-27319 A

[Ссылка на патент 2] официальный бюллетень JP 5-051388 A

[Ссылка на патент 3] официальный бюллетень JP 2001-139579 A

[Ссылка на патент 4] официальный бюллетень JP 8-268887 A

[Ссылка на патент 5] официальный бюллетень JP 4-099331 A

[Ссылка на патент 6] официальный бюллетень JP 6-227977 A

[Ссылка на патент 7] официальный бюллетень патента Японии № 3001589

[Ссылка на патент 8] официальный бюллетень JP 4-159221 A

[Ссылка на патент 9] официальный бюллетень JP 11-269456 A

[Ссылка на патент 10] официальный бюллетень патента Японии № 3124062

[Ссылка на патент 11] официальный бюллетень JP 10-120695 A

[Ссылка на непатентную литературу 1] Namiki et al., “Goma - Sono Kagaku to Kinousei (Sesame - Its Science and Functions)”, Maruzen Planet Co., Ltd. (1998)

[Ссылка на непатентную литературу 2] Fukuda, Y. et al., J. Am. Oil Chem. Soc., 63, 1027-1031 (1986)

[Ссылка на непатентную литературу 3] S. Shimizu et al., J. Am. Oil Chem. Soc., 66, 237-241 (1989)

[Ссылка на непатентную литературу 4] S. Shimizu et al., Lipid, 26, 512 (1991)

[Ссылка на непатентную литературу 5] Sawada, R. et al., Lipids, 34, 633 (1999)

[Ссылка на непатентную литературу 6] Kushiro, M. et al., J. Nutr. Biochem., 13, 289-295 (2002)

Как описано выше, стало известно, что эписезамин обладает полезными свойствами. В настоящее время среди методов, полезных для получения композиций, обогащенных эписезамином, которые содержат эписезамин в концентрациях более 50 мас.%, известен способ его выделения из эписезаминсодержащих смесей, например, колоночная хроматография. Однако данные способы предполагают сложные технологические операции, и, более того, они обеспечивают получение лишь небольших количеств композиции одновременно и отличаются низкой эффективностью. Поэтому существует необходимость создания способа получения и устройства, которые являются более удобными и отличаются большим выходом.

Объектом настоящего изобретения является способ и устройство, которые обеспечивают превращение сезамина в эписезамин посредством эпимеризации и затем перекристаллизацию сезамин- и эписезаминсодержащей смеси, при помощи которых возможно удобное получение и с высоким выходом композиции, которая содержит эписезамин, доля которого по отношению к суммарному весу сезамина и эписезамина составляет более 50 мас.%, предпочтительно 60 мас.% и более, более предпочтительно 70 мас.% и более.

В результате интенсивных исследований, проводимых для достижения заявленного выше объекта, авторы настоящего изобретения обнаружили, что сезамин и эписезамин обладают различными растворимостями в конкретных определенных маслах или жирах. Используя данную разницу в растворимостях, авторы настоящего изобретения исследовали способ перекристаллизации в определенных маслах или жирах и обнаружили, что возможно выделение эписезамина из смеси сезамина и эписезамина, обладающих подобными структурами. Таким образом, авторы настоящего изобретения разработали способ, включающий стадии растворения смеси, содержащей сезамин и эписезамин (которая далее в описании будет обозначаться как смесь сезамин/эписезамин), при нагревании в масле или жире и затем перекристаллизации из раствора таким образом, чтобы кристаллизация эписезамина проходила селективно, и при помощи которого удобно и с высоким выходом возможно получение композиции, содержание эписезамина в которой составляет более 50 мас.%, предпочтительно 60 мас.% и более, более предпочтительно 70 мас.% и более. Это обеспечивает реализацию настоящего изобретения.

Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что возможно использование способа эпимеризации сезамина обработкой кислотным катализатором для промышленного получения композиций, обогащенных эписезамином. Соответственно, эпимеризацию обработкой данным кислотным катализатором объединили со способом перекристаллизации в определенном масле или жире, что дало возможность авторам настоящего изобретения достигнуть реализации настоящего изобретения, согласно которому получают смесь сезамин/эписезамин, обладающую повышенным содержанием эписезамина.

Более кратко для разработки способа, а также устройства, используемого для осуществления способа, при помощи которого возможно и с высоким выходом удобное получение композиций, содержащих эписезамин в концентрациях более 50 мас.%, предпочтительно 60 мас.% и более, более предпочтительно 70 мас.% и более, авторы настоящего изобретения приняли следующий подход (1) и (2). Это обеспечивает реализацию настоящего изобретения. (1) Стадия обработки кислотным катализатором сезамина или композиции, содержащей сезамин (включая смесь сезамин/эписезамин), для осуществления эпимеризации сезамина и стадия селективной кристаллизации эписезамина из полученной смеси, содержащей как сезамин, так и эписезамин (который далее в описании обозначается как смесь сезамин/эписезамин), посредством перекристаллизации объединили для получения композиции, которая содержит эписезамин в высокой концентрации. (2) Смесь сезамин/эписезамин используют в качестве сырья, для которого не проводят обработку кислотным катализатором, а просто проводят перекристаллизацию в масле или жире для получения смеси сезамин/эписезамин, содержащей эписезамин в концентрации более 50 мас.%. Смесь сезамин/эписезамин, которую также использовали в качестве сырья в данном способе, может быть получена эпимеризацией сезамина обработкой кислотным катализатором; соответствующие смеси сезамин/эписезамин также включают полученные другими способами, такими как соответствующее рафинирование и экстракция.

В дополнение авторы настоящего изобретения разработали устройство, включающее блок изомеризации, в котором происходит эпимеризация сезамина обработкой кислотным катализатором либо его непосредственно, либо сезамина, входящего в состав сезаминсодержащей композиции; блок кристаллизации, в котором происходит перекристаллизация смеси сезамин/эписезамин с использованием масла или жира, и линия подачи жидкости, соединяющая блок изомеризации и блок кристаллизации; более конкретно авторы настоящего изобретения разработали устройство, включающее реактор (смеситель) для смешения сезаминсодержащего масла или жира с кислотным катализатором для проведения реакции изомеризации, кристаллизатор для проведения перекристаллизации и трубопровод для подачи реакционного раствора из реактора в резервуар для кристаллизации, при необходимости трубопровод для подачи жидкости оснащен устройством фильтрации. Авторы настоящего изобретения доказали, что с использованием устройств по изобретению из сезаминсодержащего масла или жира удобно и возможно получение смеси сезамин/эписезамин с высоким выходом, содержащей эписезамин в высокой концентрации.

По настоящему изобретению возможно удобное и с высоким выходом осуществление промышленного производства композиций, содержащих эписезамин в концентрациях более 50 мас.%, с использованием в качестве сырья сезамина или сезаминсодержащих композиций.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 дана схема, отражающая устройство по настоящему изобретению, для получения композиций, которые содержат эписезамин в высокой концентрации.

На фиг.2 - внешний вид устройства согласно настоящему изобретению для получения композиций, которые содержат эписезамин в высокой концентрации.

Расшифровка обозначений:

1 - устройство для производства; 2 - блок изомеризации; 3 - блок перекристаллизации; 4 - устройство фильтрации; 51, 52 - жидкостная линия.

Способ получения согласно настоящему изобретению начинается с эпимеризации сезамина или сезаминсодержащей композиции, так что, по крайней мере, часть сезамина подвергается эпимеризации, таким образом получают смесь, содержащую как сезамин, так и эписезамин. Сезамин или сезаминсодержащая композиция, которая служит сырьем, может быть выделена из семян кунжута или извлечена из кунжутного масла при помощи известных способов. Обычно осуществляют следующую процедуру.

Сначала экстракт, главный компонент которого представляет собой сезаминсодержащую композицию, предназначенную для использования в настоящем изобретении, получают из кунжутного масла. По окончании этого проводят стадии экстракции и концентрирования с использованием различных органических растворителей, которые почти не смешиваются с кунжутным маслом и которые обладают способностью экстрагировать и растворять сезаминсодержащие композиции. Примеры подобных органических растворителей включают ацетон, метил этил кетон, диэтил кетон, метанол, этанол и т.д.

Альтернативно экстракт, главный компонент которого представляет собой сезамин, используемый в настоящем изобретении, может быть получен из кунжутного масла. По окончании данной стадии кунжутное масло равномерно перемешивают с любым растворителем, упомянутым ранее, и затем смесь выдерживают при низкой температуре; далее проводят разделение фаз обычными способами, такими как центрифугирование, и растворитель выпаривают из фракции, содержащей растворитель. Более конкретно кунжутное масло растворяют в 2-10 объемах, предпочтительно 6-8 объемах ацетона, и раствор выдерживают в течение ночи при подходящей температуре, которая зависит от типа используемого органического растворителя; температура может быть ниже точки замерзания, обычно -10°С или ниже, предпочтительно -20°С или ниже, допускается приблизительно -80°С. В результате компонент масла осаждается, и органический компонент отгоняют из фильтрата, полученного фильтрацией, после чего получают экстракт, который в качестве главного компонента содержит сезамин.

Альтернативно кунжутное масло перемешивают с горячим метанолом или этанолом; затем смесь выдерживают при комнатной температуре и растворитель выпаривают из фракции, содержащей растворитель. Конкретно кунжутное масло перемешивают с 2-10 объемами, предпочтительно 5-7 объемами горячего метанола (при 50°С и выше) или горячего этанола (при 50°С и выше) и экстракцию проводят при энергичном перемешивании. Вслед за этим смесь либо выдерживают при комнатной температуре, либо проводят разделение фаз обычным способом, таким как центрифугирование, и растворитель отгоняют из фракции, содержащей растворитель, вследствие чего получают экстракт, который в качестве главного компонента содержит сезамин. При необходимости возможно проведение экстракции с использованием газа в надкритическом состоянии.

Из данных экстрактов возможно получение сезаминсодержащей композиции, используемой в настоящем изобретении в качестве сырья, обработкой ее согласно обычному способу, такому как колоночная хроматография, высокоэффективная жидкостная хроматография, перекристаллизация, дистилляция, жидкость-жидкостная противоточная распределительная хроматография и т.д., для выделения желаемой смеси.

Данные способы выделения описаны более конкретно. Экстракты, упомянутые ранее, подвергают высокоэффективной жидкостной хроматографии на обращеннофазовых колонках (ОДС) с использованием смеси метанол/вода (60:40) в качестве элюента; после отгонки растворителя полученные кристаллы подвергают перекристаллизации из этанола с получением сезамина или сезаминсодержащей композиции, которая может быть использована в настоящем изобретении.

Кунжутное масло, предназначенное для использования в настоящем изобретении, может представлять собой рафинированный продукт или оно может быть сырым продуктом, полученным на любой из стадий производства кунжутного масла перед осветлением. При желании, кунжутное масло можно заменить семенами кунжута или кунжутным жмыхом (семена кунжута, из которых масло было отжато до его остаточного содержания 8-10%). В данном случае семена кунжута или кунжутный жмых могут быть измельчены при необходимости с последующим экстрагированием обычным способом с использованием любого растворителя, например одного из растворителей, упомянутых выше применительно к экстракции кунжутного масла. После отделения вещества, оставшегося после экстракции, растворитель удаляют из жидкого экстракта упариванием или подобным образом с получением экстракта.

Из полученного таким образом экстракта семян кунжута, экстракта кунжутного жмыха или сырья из кунжутного масла при помощи подобного способа может быть получен сезамин или сезаминсодержащая композиция. Отметим, что сезамин, полученный в Asiasari Radix, сравним по продуктивности с сезамином, полученным из семян кунжута, кунжутного жмыха или кунжутного масла, и данные оптически активные формы также могут быть использованы в настоящем изобретении. В дополнение смеси, которые могут быть использованы в качестве сырья, в настоящем изобретении получают из побочных продуктов производства кунжутного масла.

Отметим, что способ выделения сезамина и сезаминсодержащей композиции, которые используются в настоящем изобретении, и способ получения экстракта не ограничиваются описанным выше. В дополнение, сезаминсодержащая композиция, используемая в настоящем изобретении, не ограничивается композицией, полученной из кунжутного масла, кунжутного жмыха и семян кунжута, возможно использование всех природных продуктов, которые содержат вышеупомянутые смеси сезамина, согласно настоящему изобретению. Примеры подобных природных продуктов включают Acanthopoanacis Cortex, дерево paulownia, кору ginkgo, Piper retrofractum, Asiasari Radix и т.д.

Согласно способу настоящего изобретения для производства композиций, обогащенных эписезамином, сезамин или сезаминсодержащую композицию получают способом, описанным выше, осуществляя обработку для проведения эпимеризации так, что, по крайней мере, часть сезамина подвергается эпимеризации с получением смеси, содержащей как сезамин, так и эписезамин. Авторы настоящего изобретения исследовали механизм эпимеризации и обнаружили, что протонирование сезамина, имеющего структуру, представленную формулой I

[Формула 3]

приводит к реакции раскрытия цикла, и образуется изомер эписезамина. Поэтому эпимеризация, которая происходит в способе производства согласно настоящему изобретению, не ограничивается конкретным способом, при условии, что должна протекать реакция раскрытия цикла сезамина, приводя таким образом к образованию эписезамина, и примером этому может служить обработка кислотным катализатором, термическая обработка в присутствии неорганической кислоты и подобные. Среди данных способов обработка кислотным катализатором является предпочтительной с точки зрения эффективности эпимеризации (скорости конверсии с получением эписезамина) и простоты осуществления.

Кислотные катализаторы, используемые для обработки кислотным катализатором, включают неорганические и органические кислоты Бренстеда, такие как серная кислота, соляная кислота, фосфорная кислота и борная кислота, кислоты Льюиса, такие как хлорид алюминия, хлорид железа, хлорид олова и хлорид титана, монтмориллониты, такие как кислая глина и активированная глина, и твердые катализаторы, типичными представителями которых являются катализаторы типа цеолитов и алюмосиликатов, и они могут быть использованы либо отдельно, либо в сочетании двух или более типов. Рассматривая эффективность взаимодействия, последующую обработку и другие факторы, использование активированной глины является предпочтительным. В связи с этим авторы настоящего изобретения обнаружили, что если 5% водная суспензия кислой глины имеет рН 5 или выше, то рН понижают до более низкого значения добавлением такой сильной кислоты, как соляная кислота к реакционному раствору при протекании реакции (рН предпочтительный для 5% водной суспензии составляет 3,7 или менее), чтобы эффективность эпимеризации была такой же высокой, как при использовании активированной глины. Поэтому возможно успешное использование кислой глины, рН которой понижено добавлением кислоты.

Здесь отметим, что если рафинированное кунжутное масло используется для получения вышеописанного сезамина или сезаминсодержащей композиции, то эпимеризация, которая происходит самопроизвольно в способе очистки, будет способствовать получению смеси сезамин/эписезамин. В данном случае стадия эпимеризации согласно настоящему изобретению может быть опущена; однако, авторы настоящего изобретения обнаружили, что даже если смесь сезамин/эписезамин используется в качестве исходного сырья, концентрация эписезамина в кристаллах может быть увеличена обработкой кислотным катализатором (обработка активированной глиной). Причина, по которой лучший результат получают при обработке кислотным катализатором, неизвестна, но предпочтительно использование кислотного катализатора даже в смеси сезамин/эписезамин.

Таким образом, исходное сырье, предназначенное для эпимеризации в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой сезамин, очистку которого уже проводили до достижения степени чистоты почти 100%, или оно может представлять собой смесь сезамин/эписезамин. В случае смеси сезамин/эписезамин можно использовать смесь, в которой весовое соотношение сезамина и эписезамина может в основном составлять от 99,9:0,1 до 40:60.

Сезамин и/или эписезамин также могут быть получены синтетически. Например, известно, что они могут быть синтезированы по способу Beroza et al. [J. Am. Chem. Soc. 78, 1242 (1956)], способом Takano et al. [J. Chem. Soc. Chem. Commun. р. 189 (1988)] или способом Suginome et al. [J. Org. Chem. 60, p. 3052 (1955)]. Здесь снова может быть опущена вышеописанная стадия эпимеризации при получении смеси сезамин/эписезамин.

Согласно способу по настоящему изобретению сезамин или сезаминсодержащую композицию (включая смесь сезамин/эписезамин) растворяют либо до, либо после эпимеризации в масле или жире при нагревании с получением раствора, и раствор подвергают перекристаллизации, в результате чего можно получить композицию, содержащую эписезамин в высокой концентрации. Поэтому масло или жир, в котором растворяют сезамин или сезаминсодержащую композицию (включая смесь сезамин/эписезамин) согласно настоящему изобретению, предпочтительно является таковым, которое отличается по своей способности растворять сезамин и эписезамин, поэтому достаточно легко осуществить их разделение при перекристаллизации. Конкретные примеры масла или жира, которые могут быть использованы, включают ТЖКСДУЦ (триглицерид жирных кислот со средней длиной углеродной цепи), диацил глицерин, кунжутное масло для салата, оливковое масло, соевое масло, рапсовое масло, кукурузное масло, масло зародышей риса и подсолнечное масло. Конкретно, ТЖКСДУЦ (триглицерид жирных кислот со средней длиной углеродной цепи) предпочтителен для использования. Ниже приведены растворимости сезамина и эписезамина в ТЖКСДУЦ.

[Выражение 1]

Растворимость в ТЖКСДУЦ (мас./мас.%)
Сезамин	4,0
Эписезамин	2,5

Для удобства масла и жиры, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают свободные жирные кислоты, такие как октановая кислота, и эфиры жирных кислот, такие как октилацетат.

Настоящее изобретение отличается перекристаллизацией сезаминсодержащей композиции из масла или жира. Если сырьем является сезамин или сезаминсодержащая композиция с низким содержанием эписезамина, предпочтительной является эпимеризация сезамина перед перекристаллизацией и затем перекристаллизация эписезамина, подвергнутого эпимеризации. Использование перекристаллизации из масел и жиров не было известно до настоящего времени, но предполагается, что вязкости масел и жиров не оказывает влияния на перекристаллизацию (кристаллизацию) (см. пример 3), и, следовательно, как отмечено выше, масло или жир, предназначенные для использования в настоящем изобретении, предпочтительно выбраны из масел и жиров, которые отличаются по своей способности растворять сезамин и эписезамин, и они, в частности, не ограничены таким свойством, как вязкость.

Сезамин или сезаминсодержащую композицию (включая смесь сезамин/эписезамин) растворяют в вышеупомянутых маслах или жирах, и способ их растворения не ограничивается любым конкретным способом. В зависимости от концентрации сезамина или сезаминсодержащей композиции (включая смесь сезамин/эписезамин) и от типа используемого масла или жира их растворяют при нагревании в основном при 60-160°С, предпочтительно при 80-140°С, и выдерживают при данной температуре в течение 5-30 минут.

В способе получения по настоящему изобретению сезамин или сезаминсодержащую композицию (включая смесь сезамин/эписезамин) растворяют при нагревании, а затем, при необходимости, раствор подвергают обработке кислотным катализатором (эпимеризация) и полученный продукт эпимеризации подвергают перекристаллизации для отделения композиции, которая содержит эписезамин в концентрации более 50 мас.%. Несмотря на то что на способ перекристаллизации в масле и жире влияют концентрация растворенного вещества (эписезамин) в масле или жире при перекристаллизации, присутствие или отсутствие затравочных кристаллов, скорость охлаждения и т.д., он не ограничивается конкретным способом и может быть осуществлен таким же образом как обычная перекристаллизация, при которой используются вода и органические растворители. В частности, раствор в масле, который получают обработкой кислотным катализатором и который содержит смесь сезамин/эписезамин (приблизительно 1:1) в концентрации приблизительно 2-50%, помещают в кристаллизатор и медленно охлаждают, при необязательном перемешивании в присутствии приблизительно 0,1-20% затравочных кристаллов при температуре поддержания пересыщенного состояния желательно в интервале 5-90°С, в результате чего образуется суспензия кристаллов, которая содержит эписезамин в концентрации более 50 мас.%. Из суспензии, полученной таким образом, можно выделить требуемую композицию, обогащенную эписезамином, в виде кристаллов на стадии фильтрации в присутствии добавляемого этилового спирта или ему подобных растворителей, удалением растворителя и высушиванием.

Фильтрат, полученный при выделении, содержит остаток сезамина, который не был подвергнут перекристаллизации (сезамин в сырье или предназначенный для эпимеризации сезамин), при необходимости к данному фильтрату может быть добавлена свежая порция суспензии сезамина, и полученный продукт с повышенной концентрацией сезамина может быть возвращен в качестве исходного сырья в производство по настоящему изобретению. Сезамин является дорогостоящим, а с экономической точки зрения предпочтительным является производство свежего эписезамина путем рециклирования сезамина.

Согласно настоящему изобретению предлагается способ получения композиций, обогащенных эписезамином, который включает стадии растворения сезамина или сезаминсодержащей композиции в масле или жире при нагревании, при желании, обработку кислотным катализатором с получением раствора в масле или жире и селективную кристаллизацию эписезамина, полученного эпимеризацией эписезамина, перекристаллизацией.

Далее подробно описан с отсылками к чертежам принцип действия устройства по настоящему изобретению для получения композиции, содержащей эписезамин в высокой концентрации.

На фиг.1 показана схема устройства для получения эписезаминсодержащей композиции, в целом обозначенного 1, и на фиг.2 показано его экспериментальное воплощение.

Устройство 1 для производства эписезаминсодержащей композиции включает блок изомеризации 2 и блок кристаллизации 3, в котором проводится перекристаллизация. Блок изомеризации 2 включает смеситель 21, в котором сезаминсодержащее масло или жир, который включает сезаминсодержащую композицию, растворенную в масле или жире, перемешивают с кислотным катализатором. Смеситель 21 представляет собой емкость для проведения реакции, в котором сезамин приводят во взаимодействие с кислотным катализатором для осуществления реакции изомеризации; для того чтобы убедиться, что реакция изомеризации прошла, смеситель 21 предпочтительно оснащают устройством для нагревания (не показано), которое при необходимости обеспечивает нагревание до 60-160°С, предпочтительно до 80-140°С и поддержание данной температуры в течение 5-60 минут, предпочтительно 10-30 минут. Возможно использование обычного устройства для нагревания, такого как электрический нагреватель и устройство для использования перегретого пара. В дополнение устройство для перемешивания 22 при необходимости может быть установлено в основном в центре смесителя для того, чтобы температура реакционного раствора в нем была одинаковой, и/или для ускорения реакции путем ускорения контактирования сезаминсодержащего масла или жира и кислотного катализатора. Устройство для перемешивания 22 включает мешалку 221, состоящую из вала 221а и лопастей 221b, с блоком управления 222, расположенным над мешалкой 221.

Кунжутное масло может представлять собой масло или жир, которые содержат достаточно большое количество сезамина, предназначенного для кристаллизации в блоке кристаллизации, и его примером может служить кунжутное масло, полученное экстракцией сверхкритическими растворителями; однако для подтверждения эффективного осаждения эписезамина предпочтительно использовать масло или жир, смешанные с сезамином или сезаминсодержащей композицией, которую затем растворяют в масле или жире при нагревании. Стадия растворения при нагревании может быть проведена в смесителе 21 при перемешивании сезамина с кислотным катализатором. В данном случае смеситель 21 предпочтительно оснащен входным отверстием, через которое подают порошок, и воронкой (не показана), из которой его подают.

В блоке изомеризации 2 реакционный раствор, содержащий эписезамин, подвергнутый эпимеризации, отбирают из смесителя 21 через выходное отверстие 23 и подают в блок кристаллизации 3 по линиям подачи жидкости (51, 52), между которыми установлено устройство фильтрации 4. Для открытия и закрытия выходного отверстия 23 служит клапан ON/OFF (не показан), который остается закрытым при проведении реакции эпимеризации в смесителе 21 и открывается по окончании взаимодействия, обеспечивая перемещение реакционного раствора в определенном направлении. Реакционный раствор, выгружаемый из смесителя 21, проходит по линии подачи жидкости (реакционный раствор подается по трубопроводу 51) для подачи на устройство фильтрации 4. Устройство фильтрации может быть любого типа, с помощью которого возможно удаление кислотного катализатора, его конкретным примером может служить мембранный фильтр, но необходимо выбрать такой, эксплуатация которого возможна при температуре (высокой температуре) раствора реакции. Для быстрой фильтрации устройство фильтрации 4 предпочтительно оснащено устройством, обеспечивающим подачу под давлением, или вакуумной системой. В дополнение, если температура раствора реакции падает, кристаллы сезамина или эписезамина потенциально могут осаждаться, поэтому предпочтительным является оснастить устройство фильтрации 4 устройством для нагревания. В число устройств для нагревания входит устройство для поддержания высокой температуры, которое препятствует падению температуры раствора реакции. Примером устройства для поддержания высокой температуры может являться изоляционный материал, который покрывает трубопровод для подачи раствора реакции 51 и устройство фильтрации 4.

Фильтрат, отделенный устройством фильтрации 4, проходит по трубопроводу 52 для подачи фильтрата, предназначенного для подачи в резервуар для кристаллизации 31 в блок кристаллизации 3. Принцип работы устройства согласно настоящему изобретению для производства эписезаминсодержащей композиции основан на разнице растворимостей сезамина и эписезамина и перекристаллизации в масле или жире для отделения эписезамина от смеси сезамина и эписезамина, обладающих подобными структурами. Конкретнее эписезаминсодержащий горячий реакционный раствор охлаждается в резервуаре для кристаллизации 31 до температуры, при которой растворимость ниже таковой растворимости при насыщении, после чего эписезамин осаждается из пересыщенного раствора. Поэтому резервуар для кристаллизации 31 предпочтительно оснащен устройством для охлаждения (не показано). Принцип работы устройства для охлаждения может быть основан на охлаждении путем теплообмена с охлаждающим веществом или на охлаждении испарением части растворителя при пониженном давлении; однако, если скорость охлаждения слишком высокая, то плотность осаждающихся кристаллов становится такой низкой, что потенциально они могут включать большое количество растворителя масла или жира; однако в случае охлаждения при помощи охлаждающего вещества не рекомендуется использовать лед и подобные в качестве охлаждающего вещества, но предпочтительным является использование воды или воздуха при температуре от приблизительно нуля до приблизительно обыкновенных температур, предпочтительно до приблизительно от 5 до 20°С. Резервуар для кристаллизации 31 предпочтительно оснащен устройством для перемешивания 32 в основном в центре для обеспечения одинаковой температуры фильтрата в резервуаре. Устройство для перемешивания 32 включает мешалку 321, состоящую из вала 321а и лопастей 321b, с блоком управления 322, расположенным над мешалкой 321. В момент времени, когда фильтрат в резервуаре для кристаллизации 31 охлаждается до некоторой степени, предпочтительно добавляют затравочные кристаллы для осуществления соответствующей кристаллизации, по окончании в качестве выходного отверстия резервуара для кристаллизации 31 используют отверстие, через которое подавали затравочные кристаллы.

Если смеситель 21 и резервуар для кристаллизации 31 снабжены окном для наблюдения, это позволяет убедиться в том, что сезамин и эписезамин растворяются при нагревании, что была проведена обработка глиной и что произошла перекристаллизация (осаждение кристаллов при кристаллизации).

Суспензию, содержащую осажденные кристаллы, извлекают из резервуара для кристаллизации 31 через выходное отверстие 33, таким образом, получая требуемый эписезамин. В целях выделения кристаллов из суспензии средства для выделения кристаллов, такие как вакуумная система или иначе блок фильтрации или блок центрифугирования, могут быть установлены на линии либо непрерывного, либо периодического устройства согласно настоящему изобретению для получения обогащенной эписезаминсодержащей композиции. В дополнение возможно использование устройства, посредством которого фильтрат, из которого удалили желаемые кристаллы, снова подают в смеситель 21 для повторного использования растворителя масла или жира. Далее, дополнительно, в целях увеличения чистоты эписезамина кристаллы промывают дополнительным органическим растворителем, таким как этиловый спирт, затем фильтруют и при необходимости они могут быть высушены либо непрерывно, либо периодически по настоящему изобретению.

[Примеры]

В описании настоящее изобретение будет охарактеризовано более конкретно со ссылками к следующим примерам, которые не ограничивают настоящее изобретение.

[Тестовые примеры] Эпимеризация сезамина

(Тестовый пример 1)

В 3-горлой колбе емкостью 100 мл в качестве растворителя взвешивали 20 г толуола; затем в колбу помещали 4,0 г смеси сезамин/эписезамин (соотношение компонент сезамин/эписезамин 99,1/0,9) и нагревали на масляной бане до 110°С при перемешивании, пока смесь полностью не растворилась. К раствору добавляли 0,6 г активированной глины (продукт MIZUSAWA INDUSTRIAL CHEMICALS, LTD., товарный знак “GALLEON EARTH V2R”) в качестве кислотного катализатора и смесь перемешивали при 110°С. Затем за протеканием реакции во времени следили при помощи анализа ВЭЖХ в условиях, приведенных ниже; через 5 минут было обнаружено, что выход эписезамина составляет 48%.

(Условия ВЭЖХ)

Колонка: Inertsil ODS-3 (продукт GL-SCIENCE) 4,6·150 мм;

Температура колонки: 25°С;

Мобильная фаза: метиловый спирт/вода = 7:3;

Скорость потока: 1 мл/мин;

Детектор: УФ 290 нм.

(Тестовый пример 2)

В 3-горлой колбе емкостью 100 мл в качестве растворителя взвешивали 20 г бензола; затем в колбу помещали 4,0 г смеси сезамин/эписезамин (соотношение компонент сезамин/эписезамин 99,1/0,