CZ269896A3 - Způsob výroby methylesteru nebo ethylesteru kyseliny arachidonové - Google Patents

Description

Způsob výroby methylesteru nebo ethylesteru arachitjQjnové

I Ξ O'

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby esterů kyseliny arafiftidoITOVé* z jater hospodářských zvířat.

Dosavadní stav techniky

Kyselina arachidonová patří mezi tzv. nezbytné (esenciální) nenasycené mastné kyseliny a zastává v organizmu významnou funkci jako prekurzor prostaglandinů, prostacyklinu, tromboxanů a leukotrienů. Tyto látky vznikají ve tkáních oxidativním metabolickým pochodem působením různých enzymů, jako prostaglandinsynthetázou, cyklooxygenázou, lipoxygenázou a j. a regulují nejrůznější biologické funkce v organizmu.

Ve zdravém organizmu vzniká kyselina arachidonová hlavně v játrech metabolickou výměnou z kyselin s 18 uhlíky a menším počtem dvojných vazeb, hlavně z kyseliny linolové. Porucha tohoto metabolizmu může být též příčinou nedostatku kyseliny arachidonové v těle.

Studiem přítomnosti nebo nedostatku kyseliny arachidonové v dietě různých zvířat a její aplikace do různých orgánů byly zjištěny příznivé vlivy kyseliny arachidonové na sníženi hladiny cholesterolu v krvi a snížení krevního tlaku, na inhibici shlukování krevních destiček, na stimulaci žaludeční sekrece a mnohé jiné, například baktericidní a antivirové účinky. Výsledky zmíněných studií byly navrženy a některé již realizovány při léčení a^řterosklerózy, kardiovaskulárních chorob, cukrovky, v geriatrii a při vnější aplikaci též v dermatologii a kosmetice.

Ve veterinární medicíně bylo zjištěno indukční působení kyseliny arachidonové při snášení vajec u slepic, luteolytické působení u skotu a navrženo k synchronizaci říje u ovcí.

Esenciální kyseliny nebo estery jsou nyní součástí různých potravinových doplňků, náhradních směsí mateřského mléka a účinných součástí kosmetických přípravků.

Kyselina arachidonová zastává významnou úlohu při immunostimulaci a její metabolizmus má určité vztahy k tvorbě a inhibici nádorů.

Je známo již mnoho způsobů izolace kyseliny arachidonové a jejich esterů, kterými se získá produkt více či méně obohacený, vhodný k vyčištění až na 99% čistotu. Jsou to různé typy preparativních sloupcových chromatografií na silikagelu samotném, preparovaném dusičnanem stříbrným, s použitím reversní fáze nebo na molekulárních sítech. K obohacení volných nenasycených mastných kyselin byly použity také iontoměniče. Vysoce nenasycené esenciální kyseliny nebo jejich estery byly též izolovány a čištěny extrakcí kysličníkem uhličitým za superkritických podmínek. Oddělení nasycených kyselin nebo esterů od nenasycených se dříve provádělo též frakcionací močovinových komplexů. Jsou popsány také různé kombinace výše uvedených metod.

Methyl nebo ethylestery esenciálních kyselin byly z tuků chemickou hydrolýzou, později enzymatickou hydroláz s následnou esterifikací. V poslední době se provádí přímá transesterifikace tuků v příslušném alkoholu v alkalickém prostředí nebo za přítomnosti minerálních kyselin.

Čištění kyseliny arachidonové se provádí převedením na iodolakton, z kterého se po odstranění příměsí uvolní zpět kyselina arachidonová s čistotou kolem 95 %.

Známé metody přípravy různě obohacených esterů kyseliny arachidonové jsou časově náročné, vyžadují drahé speciální přístroje, a tím jsou málo hospodárné.

připravovány různými typy

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky jsou do značné míry potlačeny v předkládaném způsobu výroby methylesteru nebo ethylesteru kyseliny arachidonové, jehož podstata spočívá podle vynálezu v tom, že se čerstvá játra hospodářských zvířat po homogenizaci extrahují nízkovroucím rozpouštědlem, například methylenchloridem, za přítomnosti antioxidantu v inertní atmosféře při teplotě 15 až 50 °C po dobu 3 až 8 hodin, a po oddestilování rozpouštědla, které se regeneruje a vrací do procesu, se extrakt transesterifikuje na směs methyl nebo ethylesterů s příslušným alkoholem za přítomnosti acetylchloridu a/nebo trifluoroctové kyseliny při teplotě 15 až 80 °C po dobu 1 až 4 hodin v atmosféře inertního plynu. Po oddestilování alkoholu, nízkovroucích příměsí a většiny chlorovodíku se zbytek zředí tří až osmiobjemovým násobkem acetonu, zneutralizuje se práškovým hydrogenuhličitanem sodným nebo triethylaminem 30 až 120 minutovým mícháním, a potom se směs nechá stát 4 až 24 hodin v mrazicím boxu při teplotě -15 až -40 °C. Směs se zfiltruje při teplotě chladícího boxu a zbytek na filtru promyje vychlazeným acetonem za atmosférického nebo sníženého tlaku.. Ze zbytku se podle potřeby odstraní další podíly níževroucích nasycených esterů a oleátu frakční destilací za sníženého tlaku a získá se produkt až se 40 % esteru kyseliny arachidonové. Podle potřeby se může opakováním vymražování v acetonu a vakuové destilace získat příslušný ester s 60% čistotou.

Způsob podle vynálezu představuje poměrně jednoduchou a rychlou metodu přípravy methyl nebo ethylesteru kyseliny arachidonové, kde odpadá obvyklá časově i ekonomicky náročná lyofilizace výchozího materiálu a pracná izolace příslušných esterů po transesterifikací, která se obvykle provádí promýváním nebo extrakcí kyselých nebo alkalických vodných heterogenních fází. Jako zdroje surovin se může použít odpadového materiálu z veterinárních asanačních podniků, tj. jater nevhodných k běžné konzumaci, nebot postup čištění dostatečně odstraní případně přítomné těžké kovy, pesticidy i nežádoucí cholesterol.

Popsaný postup se kromě extrakce dá použít též pro izolaci a obohacení esterů esenciálních mastných kyselin z rybího tuku, tj. methyl nebo ethylesteru kyselin eikosapentaenové a dokosahexaenové.

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Do 150 1 nerezového kotle bylo umístěno 25 kg vepřových jater rozemletých na nerezovém mlýně, 75 1 methylenchloridu a po 20 g chloridu sodného, chloridu hořečnatého a α-tokoferolu jako antioxidantu. Směs byla míchána 4 hodiny při 15 až 20 °C pod dusíkovou atmosférou a po 1 hodině stání byla spodní vrstva rozpouštědla oddělena a zfiltrována při přetlaku 0,1 MPa dusíku přes tlakový filtr, takže vodní fáze s kaší jater zůstala v kotli. K v< dní fázi bylo přidáno dalších 25 1 methylenchloridu a 10 g antioxidantu a mícháno 3 h za stejných podmínek, jako při předešlé extrakci. Po minimálně 2 h usazení byla spodní vrstva zfiltrována přetlakem dusíku. Oba zfiltrované podíly extraktu byly spojeny a v dalším nerezovém kotli bylo pod dusíkem za míchání oddestilováno rozpouštědlo při 50 °C za atmosférického tlaku. Zbylo 800 ml extraktu, ze kterého bylo po oddestilování zbytků rozpouštědla na rotační odparce za sníženého tlaku získáno

490 g extrahovaného tuku.

Příklad 2

Ke směsi 200 g extraktu vepřových jater all methanolu bylo pod dusíkovou atmosférou přikapáno za míchání 57 ml (0,8 gmol) acetylchloridu, přidáno 2 g α-tokoferolu a poté byla směs zahřívána 2 h k varu. Methanol a níže vroucí látky byly spolu s částí chlorovodíku vzniklého reakcí oddestilovány za sníženého tlaku a zbytek smíchán s 500 ml acetonu. Směs byla míchána za postupného přidávání 25 g hydrogenuhličitanu sodného 1 hodinu k neutralizaci zbylého chlorovodíku a potom uložena do mrazícího boxu při teplotě -15 °C. Druhý den byla vyloučená látka (hlavně methylestery nasycených kyselin) spolu s anorganickými solemi po promíchání odfiltrována na fritě př teplotě -15 °C, zbytek na filtru promyt 100 ml vychlazeného acetonu a veškerý aceton z filtrátu oddestilován. Zbylá směs surových methylesterů byla podrobena frakční vakuové destilaci. Destilace byla prováděna za tlaku 27 Pa a destilát byl jímán ve třech frakcích, přičemž byla jímadla ochlazována na -20 až -60 °C. 1.Frakce s teplotou varu 125 až 140 °C obsahovala většinu níževroucích nasycených i nenasycených methylesterů s nižším počtem atomů uhlíku (16, 18).

2.Frakce s t.v. 140 až 155 °C obsahovala 8 % arachidonanu methylnatého a 3.frakce s t.v. 155 až 165 °C 24,5 % téhož esteru. Celkový výtěžek přepočtený na 100 % arachidonanu methylnatého činil 4 %. Analytické stanovení esterů nenasycených kyselin se tak jako v ostatních případech provádělo na plynovém chromatografu v kombinaci s hmotovým spektrografem.

Příklad 3

Ke směsi 200 g extraktu vepřových jater, 3 g tokoferolu a 1000 ml ethanolu bylo přikapáno za míchání pod dusíkovou atmosférou 50 ml (0,7 mol) acetylchloridu, načež byla směs zahřívána k varu pod zpětným chladičem za uváděni mírného proudu dusíku (kontrola bublačem).Po ochlazení pod teplotu varu ethanolu byl zpětný chladič vyměněn za sestupný a přebytečný ethanol oddestilován (společně se vzniklým ethylacetátem a částí chlorovodíku) nejdříve za atmosférického, ke konci destilace za sníženého tlaku. Po ochlazení bylo ke zbytku přidáno 600 ml acetonu a za míchání byla směs neutralizována přidáváním 30 ml triethylaminu. Po 30 minutách míchání byl roztok odlit od vzniklých solí, přidáno 20 g bezvodého síranu sodného a necháno stát při teplotě -18 až -30 °C dva dny. Pevná vyloučená látka byla odfiltrována na fritě a z filtrátu oddestilován aceton za atmosférického tlaku. Aceton byl po rektifikaci vracen do výroby. Zbytek byl protřepán se 150 ml hexanu, po usazení byla oddělena spodní vrstva a po oddestilování hexanu bylo získáno 80 g směsi ethylesterů hlavně nenasycených kyselin s 14 % ethylesteru kyseliny arachidonové. Produkt byl dále čištěn a obohacen o ethylarachidonát způsobem popsaným v příkladě 2. Množství jednotlivých složek ethylesterů bylo stanoveno podobně jako v předešlém příkladě.

Průmyslová využitelnost

Význam a použití kyseliny arachidonové a jejich esterů v posledních letech (baktericidní a anticholesterické kardiovaskulárních stále vzrůstá jak v humánním lékařství antivirové účinky, antihypertenzní a účinky, příznivé účinky při léčení nemocí, diabetes mellitus, v dermatologii aj.), tak ve veterinární medicíně (luteolytické působení u skotu, synchronizace říje u ovcí) a při vnější aplikaci v kosmetice.

Claims (1)

1. Způsob výroby methylesteru nebo ethylesteru kyseliny arachidonové z jater hospodářských zvířat, vyznačující se t í m , že se provede extrakce čerstvých homogenizovaných jater za přítomnosti antioxidantu pod inertní atmosférou při teplotě 15 až 50 °C po dobu 3 až 8 hodin, extrahovaný tuk se transesterifikuje přebytkem methylalkoholu nebo ethylalkoholu v atmosféře inertního plynu za přítomnosti acetylchloridu a/nebo trifluoroctové kyseliny při teplotě 15 až 80 °C po dobu 1 až 4 hodin, a ze vzniklé směsi methylesterů nebo ethylesterů mastných kyselin se methylester nebo ethylester kyseliny arachidonové izoluje a čistí od nezreagovaných kyselin, esterů nasycených kyselin, popřípadě pesticidů a cholesterolu opakovanou kombinací vymražování roztoku směsi v acetonu při teplotě -15 až -40 °C a následné frakční vakuové destilace za tlaku 67 až 5 Pa za současného chlazení jímadla na -20 až -60 °C.