CN1324042C - 麦角甾醇的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及麦角甾醇的分离方法，其特征在于，在由含麦角甾醇的非水溶性有机溶剂溶液分离麦角甾醇时，向该溶液中提供水，使麦角甾醇析出。通过使用本发明的方法，能够高收率地制得麦角甾醇晶体。此外通过控制供应的水量，能够高收率地获得固液分离性良好的粒状麦角甾醇聚集体。
Description
技术领域
本发明涉及麦角甾醇(エルゴステロ一ル)的分离方法。
背景技术
麦角甾醇是在菌类等微生物中含有的一种甾醇，并且是作为维生素D2前体的有用物质。已经知道如果在非水溶性的有机溶剂中对该麦角甾醇进行结晶，就能够得到固液分离性良好的粒状聚集体(特开2002-80492号公报)。然而，在这种情况下存在如下问题，相对于期望的晶体收率，实际的收率明显降低，没有回收的部分由固液分离后的滤液形成绵状的微小晶体而逐渐析出，其中所述期望的晶体收率是由麦角甾醇在该有机溶剂中的溶解度而推断出的。另一方面，已经公知麦角甾醇会生成水合物结晶(S.E.Hull et al.，ActaCryst.B32，2370-2373(1976))，但是，该现象与上述问题之间的关系还不清楚。
发明内容
本发明提供解决如上所述的收率恶化问题的方法，并为了能够高收率地制得麦角甾醇晶体，更理想的是为了能够高收率地制得固液分离性良好的麦角甾醇聚集体而提供工业上有利的麦角甾醇的分离方法。
本发明者对麦角甾醇的结晶进行了各种实验研究，结果首次发现麦角甾醇结晶时水分量对收率影响很大，根据该认识而完成本发明。
根据本发明的麦角甾醇的分离方法，其特征在于，向非水溶性有机溶剂溶液中提供水。通过本发明，能够促进麦角甾醇结晶的生成，并获得高收率。此外，通过控制提供的水分量，能够促进固液分离性良好的麦角甾醇聚集体的生成，并获得高收率。另外，控制水分量时得到的麦角甾醇聚集体能够成为在晶体中含有无定形成分、结晶化率为50％或50％以上-90％或90％以下左右的聚集体。
即，本发明涉及麦角甾醇的分离方法，其特征在于，由含有麦角甾醇的非水溶性有机溶剂溶液分离麦角甾醇时，向该溶液中提供水，使麦角甾醇析出。
另外，本发明涉及上述方法，其中，提供的水的量是在不与非水溶性有机溶剂分离成2种液相范围内的量。
此外，本发明涉及上述方法，其中，含有麦角甾醇的非水溶性有机溶剂是从含有麦角甾醇的微生物中利用非水溶性有机溶剂提取麦角甾醇的溶液、或者利用其他溶剂提取后由非水溶性有机溶剂进行交换而成的溶液；
本发明涉及上述方法，其中，非水溶性有机溶剂是己烷、庚烷、辛烷或其混合物；
本发明涉及上述方法，其中，水的提供方法是连续地或者间歇地对使麦角甾醇析出的装置的气相部位进行增湿的方法；
本发明涉及上述方法，其中，析出、分离的麦角甾醇是结晶化率为50％或50％以上-90％或90％以下的聚集体。
另外，本发明涉及结晶化率为50％或50％以上-90％或90％以下的麦角甾醇聚集体。
发明的详细内容
下面对本发明进行详细地说明。
本发明的麦角甾醇分离方法的特征在于，向含有麦角甾醇的非水溶性有机溶液中提供水，使麦角甾醇析出。
麦角甾醇是在菌类等微生物中含有的一种甾醇，并且是作为维生素D2前体的有用物质。具有代表性的菌类可列举香菇(シイタケ)、奇果菌(マイタケ)等蘑菇类，酵母，在豆科植物的根部发现的根瘤菌等。另外，其他微生物可列举小球藻(クロレラ)等单细胞藻类等。
本发明中所谓的非水溶性有机溶剂是指，作为一般性质例如化学物质安全性数据等显示与水不溶或者难溶的物质，具体地可列举例如己烷、庚烷、辛烷等脂肪烃，苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等卤代烃等。这些可以单独使用，也可以使用2种或2种以上。其中，出于进行析出麦角甾醇的操作所需的观点考虑，优选麦角甾醇的溶解性低的脂肪烃。其中，更优选己烷、庚烷、辛烷、其混合物等。
含有麦角甾醇的非水溶性有机溶剂可以列举，例如只溶解麦角甾醇的非水溶性的有机溶剂；利用非水溶性的有机溶剂从含有麦角甾醇的菌类等微生物中提取麦角甾醇的提取液；利用其他溶剂从含有麦角甾醇的菌类等微生物中提取麦角甾醇后，由非水溶性有机溶剂进行交换而成的溶液等。
作为用于提取的其他溶剂例如可列举丙酮、乙醇、2-丙醇等水溶性有机溶剂，这些水溶性有机溶剂和上述非水溶性有机溶剂的混合物。
而且，当利用非水溶性的有机溶剂从含有麦角甾醇的菌类等微生物中提取麦角甾醇时，可以在下一步的析出工序中直接使用所得提取液，或者在利用比麦角甾醇溶解性更高的非水溶性有机溶剂(芳香烃、卤代烃)提取后，将该提取液由比麦角甾醇溶解性更低的非水溶性有机溶剂(脂肪烃)进行交换而成的溶液，将所得溶液用于下面的析出工序。
当从含有麦角甾醇的非水溶性有机溶剂析出麦角甾醇时，可以应用一般公知的通过降低溶液温度降低溶解度，从而使目标物质析出的冷却结晶法；或通过蒸发有机溶解进行浓缩，从而使目标物质析出的蒸发结晶法。在本发明中，与利用共沸等蒸发除水的蒸发结晶法相比，更优选使用冷却结晶法。
对于析出麦角甾醇时使用的装置没有特别的限制，例如可列举使用带夹套搅拌槽的间歇式结晶析出装置、通过带1副或多副夹套的搅拌槽进行连续地供应液体·取样的连续式结晶析出装置、塔形的连续结晶析出装置等。
本发明中，在使麦角甾醇析出时供应水，供应的水的量优选在不会与非水溶性有机溶剂分离成2种液相范围内的量。这里所谓的在不会与非水溶性有机溶剂分离成2种液相范围内的水量是能够溶解在非水性有机溶剂中极微量的水量。该水量与在非水溶性有机溶剂中的水的溶解度有关，并根据非水溶性有机溶剂的种类而有所不同，例如，当使用己烷作为非水溶性有机溶剂时，水的量优选为相对于己烷1～100ppm左右。
如果水量过多，由于形成非水溶性有机溶剂相和水相2种液相，除了变得难以操作，麦角甾醇形成针状晶体，存在固液分离性下降的趋势。另一方面，如果完全不提供水，就不析出晶体，收率下降。
另外，如果以液体供应水，即使其供应量为最终没有分离成2种液相的量，液相也会暂时形成不均匀的状态，那时在局部存在水的地方会生成针状晶体。为了防止上述问题，作为水的供应方法，优选采用如下方法，即通过对析出麦角甾醇的装置的气相部位(存在气体的部位)增湿而供应水，使液相保持均匀的状态。
作为增湿气相部位的方法，只要是能够供应不分离成2种液相的水即可没有特别的限制，例如可列举直接通入水蒸汽的方法、事先使通过水中的氮气等循环的方法、由超声波加湿器等产生雾状水的供应方法、使在产生雾状水中通过的气体流通的方法等。
另外，优选连续或者间歇地供应水。更优选的是通过连续或者间歇地对析出麦角甾醇的装置的气相部位进行增湿而供应水的方式。
结晶温度优选为-30～80℃，更优选为-20～60℃。结晶时间优选为0.5～24小时，更优选为1～6小时。另外，当缓慢冷却进行结晶时，冷却速度优选为0.05～3℃/分，更优选为0.1～1℃/分。
如上所述，使麦角甾醇析出后，利用过滤等进行固液分离可以分离麦角甾醇。另外，通过在常温或者加热下、常压或者减压下对分离的麦角甾醇进行干燥，可以获得麦角甾醇的晶体。
麦角甾醇的回收率优选为60％或60％以上，更优选为70％或70％以上，进一步优选为80％或80％以上，特别优选为90％或90％以上。
在本发明的麦角甾醇分离方法中，特别是通过控制供应的水分量析出、分离的麦角甾醇，是固液分离性良好的粒状聚集体，但并不是一般公知的简单水合物晶体，而是在晶体中含有水合物晶体和无定型(非晶质)成分的聚集体。由于无定型成分不含有结晶水，因此，利用少于为获得全部水合物晶体所需的水分量，就能够有效地析出聚集体，并能够提高收率。因此，无定型成分较多是优选的，但是，如果无定型成分太多就不能得到聚集体。因此，麦角甾醇的结晶化率优选为50％或50％以上-90％或90％以下，更优选为60％或60％以上-80％或80％以下。
在具有如上特征的聚集体中，为了构成结晶成分毕竟需要微量的水，因此当在析出麦角甾醇时不供应水的场合，体系中的水分就被消耗完，不能提高收率。
上述结晶化率可以通过X射线衍射进行测定，也可以通过热重量分析而测定水合的水量而求得。在本说明书中，结晶化率是采用利用热重量分析进行测定而求得的值。也就是说，为了不损失结晶水而对自然干燥的聚集体进行热重量分析，测定其含水量，从而能够求得聚集体中的结晶成分的量，即结晶化率。
具体地讲，按照如下过程求得结晶化率。可以认为自然干燥的聚集体中的结晶成分是1水合物，而且无定型成分不含结晶水，因此存在于聚集体中的水的摩尔数＝结晶的摩尔数。另外，将供分析的试样的重量记作W，将测定的重量减少量记作Δw，
结晶的摩尔数Mc＝Δw÷水的分子量
麦角甾醇的总摩尔数M＝(W-Δw)÷麦角甾醇的分子量，求得的结晶化率＝(Mc/M)×100。
此外，所得的粒状聚集体的粒径优选为50μm或50μm以上，更优选为100μm或100μm以上。
实施发明的最佳方式
下面，通过列举实施例而描述本发明，但本发明不限于这些实施例。
(实施例1)
向使用500ml可分离烧瓶的间歇式结晶析出装置中过滤500ml含有麦角甾醇浓度为4g/L的己烷溶液，一边搅拌，一边以0.2℃/分的冷却速度将液温由45℃冷却至10℃。由35℃开始，每隔25分钟，打开容器的上部利用注射器一次通入100ml经40℃温水加湿的空气。冷却结晶结束后，利用抽吸过滤装置进行固液分离，干燥后得到聚集体。所得晶体是粒径100～200μm的粒状聚集体，固液分离性良好，回收率(以装料量为基准，测定溶液浓度)为良好的78％。另外，使用热重量分析装置(セイコ-电子工业制TG/DTA220)，以10℃/分的升温速度由30℃升温至180℃，测定重量的减少量，求得结晶化率，该聚集体的结晶化率为66％。
(实施例2)
连续地向内径30mm、高450mm的塔型连续结晶析出装置供给浓度调整至4g/L麦角甾醇的己烷溶液。结晶析出装置操作的进行条件为，塔顶的出口温度10℃、搅拌旋转速度100rpm、液供给速度5ml/分(供给液维持在约50℃)、平均保留时间60分钟。在装置上端的气相部位预先使氮气流通，其中所述氮气是通过由喷嘴加入水的收集管加湿的。对在装置内析出、沉降的结晶进行取样，结果得到粒径200μm左右的粒状聚集体，且固液分离性良好。装置运转1小时后的回收率(以装料量为基准，测定装置出口的溶液浓度)为良好的77％。另外，与上述同样地进行热重量分析，其晶体的结晶化率为60％。
(实施例3)
向使用500ml可分离烧瓶的间歇式结晶析出装置中过滤500ml含有麦角甾醇浓度为4g/L的己烷溶液，一边搅拌，一边以0.2℃/分的冷却速度将液温由45℃冷却至10℃。在冷却过程中添加0.5ml水。添加的水不能溶于己烷，直到冷却结束以液滴的形式存在。冷却结束后，进行固液分离，对结晶进行减压干燥后取出。回收率(以装料量为基准，测定溶液浓度)为良好的87％，晶体形成针状。另外，与上述同样地进行热重量分析，该晶体的结晶化率为95％。
(比较例1)
向使用500ml可分离烧瓶的间歇式结晶析出装置中过滤500ml含有麦角甾醇浓度为4g/L的己烷溶液，一边搅拌，一边以0.2℃/分的冷却速度将液温由45℃冷却至10℃。直到冷却结束使装置保持密闭状态。冷却结束后，进行固液分离，对结晶进行减压干燥后取出。所得晶体是约200μm的粒状聚集体，固液分离性良好，但是回收率(以装样量为基准，测定溶液浓度)为较差的53％。
工业实用性
通过本发明，能够高收率地制得麦角甾醇晶体。另外，通过控制供应的水量，能够高收率地制得固液分离性良好的粒状麦角甾醇聚集体。
Claims (4)
1.麦角甾醇的分离方法，其特征在于，在由含麦角甾醇的非水溶性有机溶剂溶液分离麦角甾醇时，向该溶液中提供水，使麦角甾醇析出，其中提供的水的量为在不与非水溶性有机溶剂分离成2种液相范围内的量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，含麦角甾醇的非水溶性有机溶剂溶液是从含麦角甾醇微生物中利用非水溶性有机溶剂提取麦角甾醇的溶液、或者利用其他溶剂提取后由非水溶性有机溶剂进行交换而成的溶液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非水溶性有机溶剂是己烷、庚烷、辛烷或其混合物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，水的提供方法是连续地或者间歇地对装置的气相部位进行增湿的方法，其中所述装置为使麦角甾醇析出的装置。
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