Способ хроматографического разделения с псевдодвижущимся слоем
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к улучшенному способу хроматографического фракционирования для очистки полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и их производных. Способ хроматографического разделения для выделения продукта - полиненасыщенной жирной кислоты (ПНЖК) из исходной смеси включает введение исходной смеси в хроматографическую установку с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем, имеющую множество связанных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водный спирт, где установка имеет множество зон, включающих по меньшей мере первую зону и вторую зону, причем каждая зона имеет поток экстракта и поток рафината, из которых можно отобрать жидкость из указанного множества связанных хроматографических колонок, и где (а) поток рафината, содержащий ПНЖК продукт совместно с более полярными компонентами, отбирается из колонки в первой зоне и вводится в несмежную колонку во второй зоне и/или (б) поток экстракта, содержащий ПНЖК продукт совместно с менее полярными компонентами, отбирается из колонки во второй зоне и вводится в несмежную колонку в первой зоне, причем указанный ПНЖК продукт отделяется от других компонентов исходной смеси в каждой зоне. Способ позволяет эффективно отделять ПНЖК или их производные от более полярных и менее полярных примесей с получением по существу чистой ПНЖК или ее производного. 15 з.п. ф-лы, 15 ил., 4 табл., 9 пр.
Реферат
Настоящее изобретение относится к улучшенному способу хроматографического фракционирования для очистки полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и их производных. В частности, настоящее изобретение относится к улучшенному способу хроматографического разделения с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем для очистки ПНЖК и их производных.
Жирные кислоты, в частности, ПНЖК и их производные являются предшественниками биологически важных молекул, которые играют важную роль в регуляции биологических функций, таких как агрегация тромбоцитов, воспаление и иммунологические ответы. Таким образом, ПНЖК и их производные могут быть терапевтически полезными при лечении широкого спектра патологических состояний, включающих состояния ЦНС (центральная нервная система); нейропатии, включая диабетическую нейропатию; сердечно-сосудистые заболевания; общие состояния иммунной системы и воспалительные состояния, включая воспалительные кожные заболевания.
ПНЖК находятся в природном сырье, таком как растительные масла и жир морских животных. Такие ПНЖК, однако, часто присутствуют в таких маслах в смеси с насыщенными жирными кислотами и многими другими примесями. Следовательно, ПНЖК желательно должны быть очищены перед пищевыми или фармацевтическими применениями.
К сожалению, ПНЖК являются крайне непрочными. Таким образом, при нагревании в присутствии кислорода они склонны к изомеризации, перекисному окислению и олигомеризации. Фракционирование и очистка ПНЖК продуктов для получения чистых жирных кислот, следовательно, являются затруднительными. Перегонка, даже под вакуумом, может приводить к неприемлемой деградации продукта.
Хроматографии с псевдодвижущимся и истинным движущимся слоем являются известными методиками, знакомыми специалистам в данной области. Принцип действия включает противоточное движение жидкой фазы элюента и твердой фазы адсорбента. Данная операция обеспечивает минимальное использование растворителя, делая способ экономически жизнеспособным. Такая технология разделения нашла несколько применений в разных областях, включая углеводороды, промышленные химикаты, масла, сахара и АФИ (активные фармацевтические ингредиенты). Такую технологию разделения также применяли для очистки ПНЖК и их производных.
Как хорошо известно, в традиционной хроматографической системе с неподвижным слоем смесь, компоненты которой подлежат разделению, перколирует через контейнер. Контейнер обычно является цилиндрическим и типично называется колонкой. Колонка содержит набивку из пористого вещества (обычно называемую неподвижной фазой), демонстрирующую высокую проницаемость для жидкостей. Скорость перколяции каждого компонента смеси зависит от физических свойств этого компонента, так что компоненты выходят из колонки последовательно и селективно. Таким образом, некоторые из компонентов имеют тенденцию к прочному связыванию с неподвижной фазой и, таким образом, будут перколировать медленно, тогда как другие имеют тенденцию к слабому связыванию и выходят из колонки быстрее. Было предложено много разных хроматографических систем с неподвижным слоем, и они используются как для аналитических целей, так и для целей промышленного производства.
Напротив, система с псевдодвижущимся слоем состоит из многих индивидуальных колонок, содержащих адсорбент, которые последовательно связаны друг с другом. Элюент пропускается через колонки в первом направлении. Точки инъекции исходного материала и элюента и точки отбора разделенных компонентов в системе периодически смещаются посредством ряда клапанов. Общим эффектом является имитирование действия одной колонки, содержащей подвижный слой твердого адсорбента. Таким образом, система с псевдодвижущимся слоем состоит из колонок, которые, как и в традиционной системе с неподвижным слоем, содержат неподвижные слои твердого адсорбента, через которые пропускается элюент, но в системе с псевдодвижущимся слоем принцип действия является таким, чтобы имитировать подвижный слой с непрерывным противотоком.
Способы и оборудование для хроматографии с псевдодвижущимся слоем описаны в нескольких патентах, включая US 2985589, US 3696107, US 3706812, US 3761533, FR-A-2103302, FR-A-2651148 и FR-A-2651149, вся полнота содержания которых включена сюда посредством ссылки. Данная тема также подробно обсуждается в "Preparative and Production Scale Chromatography", под редакцией Ganetsos и Barker, Marcel Dekker Inc, New York, 1993, вся полнота содержания которой включена сюда посредством ссылки.
Система с истинным движущимся слоем является аналогичной по принципу действия системе с псевдодвижущимся слоем. Однако вместо смещения точек инъекции исходной смеси и элюента и точек отбора разделенных компонентов посредством системы клапанов, ряд адсорбирующих единиц (т.е. колонок) физически движется относительно точек подачи и выпуска. Вновь принцип действия является таким, чтобы имитировать подвижный слой с непрерывным противотоком.
Способы и оборудование для хроматографии с истинным движущимся слоем описаны в нескольких патентах, включая US 6979402, US 5069883 и US 4764276, вся полнота содержания которых включена сюда посредством ссылки.
Технология с псевдодвижущимся и истинным движущимся слоем обычно подходит только для разделения бинарных смесей. Таким образом, более полярный компонент будет двигаться с элюентом и отбираться в виде потока рафината, и менее полярный компонент будет двигаться с адсорбентом и отбираться в виде потока экстракта. Следовательно, сложно применять технологию с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем для отделения желательного продукта из неочищенной смеси, содержащей и полярные, и неполярные примеси. Это ограничивает применимость таких методик, например, при очистке ПНЖК продуктов из рыбьего жира.
Соответственно, при использовании в прошлом технологии с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем для отделения ПНЖК из природных масел обычно было необходимо сперва подвергать природное масло предварительной стадии разделения (например хроматография с неподвижной колонкой) перед очисткой полученного промежуточного продукта, с использованием технологии с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем (смотрите, например, ЕР-А-0697034). Типично исходная стадия очистки удаляет полярные или неполярные компоненты, создавая, таким образом, по существу бинарную смесь, которую затем подвергают хроматографии с движущимся слоем.
Этот способ разделения бинарной смеси проиллюстрирован со ссылкой на Фиг.1. Идея способа хроматографического разделения с имитированным или истинным непрерывным противотоком объясняется рассмотрением вертикальной хроматографической колонки, содержащей неподвижную фазу S, разделенную на отрезки, более точно на четыре накладывающиеся подзоны I, II, III и IV, идущие от нижней части к верхней части колонки. Элюент вводится в нижней части в IE посредством насоса Р. Смесь компонентов А и В, которые подлежат разделению, вводится в IA+В между подзоной II и подзоной III. Экстракт, содержащий главным образом В, собирают в SB между подзоной 1 и подзоной II, и рафинат, содержащий главным образом А, собирают в SA между подзоной III и подзоной IV.
В случае системы с псевдодвижущимся слоем имитированное движение неподвижной фазы S вниз вызвано движением точек введения и отбора относительно твердой фазы. В случае системы с истинным движущимся слоем движение неподвижной фазы S вниз вызвано движением разных хроматографических колонок относительно точек введения и отбора. На Фиг.1 элюент течет вверх, и смесь А+В инъецируется между подзоной II и подзоной III. Компоненты будут двигаться согласно их хроматографическим взаимодействиям с неподвижной фазой, например, адсорбции на пористой среде. Компонент В, который демонстрирует более сильную аффинность к неподвижной фазе (медленнее текущий компонент) будет более медленно увлекаться элюентом и будет следовать за ним с отставанием. Компонент А, который демонстрирует более слабую аффинность к неподвижной фазе (быстрее текущий компонент) будет легко увлекаться элюентом. Если правильный набор параметров, особенно скорость тока в каждой зоне, правильно оцениваются и контролируются, компонент А, демонстрирующий более слабую аффинность к неподвижной фазе, будет отбираться между подзоной III и подзоной IV в виде рафината, и компонент В, демонстрирующий более сильную аффинность к неподвижной фазе, будет отбираться между подзоной I и подзоной II в виде экстракта.
Следовательно, будет понятно, что традиционная система с движущимся слоем, схематически проиллюстрированная на Фиг.1, ограничивается бинарным фракционированием.
Соответственно, существует потребность в одном способе хроматографического разделения с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем, который может отделять ПНЖК или их производные от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей) с получением по существу чистой ПНЖК или ее производного. Кроме того, желательно, чтобы способ включал недорогие элюенты, которые работают при стандартных условиях температуры и давления.
Теперь неожиданно обнаружили, что ПНЖК продукт может быть эффективно очищен одной установкой с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем с использованием водно-спиртового элюента. Согласно настоящему изобретению, следовательно, предложен способ хроматографического разделения для выделения продукта - полиненасыщенной жирной кислоты (ПНЖК) из исходной смеси, который включает введение исходной смеси в хроматографическую установку с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем, имеющую множество связанных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водный спирт, где установка имеет множество зон, включающих по меньшей мере первую зону и вторую зону, причем каждая зона имеет поток экстракта и поток рафината, из которых можно отобрать жидкость из указанного множества связанных хроматографических колонок, и где (а) поток рафината, содержащий ПНЖК продукт совместно с более полярными компонентами, отбирают из колонки в первой зоне и вводят в несмежную колонку во второй зоне, и/или (б) поток экстракта, содержащий ПНЖК продукт совместно с менее полярными компонентами, отбирают из колонки во второй зоне и вводят в несмежную колонку в первой зоне, причем указанный ПНЖК продукт отделяют от других компонентов исходной смеси в каждой зоне.
Также предложен ПНЖК продукт, получаемый способом по настоящему изобретению.
ПНЖК продукты, продуцируемые способом по настоящему изобретению, продуцируются с высоким выходом и имеют высокую чистоту. Кроме того, содержание характерных примесей, которые типично появляются в результате перегонки ПНЖК, является очень низким. Термин «изомерные примеси» в том виде, как он здесь используется, применяется для обозначения тех примесей, которые типично продуцируются во время перегонки природных масел, содержащих ПНЖК. Они включают изомеры ПНЖК, продукты перекисного окисления и олигомеризации.
Фиг.1 иллюстрирует основные принципы способа с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем для разделения бинарной смеси.
Фиг.2 иллюстрирует первое предпочтительное воплощение изобретения, которое подходит для отделения ЭПК (эйкозапентаеновая кислота) от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.3 иллюстрирует второе предпочтительное воплощение изобретения, которое подходит для отделения ДГК (докозагексаеновая кислота) от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.4 более подробно иллюстрирует первое предпочтительное воплощение изобретения, которое подходит для отделения ЭПК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.5 более подробно иллюстрирует второе предпочтительное воплощение изобретения, которое подходит для отделения ДГК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.6 более подробно иллюстрирует альтернативный способ для первого предпочтительного воплощения изобретения, который подходит для отделения ЭПК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.7 более подробно иллюстрирует альтернативный способ для второго предпочтительного воплощения изобретения, который подходит для отделения ДГК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.8 иллюстрирует особенно предпочтительное воплощение изобретения для очистки ЭПК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.9 иллюстрирует альтернативный способ для особенно предпочтительного воплощения изобретения для очистки ЭПК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.10 иллюстрирует особенно предпочтительное воплощение изобретения для очистки ЭПК от быстрее и медленнее текущих компонентов (т.е. более полярных и менее полярных примесей).
Фиг.11 показывает анализ ГХ (газовая хроматография) ЭПК продукта, продуцированного согласно изобретению.
Фиг.12 показывает кривые ГХ СМЭЖК (сложный метиловый эфир жирной кислоты) первых потоков экстракта и рафината, полученных согласно изобретению.
Фиг.13 показывает кривые ГХ СМЭЖК вторых потоков экстракта и рафината, полученных согласно изобретению.
Фиг.14 показывает кривую ГХ СМЭЖК ДГК продукта, продуцированного согласно изобретению.
Фиг.15 показывает кривую ГХ СМЭЖК ДГК продукта, продуцированного перегонкой.
Термин «полиненасыщенная жирная кислота» (ПНЖК) относится к жирным кислотам, которые содержат более чем одну двойную связь. Такие ПНЖК хорошо известны специалисту в данной области. Производное ПНЖК в том виде, как здесь используется (данный термин), представляет собой ПНЖК в форме моно-, ди- или триглицерида, сложного эфира, фосфолипида, амида, лактона или соли. Триглицериды и сложные эфиры являются предпочтительными. Сложные эфиры являются более предпочтительными. Сложные эфиры типично представляют собой алкиловые эфиры, предпочтительно C1-C6алкиловые эфиры, более предпочтительно - C1-C4алкиловые эфиры. Примеры сложных эфиров включают метиловые и этиловые эфиры. Этиловые эфиры являются наиболее предпочтительными.
Термин «ПНЖК продукт» в том виде, как он здесь используется, относится к продукту, содержащему одну или более чем одну полиненасыщенную жирную кислоту (ПНЖК) и/или ее производное, типично имеющему пищевое или фармацевтическое значение. Типично ПНЖК продукт представляет собой одну ПНЖК или ее производное. Альтернативно, ПНЖК продукт представляет собой смесь двух или более чем двух ПНЖК или их производных, например, двух.
Термин «зона» в том виде, как он здесь используется, относится к множеству связанных хроматографических колонок, содержащих, в качестве элюента, водный спирт, и имеющему одну или более чем одну точку инъекции для потока исходной смеси, одну или более чем одну точку инъекции для воды и/или спирта, поток отвода рафината, из которого может быть отобрана жидкость из указанного множества связанных хроматографических колонок, и поток отвода экстракта, из которого может быть отобрана жидкость из указанного множества связанных хроматографических колонок. Типично каждая зона имеет только одну точку инъекции для исходной смеси. В одном воплощении каждая зона имеет только одну точку инъекции для водно-спиртового элюента. В другом воплощении каждая зона имеет две или более чем две точки инъекции для воды и/или спирта.
Термин «рафинат» хорошо известен специалисту в данной области. В контексте хроматографии с истинным и псевдодвижущимся слоем он относится к потоку компонентов, которые перемещаются с жидкой фазой элюента быстрее по сравнению с твердой фазой адсорбента. Таким образом, поток рафината типично обогащен более полярными компонентами и обеднен менее полярными компонентами по сравнению с потоком исходной смеси.
Термин «экстракт» хорошо известен специалисту в данной области. В контексте хроматографии с истинным и псевдодвижущимся слоем он относится к потоку компонентов, которые перемещаются с твердой фазой адсорбента быстрее по сравнению с жидкой фазой элюента. Таким образом, поток экстракта типично обогащен менее полярными компонентами и обеднен более полярными компонентами по сравнению с потоком исходной смеси.
Термин «несмежный» в том виде, как он здесь используется, при применении к колонкам в той же самой установке относится к колонкам, разделенным одной или более чем одной колонкой, предпочтительно 3 или более чем 3 колонками, более предпочтительно 5 или более чем 5 колонками, наиболее предпочтительно примерно 5 колонками.
Таким образом, когда (а) поток рафината, содержащий ПНЖК продукт совместно с более полярными компонентами, отбирается из колонки в первой зоне и вводится в несмежную колонку во второй зоне, поток рафината, отобранный из первой зоны, представляет собой исходную смесь для второй зоны. Когда (б) поток экстракта, содержащий ПНЖК продукт совместно с менее полярными компонентами, отбирается из колонки во второй зоне и вводится в несмежную колонку в первой зоне, поток экстракта, отобранный из второй зоны, представляет собой исходную смесь в первой зоне.
Типично ПНЖК продукт содержит по меньшей мере одну ω-3 или ω-6 ПНЖК, предпочтительно по меньшей мере одну ω-3 ПНЖК. Примеры ω-3 ПНЖК включают альфа-линоленовую кислоту (АПК), стеаридоновую кислоту (СДК), эйкозатриеновую кислоту (ЭТЕ), эйкозатетраеновую кислоту (ЭТК), эйкозапентаеновую кислоту (ЭПК), докозапентаеновую кислоту (ДПК) и докозагексаеновую кислоту (ДГК). СДК, ЭПК, ДПК и ДГК являются предпочтительными. ЭПК и ДГК являются более предпочтительными. Примеры ω-6 ПНЖК включают линолевую кислоту (ПК), гамма-линоленовую кислоту (ГЛК), эйкозадиеновую кислоту, дигомо-гамма-линоленовую кислоту (ДГЛК), арахидоновую кислоту (АРК), докозадиеновую кислоту, адреновую кислоту и докозапентаеновую (ω-6) кислоту. ЛК, АРК, ГЛК и ДГЛК являются предпочтительными.
В одном воплощении ПНЖК продукт представляет собой ЭПК и/или сложный этиловый эфир ЭПК (ЭЭ).
В другом воплощении ПНЖК продукт представляет собой ДГК и/или сложный этиловый эфир ЭПК (ЭЭ).
В еще одном другом воплощении ПНЖК продукт представляет собой смесь ЭПК и ДГК и/или ЭЭ ЭПК и ЭЭ ДГК.
Подходящие исходные смеси для фракционирования способом по настоящему изобретению могут быть получены из природных источников, включающих растительные и животные масла и жиры, и из синтетических источников, включающих масла, полученные из генетически модифицированных растений, животных и микроорганизмов, включая дрожжи. Примеры включают рыбий жир, масла водорослей и микроводорослей и растительные масла, например, бурачниковое масло, масло Echium и масло энотеры. В одном воплощении исходная смесь представляет собой рыбий жир. В другом воплощении исходная смесь представляет собой масло водоросли. Масла водорослей являются особенно подходящими, когда желательный ПНЖК продукт представляет собой ЭПК и/или ДГК. Масло генетически модифицированного сафлора является особенно подходящим, когда желательный ПНЖК продукт представляет собой ГЛК. Генетически модифицированные дрожжи являются особенно подходящими, когда желательный ПНЖК продукт представляет собой ЭПК.
Исходная смесь может подвергаться химической обработке перед фракционированием способом по изобретению. Например, она может подвергаться переэтерификации глицерида или гидролизу глицерида, в определенных случаях, с последующими избирательными процессами, такими как кристаллизация, молекулярная перегонка, фракционирование с мочевиной, экстракция с нитратом серебра или с другими растворами солей металлов, йодлактонизация или фракционирование сверхкритической жидкости.
Исходные смеси типично содержат ПНЖК продукт и по меньшей мере один более полярный компонент и по меньшей мере один менее полярный компонент. Менее полярные компоненты имеют более сильное сцепление с адсорбентом, используемым в способе по настоящему изобретению, чем ПНЖК продукт. Во время процесса такие менее полярные компоненты типично перемещаются с твердой фазой адсорбента предпочтительнее, чем с жидкой фазой элюента. Более полярные компоненты имеют более слабое сцепление с адсорбентом, используемым в способе по настоящему изобретению, чем ПНЖК продукт. Во время процесса такие более полярные компоненты типично перемещаются с жидкой фазой элюента предпочтительнее, чем с твердой фазой адсорбента. В общем, более полярные компоненты будут отделяться в поток рафината, и менее полярные компоненты будут отделяться в поток экстракта.
Примеры более и менее полярных компонентов включают (1) другие соединения, встречающиеся в природных маслах (например жирах морских животных или раститительных маслах), (2) побочные продукты, образующиеся во время хранения, рафинации и предыдущих стадий концентрирования и (3) примеси из растворителей или реактивов, которые используются на протяжении предыдущих стадий концентрирования или очистки.
Примеры (1) включают другие нежелательные ПНЖК; насыщенные жирные кислоты; стерины, например, холестерин; витамины; и загрязнители из окружающей среды, такие как полихлорбифенил (ПХБ), полиароматические углеводородные (ПАУ) пестициды, хлорированные пестициды, диоксины и тяжелые металлы. Все из ПХБ, ПАУ, диоксинов и хлорированных пестицидов являются сильно неполярными компонентами.
Примеры (2) включают изомеры и продукты окисления или распада из ПНЖК продукта, например полимерные продукты автоокисления жирных кислот или их производные.
Примеры (3) включают мочевину, которая может добавляться для удаления из исходной смеси насыщенных или мононенасыщенных жирных кислот.
Предпочтительно исходная смесь представляет собой жир морских животных, содержащий ПНЖК, более предпочтительно - жир морских животных, содержащий ЭПК и/или ДГК.
Типичная исходная смесь для получения концентрированной ЭПК способом по настоящему изобретению содержит 50-75% ЭПК, от 0 до 10% ДГК и другие компоненты, включающие другие незаменимые ω-3 и ω-6 жирные кислоты.
Предпочтительная исходная смесь для получения концентрированной ЭПК способом по настоящему изобретению содержит 55% ЭПК, 5% ДГК и другие компоненты, включающие другие незаменимые ω-3 и ω-6 жирные кислоты. ДГК является менее полярной, чем ЭПК.
Типичная исходная смесь для получения концентрированной ДГК способом по настоящему изобретению содержит 50-75% ДГК, от 0 до 10% ЭПК и другие компоненты, включающие другие незаменимые ω-3 и ω-6 жирные кислоты.
Предпочтительная исходная смесь для получения концентрированной ДГК способом по настоящему изобретению содержит 75% ДГК, 7% ЭПК и другие компоненты, включающие другие незаменимые ω-3 и ω-6 жирные кислоты. ЭПК является более полярной, чем ДГК.
Типичная исходная смесь для получения концентрированной смеси ЭПК и ДГК способом по настоящему изобретению содержит больше чем 33% ЭПК и больше чем 22% ДГК.
Способ по изобретению требует (наличия) множества зон в указанной хроматографической установке. Типично используются две или более чем две зоны. Число зон не является конкретно ограниченным, но, в общем, имеются от 2 до 5 зон. Предпочтительно имеются две или три зоны, более предпочтительно имеются две зоны.
Типично компоненты, разделяемые в каждой зоне установки, используемой в способе по настоящему изобретению, имеют разные полярности.
Типично а) водно-спиртовой элюент, присутствующий в каждой зоне, имеет разное соотношение вода:спирт; и/или
б) скорость, с которой жидкость, отобранная через потоки экстракта и рафината в каждой зоне, рециркулирует обратно в ту же самую зону, корректируется так, что ПНЖК продукт может быть отделен от других компонентов исходной смеси в каждой зоне.
Когда установка, используемая в способе по настоящему изобретению, имеет две зоны, согласно настоящему изобретению типично предложен способ хроматографического разделения для выделения продукта - полиненасыщенной жирной кислоты (ПНЖК) из исходной смеси, который включает введение исходной смеси в хроматографическую установку с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем, имеющую множество связанных хроматографических колонок, содержащих, в качестве элюента, водный спирт, где установка имеет первую зону и вторую зону, причем каждая зона имеет поток экстракта и поток рафината, из которых можно отобрать жидкость из указанного множества хроматографических колонок, и где (а) поток рафината, содержащий ПНЖК продукт совместно с более полярными компонентами, отбирают из колонки в первой зоне и вводят в несмежную колонку во второй зоне, и/или (б) поток экстракта, содержащий ПНЖК продукт совместно с менее полярными компонентами, отбирают из колонки во второй зоне и вводят в несмежную колонку в первой зоне, причем указанный ПНЖК продукт отделяют от менее полярных компонентов исходной смеси в первой зоне, и указанный ПНЖК продукт отделяют от более полярных компонентов исходной смеси во второй зоне.
Типично, когда установка, используемая в способе по настоящему изобретению, содержит две зоны, элюент в первой зоне содержит больше спирта, чем элюент во второй зоне, и вторая зона расположена ниже по течению от первой зоны относительно тока элюента в системе. Таким образом, элюент в системе типично перемещается из первой зоны во вторую зону. Наоборот, твердая фаза адсорбента типично перемещается из второй зоны в первую зону. Типично две зоны не перекрываются, т.е. нет хроматографических колонок, которые находятся в обеих зонах.
В другом воплощении изобретения установка имеет первую зону, вторую зону и третью зону. Соотношения вода : спирт водно-спиртового элюента, присутствующего в первой, второй и третьей зонах, типично являются разными. Как будет очевидно специалисту в данной области, это имеет то последствие, что примеси, имеющие разные полярности, могут быть удалены в каждой зоне.
Предпочтительно, когда установка имеет три зоны, элюент в первой зоне содержит больше спирта, чем элюент во второй зоне и третьей зоне, и первая зона находится выше по течению от второй и третьей зон относительно тока элюента в системе. Типично элюент во второй зоне содержит больше спирта, чем элюент в третьей зоне, и вторая зона находится выше по течению от третьей зоны относительно тока элюента в системе. Типично в первой зоне указанный ПНЖК продукт отделяется от компонентов исходной смеси, которые являются менее полярными, чем ПНЖК продукт. Типично во второй зоне указанный ПНЖК продукт отделяется от компонентов исходной смеси, которые являются менее полярными, чем ПНЖК продукт, но более полярными, чем компоненты, отделяемые в первой зоне. Типично в третьей зоне указанный ПНЖК продукт отделяется от компонентов исходной смеси, которые являются более полярными, чем ПНЖК продукт.
В другом воплощении в первой зоне указанный ПНЖК продукт отделяется от компонентов исходной смеси, которые являются менее полярными, чем ПНЖК продукт, во второй зоне указанный ПНЖК продукт отделяется от компонентов исходной смеси, которые являются более полярными, чем ПНЖК продукт, и в третьей зоне указанный ПНЖК продукт отделяется от компонентов исходной смеси, которые являются более полярными, чем ПНЖК продукт и также более полярными, чем компоненты, отделяемые во второй зоне.
Такая установка, имеющая три зоны, была бы подходящей для отделения ЭПК и ДГК из смеси, содержащей примеси, которые являются менее полярными, чем ДГК и ЭПК, и также содержащей примеси, которые являются более полярными, чем ЭПК. В первой зоне компоненты, которые являются менее полярными, чем ДГК и ЭПК, удаляются в виде потока экстракта, и поток рафината, содержащий ДГК, ЭПК и компоненты, которые являются более полярными, чем ЭПК, отбираются и вводятся во вторую зону. Во второй зоне ДГК удаляется в виде потока экстракта, и поток рафината, содержащий ЭПК и компоненты, которые являются более полярными, чем ЭПК, отбираются и вводятся в третью зону. В третьей зоне компоненты, которые являются более полярными, чем ЭПК, удаляются в виде потока рафината, и очищенная ЭПК отбирается в виде потока экстракта. В данном воплощении очищенная ЭПК представляет собой очищенный ПНЖК продукт. Такая установка имеет преимущество в том, что также можно выделить вторичную ПНЖК. В данном случае вторичная ПНЖК представляет собой ДГК, отобранную в виде потока экстракта из второй зоны.
Типично, помимо указанного ПНЖК продукта, в способе хроматографического разделения по изобретению отбирается дополнительный вторичный ПНЖК продукт. Предпочтительно ПНЖК продукт представляет собой ЭПК, и дополнительный вторичный ПНЖК продукт представляет собой ДГК.
В другом воплощении изобретения установка скомпонована для отбора ПНЖК продукта, который представляет собой концентрированную смесь ЭПК и ДГК. Таким образом, используется исходная смесь, которая содержит ЭПК, ДГК, компоненты, которые являются более полярными, чем ЭПК и ДГК, и компоненты, которые являются менее полярными, чем ЭПК и ДГК. В первой зоне удаляется менее полярное вещество, чем ЭПК и ДГК. Во второй зоне удаляется вещество, которое является более полярным, чем ЭПК и ДГК, и концентрированная смесь ЭПК и ДГК отбирается в виде ПНЖК продукта.
Для целей способа по настоящему изобретению можно использовать любую известную хроматографическую установку с псевдодвижущимся или истинным движущимся слоем, при условии, что установка скомпонована со многими, в частности, двумя зонами, которые характеризуют способ по настоящему изобретению. Можно использовать все те установки, которые описаны в US 2985589, US 3696107, US 3706812, US 3761533, FR-A-2103302, FR-A-2651148, FR-A-2651149, US 6979402, US 5069883 и US 4764276, если они скомпонованы согласно способу по настоящему изобретению.
Число колонок, используемых в установке, не является конкретно ограниченным. Специалист легко смог бы определить подходящие число колонок для применения. Число колонок типично составляет 8 или более, предпочтительно 15 или более. В более предпочтительном воплощении используются 15 или 16 колонок. В другом более предпочтительном воплощении используются 19 или 20 колонок. В других более предпочтительных воплощениям используются 30 или больше колонок. Типично имеется не больше чем 50 колонок, предпочтительно не больше чем 40.
Каждая зона типично состоит из приблизительно равной доли от общего числа колонок. Таким образом, в случае установки, скомпонованной с двумя зонами, каждая зона типично состоит из приблизительно половины от общего числа хроматографических колонок в системе. Таким образом, первая зона типично состоит из 4 или более, предпочтительно из 8 или более, более предпочтительно - примерно 8 колонок. Вторая зона типично состоит из 4 или более, предпочтительно из 7 или более, более предпочтительно -7 или 8 колонок.
Размеры колонок, используемых в установке, не являются конкретно ограниченными и будут зависеть от объема исходной смеси, подлежащей очистке. Специалист легко смог бы определить колонки подходящего размера для применения. Диаметр каждой колонки типично составляет от 10 до 500 мм, предпочтительно от 25 до 250 мм, более предпочтительно - от 50 до 100 мм и наиболее предпочтительно - от 70 до 80 мм. Длина каждой колонки типично составляет от 10 до 200 см, предпочтительно от 25 до 150 см, боле предпочтительно от 70 до 110 см и наиболее предпочтительно от 80 до 100 см.
Колонки в каждой зоне типично имеют идентичные размеры, но, для определенных приложений, могут иметь разные размеры.
Скорости тока в колонке ограничиваются максимальными давлениями в ряду колонок и будут зависеть от размеров колонок и размера частиц твердых фаз. Специалист в данной области легко сможет установить требующуюся скорость тока для каждого размера колонки для обеспечения эффективной десорбции. Для колонок большего диаметра, в общем, потребуются более высокие скорости тока для поддержания линейного тока через колонки.
Для типичных размеров колонок, описанных выше, и для установки, имеющей две зоны, типично, скорость тока элюента в первой зоне составляет от 1 до 4,5 л/мин, предпочтительно от 1,5 до 2,5 л/мин. Типично, скорость тока экстракта из первой зоны составляет от 0,1 до 2,5 л/мин, предпочтительно от 0,5 до 2,25 л/мин. В воплощениях, где часть экстракта из первой зоны рециркулирует обратно в первую зону, скорость тока рециркуляции типично составляет от 0,7 до 1,4 л/мин, предпочтительно примерно 1 л/мин. Типично, скорость тока рафината из первой зоны составляет от 0,2 до 2,5 л/мин, предпочтительно от 0,3 до 2,0 л/мин. В воплощениях, где часть рафината из первой зоны рециркулирует обратно в первую зону, скорость тока рециркуляции типично составляет от 0,3 до 1,0 л/мин, предпочтительно примерно 0,5 л/мин. Типично скорость тока введения исходной смеси в первую зону составляет от 5 до 150 мл/мин, предпочтительно от 10 до 100 мл/мин, более предпочтительно - от 20 до 60 мл/мин.
Для типичных размеров колонок, описанных выше, и для установки, имеющей две зоны, скорость тока элюента во второй зоне типично составляет от 1 до 4 л/мин, предпочтительно от 1,5 до 3,5 л/мин. Типично скорость тока экстракта из второй зоны составляет от 0,5 до 2 л/мин, предпочтительно от 0,7 до 1,9 л/мин. В воплощениях, где часть экстракта из второй зоны рециркулирует обратно во вторую зону, скорость тока рециркуляции типично составляет от 0,6 до 1,4 л/мин, предпочтительно от 0,7 до 1,1 л/мин, более предпочтительно примерно 0,9 л/мин. Типично скорость тока рафината из второй зоны составляет от 0,5 до 2,5 л/мин, предпочтительно от 0,7 до 1,8 л/мин, более предпочтительно примерно 1,4 л/мин.
Как будет понятно специалисту, ссылки на скорости, с которыми жидкость отбирается или удаляется через разные потоки экстракта и рафината, относятся к объемам жидкости, удаленным за количество времени, типично - л/минуту. Аналогично, ссылки на скорости, с которыми жидкость рециркулирует обратно в ту же самую зону, типично в смежную колонку в той же самой зоне, относятся к объемам жидкости, рециркулирующей за количество времени, типично - л/минуту.
Типично, часть одного или более чем одного из потока экстракта из первой зоны, потока рафината из первой зоны, потока экстракта из второй зоны и потока рафината из второй зоны рециркулирует обратно в ту же самую зону, типично в смежную колонку в той же самой зоне.
Эта рециркуляция отличается от подачи потока экстракта или рафината в несмежную колонку в другой зоне. Рециркуляция скорее включает подачу части потока экстракта или рафината из зоны обратно в ту же самую зону, типично в смежную колонку в той же самой зоне.
Скорость, с которой жидкость, отобранная через поток экстракта или рафината из первой или второй зоны рециркулирует обратно в ту же самую зону, представляет собой скорость, с которой жидкость, отобранная через данный поток подается в ту же самую зону, типично в смежную колонку в той же самой зоне. Это можно увидеть со ссылкой на Фиг.9. Скорость рециркуляции экстракта в первой зоне представляет собой скорость, с которой экстракт, отобранный из нижней части колонки 2, подается в верхнюю часть колонки 3, т.е. скорость тока жидкости в верхнюю часть колонки 3. Скорость рециркуляции экстракта во второй зоне представляет собой скорость, с которой экстракт, отобранный из нижней части колонки 10, подается в верхнюю часть колонки 11, т.е. скорость тока жидкости в верхнюю часть колонки 11.
Рециркуляция потоков экстракта и/или рафината типично осуществляется подачей жидкости, отобранной через данный поток, в контейнер и затем выкачиванием количества данной жидкости из контейнера обратно в ту же самую зону. В этом случае скорость рециркуляции жидкости, отобранной через конкретный поток экстракта или рафината, типично обратно в смежную колонку в той же самой зоне, представляет собой скорость, с которой жидкость выкачивается из контейнера обратно в ту же самую зону, типично в смежную колонку.
Как будет понятно специалисту, количество жидкости, вводимой в зону через потоки элюента и исходного раствора, сбалансировано с количеством жидкости, удаляемой из зоны и рециркулирующей обрат