Способ получения бетулина из бересты

Способ получения бетулина из бересты

Реферат

Изобретение относится к лесохимической, химической и фармацевтической отраслям промышленности, в частности, к технологии получения компонентов лекарственных средств, обладающих антисептическими, противовирусными и другими свойствами.

Бетулин относится к тритерпеноидам ряда лупана, является основным компонентом (около 30% по массе) экстрактивных веществ коры березы. Бетулин растворим в этилацетате, этиловом спирте, нерастворим в воде. На его основе синтезируют перспективные фармацевтические препараты с противоопухолевой и антивирусной активностями. Используется также в производстве шампуней, мыла и другой парфюмерно-косметической продукции.

Известен способ интенсификации экстракции бересты путем взрывного автогидролиза или неизобарного парокрекинга. Бересту сначала подвергают активации при обработке паром в условиях неизобарного парокрекинга при температуре 180-260°С, давлении 2-5 МПа в течение 1-6 минут, затем щелочному гидролизу в водно-спирто-щелочной среде и последующего извлечения бетулина экстракцией спиртами. Выход бетулина составляет 25-37% от веса абсолютно сухой бересты (Пат. 2074867 РФ, C1 C08H 5/04, C07J 53/00, C07J 63/00. Способ получения бетулина / Кузнецов Б.Н., Левданский В.А., Шилкина Т.А., Репях С.М. - Опубл. 10.03.97, Бюл. 7). Недостатком данного способа является его технологическая сложность, так как способ включает 3 стадии: активация в условиях неизобарного парокрекинга при высокой температуре и повышенном давлении, щелочной гидролиз в водно-спирто-щелочной среде и экстракция бетулина спиртом.

Известен способ получения бетулина, включающий активацию бересты в условиях неизобарного парокрекинга при температуре 180-260°С, давлении 2-5 МПа, продолжительности активации 1-5 мин в присутствии щелочи (щелочной гидролиз), взятой в количестве 5-20% от веса абсолютно сухой бересты с последующей экстракцией бетулина спиртом (Пат. 2131882 РФ, C1 C07J 53/00, C07J 63/00. Способ получения бетулина / Левданский В.А., Полежаева Н.И., Еськин А.П., Винк В.А., Кузнецов Б.Н. - Опубл. 20.06.99, Бюл. 17). В данном способе совмещены стадии активации бересты и щелочного гидролиза, но экстракция бетулина спиртом является отдельной стадией. Недостатком данного способа является сложность процесса активации бересты неизобарным парокрекингом, требующего использования повышенного давления и высоких температур для получения перегретого водяного пара, что усложняет технологию и повышает энергоемкость процесса получения бетулина. Недостатком данного способа является также необходимость использования достаточно длительной стадии экстракции бетулина.

Известен способ получения бетулина из бересты путем его жидкостной или суперкритической экстракции углекислым газом (Pub № WO/2001/0110885 PCT/US 2000/021829. Birch bark processing and the isolation of natural products from birch bark / Edwardson C.F., Kolomitsyn I.V., Krasutsky P.A., Carlson R.M., Nesterenko V.V.; 15.02.2001). Недостатком этого способа является сложность и необходимость использования при реализации специального оборудования, работающего под высоким давлением.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу следует назвать способ получения бетулина, заключающийся в том, что измельченную бересту обрабатывают смесью вода-спирт-щелочь при использовании ударно-акустического воздействия в течение 5 минут при температуре 70°С. Ударно-акустическая активация интенсифицирует гидролиз бересты, которая в течение нескольких минут превращается в гомогенную массу коричневого цвета, ускоряет переход бетулина в раствор и способствует повышению его выхода. Далее бетулин осаждают из упаренного раствора при разбавлении его водой и отделяют фильтрованием. Выход бетулина составляет 43% от массы абсолютно сухой бересты. Это способ принят за прототип.(Пат. 2264411 РФ, C1 C07J 53/00, C07J 63/00. Способ получения бетулина / Кузнецова С.А., Кузнецов Б.Н., Михайлов А.Г., Левданский В.А. - Опубл. 20.11.05, Бюл. 27).

Однако по данному способу бетулин получается низкого качества, загрязнен трудноотделяемой щелочью и требует дополнительной очистки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологии получения бетулина и улучшение качества целевого продукта.

Это достигается тем, что способ получения бетулина из бересты, включающий экстрагирование измельченной бересты органическим растворителем, концентрирование экстракта, осаждение бетулина путем добавления горячей воды, фильтрование и сушку, отличается тем, что процесс экстрагирования проводят в сверхвысокочастотном поле (СВЧ-поле).

Способ реализуется следующим образом: бересту размалывают, помещают в реактор с обратным холодильником, добавляют подогретый органический растворитель, включают СВЧ-печь. Удельный расход электрической энергии 1,5 кВт-ч/кг бересты. Экстрагирование проводят 5 мин.

По истечении времени из реактора сливают экстракт через фильтр. Далее экстракт частично упаривают, отгоняя органический растворитель - две трети от первоначального объема. К укрепленному экстракту добавляют горячую воду, перемешивают и далее проводят отстаивание. Бетулин осаждается, его отделяют фильтрацией и сушат при t=60°C. Сухой остаток представляет собой светло-серый порошок, без запаха и посторонних включений.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Экстракцию в СВЧ-поле ведут при соотношении компонентов береста:

этанол 1:5. В качестве органического растворителя используют этиловый спирт концентрацией 86% (об.). Выход бетулина составляет 21% от массы бересты.

Пример 2. Экстракцию в СВЧ-поле ведут при соотношении компонентов береста:

этанол 1:10, используя этиловый спирт концентрацией 86% (об.). Выход бетулина 23% от массы бересты.

Пример 3. Экстракцию в СВЧ-поле ведут при соотношении компонентов береста:

этанол 1:20, используя этиловый спирт концентрацией 86% (об.). Выход бетулина 24% от массы бересты.

Пример 4. Экстракцию в СВЧ-поле ведут при соотношении компонентов 1:20, но используют этиловый спирт концентрацией 95% (об.). Выход бетулина составляет 26%.

Таким образом, предлагаемый способ получения бетулина является эффективным и производительным. Для извлечения бетулина применяется малотоксичный растворитель - этиловый спирт, широко используемый в фармацевтической промышленности. Других реагентов для экстракции не требуется. Кроме того данный способ способствует улучшению качества целевого продукта. По данным хромато-масс-спектрометрии, проведенной на базе Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова однократно перекристаллизованный бетулин соответствует характеристике индивидуального вещества с содержанием 92-95%. Бетулин подобного качества может быть использован для приготовления фармацевтических препаратов.

Способ получения бетулина из бересты, включающий экстрагирование измельченной бересты органическим растворителем, концентрирование экстракта, осаждение бетулина путем добавления горячей воды, фильтрование и сушку, отличающийся тем, что процесс экстрагирования проводят в сверхвысокочастотном поле (СВЧ-поле).