DE69533793T2

DE69533793T2 - Lösungsmittel-extraktionsverfahren

Info

Publication number: DE69533793T2
Application number: DE69533793T
Authority: DE
Inventors: Llewellyn Richard Tarporley POWELL; James Timothy Nr Mold NOAKES; Frederick Peter Sowerby WILDE
Original assignee: Ineos Fluor Holdings Ltd
Current assignee: Ineos Fluor Holdings Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2015-03-16
Also published as: GB9406423D0; DE69533793D1; KR970701578A; ES2236704T3; NZ281989A; US6224847B1; AU1897095A; EP0752903A1; WO1995026794A1; BR9507212A; JP3238407B2; CN1078088C; CN1147208A; CA2185422A1; JPH09510913A; HU9602487D0; US20010021367A1; RU2149671C1; KR100362918B1; HUP9602487A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lösemittel-Extraktionsverfahren, bei dem ein Ausgangsmaterial, das eine bestimmte Verbindung oder Zusammensetzung enthält, mit einem Extraktions-Lösemittel behandelt wird, um wenigstens einen Teil dieser Verbindung oder Zusammensetzung aus dem Ausgangsmaterial zu entfernen.
Verfahren zum Extrahieren einer gewünschten Verbindung oder Zusammensetzung aus einem Ausgangs- oder Rohmaterial, das diese Verbindung oder Zusammensetzung als einen Bestandteil enthält, unter Verwendung eines geeigneten Extraktions-Lösemittels sind in diesem Fachgebiet bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird das Ausgangsmaterial mit dem Extraktions-Lösemittel in Kontakt gebracht, wobei oft gleichzeitig intensiv gemischt wird, um das Lösen der gewünschten Verbindung oder Zusammensetzung im Extraktions-Lösemittel zu erleichtern, und die resultierende Lösemittelflüssigkeit, die die gewünschte Verbindung oder Zusammensetzung enthält, wird dann vom Ausgangsmaterial für die anschließende Weiterverarbeitung abgetrennt, z. B. für eine Destillation zur Entfernung des Extraktions-Lösemittels. Sinnvollerweise können mehrfache Extraktionsschritte mit der gleichen Probe des Ausgangsmaterials durchgeführt werden, um so die Menge der gewünschten Verbindung oder Zusammensetzung, die aus dieser Probe extrahiert wird, zu maximieren. Typische Beispiele für Extraktions-Lösemittel, die nach dem gegenwärtigen Stande der Technik verwendet werden, sind Hexan, Methylacetat, Ethylacetat, Aceton und Methanol.
Verfahren einer Losemittelextraktion werden zwar im kommerziellen Maßstab eingesetzt, aber die Extraktions-Lösemittel, die derzeit in diesen Verfahren eingesetzt werden, sind nicht ganz zufrieden stellend. Wenn Lösemittel wie Hexan verwendet werden, um Aromaöle oder aromatische Öle, wie sie in der Nahrungsmittelindustrie und der kosmetischen Industrie verwendet werden, aus pflanzlichem Material zu extrahieren, das diese Öle enthält, tendieren beispielsweise unerwünschte Materialien, die in den Pflanzen enthalten sind, z. B. hochmolekulare Wachse, dazu, zusammen mit dem gewünschten Öl eluiert zu werden. Dieses Problem macht es erforderlich, die resultierende Hexanflüssigkeit einer Weiterverarbeitung zu unterziehen, bei der die unerwünschten Wachse durch eine Extraktion, z. B. mittels Ethanol, entfernt werden. Außerdem haben die Extraktions-Lösemittel, die derzeit verwendet werden, ziemlich hohe Siedepunkte, und die hohen Temperaturen, die im Destillationsprozess eingesetzt werden, um diese hoch siedenden Lösemittel aus dem extrahierten Material zu entfernen, können zu Problemen führen. Zum Beispiel sind die Aromaöle oder aromatischen Öle, die in bestimmten Pflanzen enthalten sind, komplexe Substanzen, die eine große Zahl von Einzelverbindungen enthalten, von denen einige relativ flüchtig oder thermisch relativ instabil sind. Dementsprechend können hohe Destillationstemperaturen dazu tendieren, zu einem Verlust an Produkt zu führen, und zwar entweder durch eine Co-Evaporation der flüchtigeren Verbindungen mit dem Extraktions-Lösemittel oder durch einen thermischen Abbau der thermisch instabileren Verbindungen.
Das Dokument US-A-3769033 lehrt die Extraktion von Coffein mit Dichlormonofluormethan. EPA-0616821 (Prioritätsdatum 22.02.93, Veröffentlichungsdatum 28.09.94) beschreibt die Extraktion von Nicotin und Coffein aus natürlichen Materialien mit C₁-C₉-Fluorkohlenstoffen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Extrahieren einer Zusammensetzung, die eine Verbindung aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Penicillinen, Paclitaxel, Monensin und Cytochalasin oder einem Vorläufer von diesen besteht, aus einem Ausgangsmaterial bereit, das eine derartige Verbindung oder einen derartigen Vorläufer als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des Ausgangsmaterials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Penrafluorethan und den Fluorpropanen besteht, und 2) des Abtrennens der so erhaltenen Lösemittel-Flüssigkeit, die den Extrakt des Ausgangsmaterials enthält.
In einer anderen Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Extrahieren einer Zusammensetzung, die ein Pyrethroid oder einen Vorläufer davon aufweist, aus einem Ausgangsmaterial bereit, das ein Pyrethroid oder einen Vorläufer davon als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des Ausgangsmaterials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Fentafluorethan und den Fluorpropanen besteht, und 2) des Abtrennens der so erhaltenen Lösemittel-Flüssigkeit, die den Extrakt des Ausgangsmaterials enthält.
Eine weitere Ausführungsform stellt ein Verfahren zur Extraktion einer Zusammensetzung, die eine biologisch aktive Verbindung oder einen Vorläufer von ihr aufweist, aus einem Ausgangsmaterial bereit, das eine derartige Verbindung oder einen derartigen Vorläufer als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des Ausgangsmaterials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Pentafluorethan und den Fluorpropanen besteht, sowie ein Co-Lösemittel aufweist, und 2) des Abtrennens der so erhaltenen Lösemittel-Flüssigkeit, die den Extrakt des Ausgangsmaterials enthält.
Außerdem wird ein Verfahren zur Extraktion eines Naturprodukts aus einem pflanzlichen Material, das das Produkt natürlicherweise als Bestandteil enthält, bereit gestellt, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des pflanzlichen Materials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Pentafluorethan und den Fluorpropan besteht, sowie ein Co-Lösemittel aufweist, um das Naturprodukt aus dem pflanzlichen Material in das Lösemittel zu extrahieren, und 2) des Abtrennens des Lösemittels, das das extrahierte Naturprodukt aus dem pflanzlichen Material enthält.
Wenn der Ausdruck „pflanzliches Material" in dieser Beschreibung verwendet wird, dann beinhaltet er nicht nur Materialien, die im wesentlichen unbearbeitet sind und als solche eindeutig als pflanzlichen Ursprungs erkennbar sind, z. B. Rinde, Blätter, Blüten und Samen, sondern auch Materialien, die zwar von Pflanzen stammen, aber verschiedenen Prozessen unterzogen wurden und als solche eine Form aufweisen, die sich in gewisser Weise von derjenigen der Pflanzen, von denen sie herrühren, unterscheiden, z. B. gemahlenes Cumin und gemahlener Ingwer.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Extraktionsverfahren dazu verwendet werden, eine biologisch aktive Verbindung, beispielsweise ein Pestizid oder eine pharmazeutisch wirksame Substanz oder einen Vorläufer für eine derartige Verbindung, aus einem Ausgangsmaterial zu extrahieren, das diese Verbindung oder diesen Vorläufer enthält, beispielsweise einem pflanzlichen Material, einer Zellkultur oder einem Fermentierungsmedium.
Zu geeigneten Pestiziden, die mittels des erfindungsgemäßen Extraktionsverfahrens extrahiert werden können, gehören Insektizide wie Pyrethroide.
Zu geeigneten pharmazeutisch wirksamen Substanzen, die mittels des erfindungsgemäßen Extraktionsverfahrens extrahiert werden können, gehören die Penicilline, die Alkaloide, Paclitaxel, Monensin und Cytochalasin. Vorläufer dieser Verbindungen können ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Extraktionsverfahrens extrahiert werden. Bei einer bestimmten Anwendung des erfindungsgemäßen Extraktionsverfahrens kann bzw. können Paclitaxel, ein wichtiges Mittel gegen Krebs, und/oder Taxan, das ein Vorläufer von Paclitaxel ist, aus Produkten des Eibenbaumes extrahiert werden, beispielsweise aus der Rinde oder aus Nadeln, die von diesen Bäumen geerntet wurden.
Das Extraktions-Lösemittel, das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, umfasst einen C₁-C₃-Fluorkohlenstoff (d. h. einen Fluorkohlenstoff mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen). Es können gegebenenfalls Mischungen von zwei oder mehr Fluorkohlenstoffen verwendet werden. Es werden Fluorkohlenstoffe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, insbesondere die Fluormethane, Fluorethane und Fluorpropane, verwendet, und von diesen werden die Fluorkohlenstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen, insbesondere die Fluorethane, besonders bevorzugt. Beispiele für Fluormethane, Fluorethane und Fluorpropane, die für das erfindungsgemäße Extraktionsverfahren nützlich sein können, sind Difluormethan, Pentafluorethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpropan, 1,1,1,2,2,3-Hexafluorpropan und 1,1,1,3,3,3-Hexafluorpropan.
Die bevorzugten Fluorkohlenstoffe haben einen Siedepunkt von 15°C oder darunter, z. B. im Bereich von –85 bis 15°C, vorzugsweise von 0°C oder darunter, z.B. im Bereich von –85 bis 0°C, und bevorzugter von –10°C oder darunter, z.B. im Bereich von –70 bis –10°C. Ein besonders bevorzugter Fluorkohlenstoff ist 1,1,1,2-Tetrafluorethan (R-134a).
Das Co-Lösemittel, das zusammen mit dem C_1–3-Fluorkohlenstoff verwendet werden kann, hat typischerweise einen Siedepunkt von 60°C oder darunter, z.B. im Bereich von –85 bis 60°C. Die bevorzugten Co-Lösemittel haben einen Siedepunkt von 20°C oder darunter, z.B. im Bereich von –85 bis 20°C, vorzugsweise von 10°C oder darunter, z.B. im Bereich von –70 bis 10°C, und bevorzugter von 0°C oder darunter, z.B. im Bereich von –60 bis 0°C. Es können gegebenenfalls Mischungen von zwei oder mehr Co-Lösemitteln verwendet werden. Geeignete Co-Lösemittel können aus den C_2–6-, insbesondere den C_2–4-Kohlenwasserstoffverbindungen ausgewählt werden, die aliphatisch oder alicyclisch sein können. Bevorzugte Kohlenwasserstoffe sind die Alkane und Cycloalkane, wobei Alkane wie Ethan, n-Propan. i-Propan, n-Butan und i-Butan besonders bevorzugt sind. Zu anderen Verbindungen, die als nützliche Co-Lösemittel im erfindungsgemäßen Extraktionsverfahren eingesetzt werden können, gehören die Kohlenwasserstoffether, insbesondere die Dialkylether, wie Dimethylether, Methylethylether und Diethylether. Dimethylether und Butan sind besonders bevorzugte Co-Lösemittel, und von diesen wird Dimethylether besonders bevorzugt.
Das Extraktions-Lösemittel umfasst vorzugsweise 50,0 bis 99,5 Gew.-%, bevorzugter 70,0 bis 99,0 Gew.-%, und besonders bevorzugt 80,0 bis 98,0 Gew.-% von einem oder mehreren C_1–3-Fluorkohlenstoff(en) und von 50,0 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugter von 30,0 bis 1,0 Gew.-%, und besonders bevorzugt von 20,0 bis 2,0 Gew.-% von einem oder mehreren Co-Lösemittel(n). Wenn das Co-Lösemittel ein entzündliches Material ist, wie es bei den oben angegebenen Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoffethern der Fall ist, dann weist das Extraktions-Lösemittel vorzugsweise genügend Fluorkohlenstoff auf, um es letztlich nichtentflammbar zu machen. Wenn das Extraktions-Lösemittel eine Mischung von einem oder mehreren Fluorkohlenstoff(en) und einem oder mehreren Co-Lösemittel(n) ist, dann kann die resultierende Mischung zeotrop sein, aber sie ist vorzugsweise azeotrop oder azeotrop-artig. Azeotrope und azeotrop-artige Mischungen werden bevorzugt, da sie sich im Wesentlichen wie eine einzige Substanz verhalten.
Das Extraktions-Lösemittel, das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, kann als Flüssigkeit, als Gas oder als Dampf vorliegen, aber es liegt vorzugsweise als Flüssigkeit vor.
Das Ausgangsmaterial, das dem vorliegenden Extraktionsverfahren unterzogen wird, kann eine Flüssigkeit sein, z.B. eine Lösung, Suspension oder Emulsion, oder ein Feststoff. Wenn das Ausgangsmaterial ein Feststoff ist, dann kann die Wirksamkeit des Extraktionsverfahrenes beträchtlich verbessert werden, indem der Feststoff fein zerkleinert wird, z.B. zu einem Pulver.
Das Inkontaktbringen des Extraktions-Lösemittels mit dem Ausgangsmaterial, das verarbeitet werden soll, kann unter intensivem Mischen erfolgen, so dass die Lösung des Materials, das extrahiert werden soll, im Extraktions-Lösemittel erleichtert wird. Das intensive Mischen kann durch ein mechanisches Schütteln des Extraktionsgefäßes, das die Mischung aus dem Ausgangsmaterial und dem Extraktions-Lösemittel enthält, oder durch das Rühren dieser Mischung bewirkt werden.
Wenn der erfindungsgemäße Extraktionsprozess vollständig abgelaufen ist, kann die Lösemittelflüssigkeit, die den Extrakt enthält, destilliert werden, um das Extraktions-Lösemittel aus dem Extrakt zu entfernen. Der resultierende Extrakt kann dann so wie er ist verwendet werden, oder alternativ kann er einem oder mehreren weiteren Prozessen) unterzogen werden, z.B. um den Extrakt zu reinigen oder eine gegebene Verbindung oder Verbindungen, die im Extrakt enthalten ist bzw. sind, zu reinigen.
Beim bevorzugten Extraktionsprozess der Erfindung umfasst das verwendete Extraktions-Lösemittel einen Fluorkohlenstoff mit einem Siedepunkt, der im Vergleich zu den bisher verwendeten Extraktions-Lösemitteln relativ niedrig liegt, und darüber hinaus hat das Co-Lösemittel, wenn eines verwendet wird, im Allgemeinen auch einen relativ niedrigen Siedepunkt. Als Konsequenz daraus tendiert, wenn der erfindungsgemäße Extraktionsprozess abgeschlossen ist, wobei eine Lösemittelflüssigkeit gewonnen wird, die den Extrakt enthält, die Entfernung des Extraktions-Lösemittels aus der Flüssigkeit dazu, relativ einfach zu sein, was es ermöglicht, die Destillation bei relativ niedrigen Temperaturen durchzuführen, z.B. bei Raumtemperatur und darunter. Das vermindert wiederum das Risiko, das gewünschte Produkt entweder über eine Co-Evaporation der flüchtigeren Verbindungen mit dem Extraktions- Lösemittel oder einen thermischen Abbau der thermisch instabileren Verbindungen zu verlieren. Das erfindungsgemäße Extraktionsverfahren kann kontinuierlich durchgeführt werden, wobei dasselbe Extraktions-Lösemittel wiederholt verwendet wird. Eine geeignete Einrichtung für die Durchführung eines kontinuierlichen Extraktionsverfahrenes umfasst typischerweise ein Extraktionsgefäß, eine Destillationseinheit, einen Kompressor, einen Verflüssiger und eine geeignete Anordnung von Verbindungsröhren. Das Extraktions-Lösemittel wird zuerst in das Extraktionsgefäß gegeben, wo es mit dem Ausgangsmaterial, das verarbeitet werden soll, in Kontakt gebracht wird, möglicherweise unter intensivem Mischen, um so das Lösen der Verbindung oder Zusammensetzung, die in das Extraktions-Lösemittel extrahiert werden soll, zu erleichtern. Die resultierende Lösemittelflüssigkeit, die den Extrakt enthält, wird dann vom Ausgangsmaterial abgetrennt, z.B. indem man die Flüssigkeit durch einen Filter ablaufen lässt, der an der Unterseite des Extraktionsgefäßes angebracht ist, und der Destillationseinheit zugeführt, wo das Extraktions-Lösemittel durch Verdampfen entfernt wird, wobei der Extrakt zurück bleibt. Der in der Destillationseinheit erzeugte Dampf wird komprimiert, z.B. mittels eines Diaphragma-Kompressors, und dann einem Verflüssigen zugeführt, der das Extraktions-Lösemittel für die Zugabe zum Extraktionsgefäß wieder in eine flüssige Form bringt. Mit einem kontinuierlichen Extraktionsverfahren dieser Art ist es möglich, die Menge des erhaltenen Extrakts zu maximieren, ohne dieselbe Probe des Ausgangsmaterials aufeinander folgenden einzelnen Extraktionen zu unterziehen. Wenn die Probe des Ausgangsmaterials erschöpft ist, wird sie aus dem Extraktionsgefäß entfernt und durch eine Probe des frischen Ausgangsmaterials ersetzt.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht, aber nicht eingeschränkt.
Generelles Verfahren
Die Extraktionsapparatur umfasste eine Glasflasche mit einer an ihrer Öffnung angebrachten Aerosolventil-Armatur. Die Aerosolventil-Armatur war mit einem Tauchrohr versehen, das bis zum Boden der Glasflasche reichte. Das Tauchrohr selbst war an seinem unteren Ende mit einem Filter aus Glaswolle versehen, um so zu verhindern, dass in ihm Feststoffe während des Transfers von Lösemittelflüssigkeit in das System zur Verdampfung/Sammlung, das später beschrieben wird, aufsteigen. Das Ausgangsmaterial, das verarbeitet werden sollte, wurde in die Glasflasche gegeben, es wurde die Aerosolventil-Armatur mit dem Tauchrohr angebracht, und dann wurde das Extraktions-Lösemittel über das Aerosolventil und das Tauchrohr in die Glasflasche gegeben. Nachdem die benötigte Menge des Extraktions-Lösemittels in die Glasflasche gegeben worden war, wurde die Extraktionsapparatur mit Klammern an einem mechanischen Schüttler befestigt, um das Extraktions-Lösemittel gründlich mit dem Ausgangsmaterial zu mischen. Nach einer vorgegebenen Zeit wurde die Extraktionsapparatur vom mechanischen Schüttler entfernt.
Ein System zur Verdampfung/Sammlung, das umfasste (a) eine Verdampfungskammer zur Verdampfung des Extraktions-Lösemittels, (b) ein Zuführungsrohr für das Einbringen der Extrakt-haltigen Lösemittelflüssigkeit in die Verdampfungskammer, (c) ein Auslassrohr für die Abgabe des verdampften Extraktions-Lösemittels aus der Verdampfungskammer und (d) einen kleinen Sammelkanal, der für die Aufnahme des Extrakts im unteren Teil der Verdampfungskammer angeordnet ist, wurde dann mit der Extraktionsapparatur mittels eines Stückes eines Transfer-Schlauches verbunden, der sich vom Zuführungsrohr des Systems zur Verdampfung/Sammlung zur Aerosolventil-Armatur der Extraktionsapparatur erstreckte. Die Lösemittelflüssigkeit, die den Extrakt enthielt, wurde dann von der Extraktionsapparatur in das System zur Verdampfung/Sammlung transferiert, indem das Aerosolventil niedergedrückt wurde, wodurch die Lösemittelflüssigkeit durch das Tauchrohr nach oben in den Transfer-Schlauch und dann über das Zuführungsrohr in die Verdampfungskammer getrieben wurde. Der Transfer wurde allmählich durch mehrmaliges kurzes Niederdrücken des Aerosolventils bewirkt, und nach jedem Niederdrücken ließ man das Extraktions-Lösemittel sich entspannen. Die Verdampfung des Extraktions-Lösemittels wurde durch das Eintauchen der unteren Hälfte der Verdampfungskammer in ein Wasserbad von Raumtemperatur unterstützt. Der Extrakt wurde im Sammelkanal gesammelt.
Beispiele 1 und 2
In diesen Beispielen wurde das oben beschriebene generelle Verfahren dazu verwendet, das Öl, das in einer Probe von gemahlenem Cumin enthalten war, zu extrahieren und zu sammeln. Das verwendete Extraktions-Lösemittel war ein System aus einer Lösemittelmischung aus 1,1,1,2-Tetrafluorethan (R-134a) und Dimethylether (DME). Im Beispiel 1 lag das Gewichtsverhältnis von R-134a zu DME im Extraktions-Lösemittel bei ungefähr 95: 5. Im Beispiel 2 lag das Gewichtsverhältnis von R-134a zu DME im Extraktions-Lösemittel bei ungefähr 90 : 10.
Es wurden ungefähr 10 g gemahlenes Cumin und ungefähr 50 g des Extraktions-Lösemittels R-134a/DME in der Extraktion eingesetzt, so dass sich ein Gewichtsverhältnis Cumin : Lösemittel von ungefähr 1 : 5 ergab. Der DME wurde zuerst zugegeben, gefolgt von R-134a, so dass ein gemischtes Extraktions-Lösemittel erhalten wurde, das die gewünschten Anteile an R-134a und DME enthielt. Die Extraktionsapparatur wurde nach ungefähr 1 Stunde vom mechanischen Mischer genommen.
In einem Kontrollexperiment wurde die Extraktion von Öl aus gemahlenem Cumin bei Verwendung von reinem R-134a untersucht. Es wurde das oben diskutierte generelle Verfahren für die Extraktion und die Isolierung des gewünschten Öls eingesetzt. Es wurden ungefähr 10 g gemahlenes Cumin und ungefähr 50 g an R-134a in diesem Kontrollexperiment eingesetzt. Die Extraktionsapparatur wurde nach ungefähr 1 Stunde vom mechanischen Mischer genommen.
Die in den beiden Beispielen und im Kontrollexperiment erhaltenen Cumin-Öl-Extrakte wurden gewogen, und es wurde der prozentuale Anteil des extrahierten Öls bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammen mit den genauen Gewichten des Cumins und des in der Extraktion eingesetzten R-134a und DME sowie den berechneten Gewichtsverhältnissen gezeigt. Alle Cumin-Öl-Extrakte wurden auch mittels Gaschromatographie (GC) untersucht.
Tabelle 1
Beispiele 3 bis 6
In diesen Beispielen wurde das oben beschriebene generelle Verfahren dazu verwendet, das in einer weiteren Probe von gemahlenem Cumin enthaltene Öl zu extrahieren und zu sammeln. In den Beispielen 3 und 4 war das verwendete Extraktions-Lösemittel ein System als einer Lösemittelmischung aus R-134a und DME. Im Beispiel 3 lag das Gewichtsverhältnis von R-134a zu DME im Extraktions-Lösemittel bei ungefähr 95 : 5. Im Beispiel 4 lag das Gewichtsverhältnis von R-134a zu DME im Extraktions-Lösemittel bei ungefähr 90 : 10. In den Beispielen 5 und 6 war das verwendete Extraktions-Lösemittel ein System aus einer Lösemittel-Mischung aus R-134a und Butan. Im Beispiel 5 lag das Gewichtsverhältnis von R-134a zu Butan im Extraktions-Lösemittel bei ungefähr 95 : 5. Im Beispiel 4 lag das Gewichtsverhältnis von R-134a zu Butan im Extraktions-Lösemittel bei ungefähr 90 : 10.
Es wurden ungefähr 10 g gemahlenes Cumin und ungefähr 50 g des Extraktions-Lösemittels R-134a/DME oder R-134a/Butan in der Extraktion eingesetzt, so dass sich ein Gewichtsverhältnis Cumin : Lösemittel von ungefähr 1 : 5 ergab. Der DME oder das Butan wurden zuerst zugegeben, gefolgt von R-134a, so dass ein gemischtes Extraktions-Lösemittel erhalten wurde, das die gewünschten Anteile an R-134a und DME oder R-134a und Butan enthielt. Die Extraktionsapparatur wurde nach ungefähr 1 Stunde vom mechanischen Mischer genommen.
In einem Kontrollexperiment wurde die Extraktion von Öl aus dem gemahlenen Cumin bei Verwendung von reinem R-134a untersucht. Es wurde das oben diskutierte generelle Verfahren für die Extraktion und die Isolierung des gewünschten Öls eingesetzt. Es wurden ungefähr 10 g gemahlenes Cumin und ungefähr 50 g an R-134a in diesem Kontrollexperiment eingesetzt. Die Extraktionsapparatur wurde nach ungefähr 1 Stunde vom mechanischen Mischer genommen.
Die in den vier Beispielen und im Kontrollexperiment erhaltenen Cumin-Öl-Extrakte wurden gewogen, und es wurde der prozentuale Anteil des extrahierten Öls bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 und 3 gezeigt, zusammen mit den genauen Gewichten des Cumins und des in der Extraktion eingesetzten R-134a, DME und Butan sowie den berechneten Gewichtsverhältnissen. Alle Cumin-Öl-Extrakte wurden auch mittels Gaschromatographie (GC) untersucht.
Tabelle 2
Tabelle 3
Wenn man die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 6 mit denen der Kontrollexperimente vergleicht, sieht man, dass der Zusatz von Butan und insbesondere DME zu R-134a die Effektivität des Extraktionsverfahrens beträchtlich verbessert, wodurch viel bessere Ausbeuten bezüglich des Cumin-Öl-Extrakts erhalten werden. Weiterhin steigt die bei der Extraktion erhaltene Ausbeute an Cumin-Öl mit zunehmender Konzentration von Butan und DME im Extraktions-Lösemittel an. Der Duft des Cumin-Öls ändert sich ebenfalls bei der Verwendung eines gemischten Extraktions-Lösemittels. Im Vergleich zu dem Öl, das bei Verwendung von reinem R-134a erhalten wird, haben die Öle, die bei Verwendung des gemischten Extraktions-Lösemittels erhalten werden, einen reicheren und komplexeren Duft. Dieser Unterschied bezüglich des Duftes spiegelt sich in den komplexeren GC-Spuren wieder (d. h. mehr Peaks bei längeren Retentionszeiten), die für Öle erhalten werden, die unter Verwendung gemischter Extraktions-Lösemittel extrahiert werden.
Beispiele 7 bis 9
In diesen Beispielen wurde das oben beschriebene generelle Verfahren dazu verwendet, die Extraktion von Paclitaxel, das in den Nadeln des Eibenbaumes, die von der Europäischen Eibe geerntet wurden, zu untersuchen. Es wurden drei verschiedene Extraktionen durchgeführt, wobei jeweils ein anderes Extraktions-Lösemittel verwendet wurde.
Im Beispiel 7 wurde reines R-134a als Extraktions-Lösemittel verwendet. Es wurden 10 g gemahlene, luftgetrocknete Eibennadeln und 50 g R-134a in der Extraktion eingesetzt, wodurch ein Gewichtsverhältnis von Eibennadeln : Lösemittel von 1 : 5 erhalten wurde. Das mechanische Schütteln der Mischung aus Extraktions-Lösemittel/Eibennadeln wurde ungefähr 5 Minuten durchgeführt. Am Ende des Experiments, d. h. nach der Entfernung des R-134a gemäß dem oben beschriebenen generellen Verfahren, wurden 0,012 g eines öligen Produkts erhalten. Dieses Produkt wurde mittels Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) untersucht, und es wurde gezeigt, dass es Paclitaxel enthielt.
Im Beispiel 8 wurde ein System aus einer Lösemittelmischung, die 90 Gewichtsanteile R-134a und 10 Gewichtsanteile DME aufwies, als Extraktions-Lösemittel verwendet. Ein Probe aus 10 g gemahlenen, luftgetrockneten Eibennadeln wurde drei aufeinander folgenden Extraktionen unterzogen, die alle gemäß dem oben beschriebenen generellen Verfahren durchgeführt wurden.
Bei der ersten Extraktion wurden die Eibennadeln mit 50 g des Extraktions-Lösemittels aus R-134a/DME behandelt. Das mechanische Schütteln der Mischung aus Extraktions-Lösemittel/Eibennadeln wurde ungefähr 5 Minuten durchgeführt. Am Ende dieser ersten Extraktion wurden 0,025 g eines Wachses nach der Evaporation des Extraktions-Lösemittels gesammelt.
Es wurden dann weitere 46,8 g des Extraktions-Lösemittel aus R-134a/DME in die Aerosolflasche aus Glas gegeben, und es wurde die zweite Extraktion der gemahlenen Eibennadeln durchgeführt. Bei dieser zweiten Extraktion wurde das mechanische Schütteln der Mischung aus Extraktions-Lösemittel/Eibennadeln ungefähr 5 Minuten durchgeführt. Am Ende dieser zweiten Extraktion wurden weitere 0,035 g eines wachsförmigen Materials nach der Evaporation des Extraktions-Lösemittels gesammelt.
Schließlich wurden weitere 50 g des Extraktions-Lösemittels aus R-134a/DME in die Aerosolflasche aus Glas gegeben, und es wurde die dritte und letzte Extraktion der gemahlenen Eibennadeln begonnen. Bei dieser dritten Extraktion wurde das mechanische Schütteln der Mischung aus Extraktions-Lösemittel/Eibennadeln ungefähr 90 Minuten durchgeführt. Am Ende dieser dritten Extraktion wurden weitere 0,026 g eines öligen Wachses gesammelt.
Das kumulative Gewicht der in den drei Extraktionen erhaltenen Extrakte betrug 0,086 g, was eine prozentuale Ausbeute von 0,86% ergab. Alle diese Extrakte wurden mittels Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) untersucht, und es wurde gezeigt, dass sie Paclitaxel enthielten.
Im Beispiel 9 wurde ein System aus einer Lösemittelmischung, die 90 Gewichtsanteile R-134a und 10 Gewichtsanteile Butan aufwies, als Extraktions-Lösemittel verwendet. Eine Probe aus 10 g gemahlenen, luftgetrockneten Eibennadeln wurde zwei Extraktionen unterzogen, die gemäß dem oben beschriebenen generellen Verfahren durchgeführt wurden.
Bei der ersten Extraktion wurden die Eibennadeln mit 50 g des Extraktions-Lösemittels aus R-134a/Butan behandelt. Das mechanische Schütteln der Mischung aus Extraktions-Lösemittel/Eibennadeln wurde ungefähr 5 Minuten durchgeführt. Am Ende dieser ersten Extraktion wurden 0,021 g eines öligen Wachses nach der Evaporation des Extraktions-Lösemittels gesammelt.
Es wurden dann weitere 50,0 g des Extraktions-Lösemittel aus R-134a/Butan in die Aerosolflasche aus Glas gegeben, und es wurde die zweite Extraktion der gemahlenen Eibennadeln durchgeführt. Bei dieser zweiten Extraktion wurde das mechanische Schütteln der Mischung aus Extraktions-Lösemittel/Eibennadeln ungefähr 5 Minuten durchgeführt. Am Ende dieser zweiten Extraktion wurden weitere 0,018 g eines wachsförmigen Materials nach der Entfernung des Extraktions-Lösemittels gesammelt.
Das kumulative Gewicht der in den beiden Extraktionen erhaltenen Extrakte betrug 0,039 g, was eine prozentuale Ausbeute von 0,39% ergab. Alle diese Extrakte wurden mittels Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) untersucht, und es wurde gezeigt, dass sie Paclitaxel enthielten.
Beispiel 10
In diesem Beispiel wurde das oben beschriebene generelle Verfahren dazu verwendet, die Extraktion von Monensin, insbesondere Monensin A, aus einer wässrigen Lösung, die u. a. Monensin A und Monensin B enthielt, bei Verwendung von R-134a als Extraktions-Lösemittel zu untersuchen.
Es wurden 20 ml der wässrigen Lösung, die die Monensin-Verbindungen enthielt, und 50 g R-134a in dieser Extraktion verwendet. Das mechanische Schütteln der Mischung aus R-134a/Monensin-Lösung wurde ungefähr 30 Minuten durchgeführt, wobei eine Emulsion gebildet wurde. Man ließ die Emulsion ungefähr 1 Stunde stehen, und dann wurde die Aerosol-Flasche aus Glas, die die Emulsion enthielt, in einen Becher mit warmem (ungefähr 40°C) Wasser ungefähr eine halbe Stunde eingetaucht, um das Aufbrechen der Emulsion und die Abtrennung der Lösemittelflüssigkeit aus R-134a zu fördern. Nach einer halben Stunde im warmen Wasser trennte sich die Lösemittelflüssigkeit aus R-134a ab, wobei sie die untere Schicht bildete und die extrahierte wässrige Lösung die obere Schicht bildete.
Ein Teil der Lösemittelflüssigkeit aus R-134a wurde dann in das System zur Evaporation/Sammlung transferiert, und der Extrakt, der in dieser Flüssigkeit enthalten war, wurde gemäß dem oben beschriebenen generellen Verfahren isoliert. Es wurde ein feuchter, öliger Rückstand gesammelt, der mittels Dünnschichtchromatographie (DC) untersucht wurde, wie es weiter unten beschrieben wird, um zu überprüfen, ob das Monensin A durch das R-134a erfolgreich extrahiert worden war.
Der feuchte, ölige Rückstand, der im Sammelkanal enthalten war, wurde in einem kleinen Volumen Dichlormethan aufgenommen, und eine Probe der resultierenden Dichlormethan-Lösung wurde auf eine DC-Platte aufgetragen. Eine Probe von kommerziell erhältlichem Monensin A wurde ganz ähnlich in Dichlormethan gelöst und dann auf die gleiche Dünnschichtplatte aufgetragen, so dass die beiden Proben zu Vergleichszwecken parallel liefen. Die Dünnschichtplatte wurde mit einer 50 : 50-Mischung (in Volumenanteilen) aus Dichlormethan und Ethylacetat als Laufmittel behandelt und dann entwickelt, so dass das Monensin A auf der DC-Platte mit bloßem Auge sichtbar wurde. Die DC-Spur des Extrakts (d. h. des feuchten, öligen Rückstands) und diejenige des kommerziell erhältlichen Monensin A zeigten jeweils einen Fleck, der ungefähr bei ¼ der nach oben zurück gelegten Strecke auf der Dünnschichtplatte lag, was klar zeigte, dass das R-134a zumindest einen Teil des in der wässrigen Ausgangslösung enthaltenen Monensin A erfolgreich extrahiert hatte.
Die wässrige Lösung, die nach der Extraktion zurück blieb, wurde ebenfalls mittels DC analysiert, um zu bestätigen, dass das Monensin A im vorliegenden, durch R-134a extrahierten öligen Rückstand enthalten war und nicht in der wässrigen Lösung, die diesen Rückstand verunreinigte und mit der R-134a-Lösemittelflüssigkeit während des Transfers übertragen worden war. Eine kleine Probe der wässrigen Schicht, die nach der Extraktion zurück blieb, wurde mit Dichlormethan extrahiert, und die resultierende Dichlormethan-Lösung wurde wie beschrieben mittels DC analysiert. Es wurde kein Monensin nachgewiesen, was bestätigte, dass das Monensin A durch das R-134a extrahiert wurde.
Beispiel 11
In diesem Beispiel wurde das oben beschriebene generelle Verfahren dazu verwendet, die Extraktion von Cytochalasin D aus einer wässrigen Lösung, die diese Verbindung als einen ihrer Bestandteile enthielt, bei Verwendung von R-134a als Extraktions-Lösemittel zu untersuchen.
Es wurden 50 g der wässrigen, Cytochalasin-D-haltigen Lösung und 30 g R-134a in dieser Extraktion eingesetzt. Das mechanische Schütteln der Mischung aus R-134a/Cytochalasin-D-Lösung wurde ungefähr 5 Minuten durchgeführt, wobei eine Emulsion gebildet wurde. Man ließ die Emulsion ungefähr 2 Stunden stehen, und danach wurde die Flüssigkeit aus dem Lösemittel R-134a abgetrennt, wobei sie die untere Schicht bildete und die extrahierte wässrige Lösung die obere Schicht bildete.
Ein Teil der Lösemittelflüssigkeit aus R-134a wurde dann in das System zur Evaporation/Sammlung transferiert, und der Extrakt, der in dieser Flüssigkeit enthalten war, wurde gemäß dem oben beschriebenen generellen Verfahren isoliert. Dabei wurden auch einige Wassertröpfchen transferiert, so dass der letztendliche Extrakt leicht feucht war. Dieser Extrakt wurde dann mittels Dünnschichtchromatographie (DC) untersucht, wie es weiter unten beschrieben wird, um zu überprüfen, ob das Cytochalasin D durch das R-134a erfolgreich extrahiert worden war.
Der im Sammelkanal enthaltene Extrakt wurde in einem kleinen Volumen Ethylacetat aufgenommen, und eine Probe der resultierenden Ethylacetat-Lösung wurde auf eine DC-Platte aufgetragen. Eine Probe von reinem Cytochalasin D in Ethylacetat in Pyridin wurde dann auf die gleiche Dünnschichtplatte aufgetragen, so dass die beiden Proben zu Vergleichszwecken parallel liefen. Die Dünnschichtplatte wurde mit Ethylacetat als Laufmittel behandelt und dann unter einer UV-Lampe untersucht. Die DC-Spur des Extrakts und diejenige der Probe des reinen Cytochalasin D zeigten jeweils einen (im UV sichtbaren) Fleck, der ungefähr bei der Hälfte der nach oben zurück gelegten Strecke auf der Dünnschichtplatte lag, was klar zeigte, dass das R-134a zumindest einen Teil des in der wässrigen Ausgangslösung enthaltenen Cytochalasin D erfolgreich extrahiert hatte.
Die wässrige Lösung, die nach der Extraktion zurück blieb, wurde auch mittels DC analysiert, um zu bestätigen, dass das Cytochalasin D in dem mit R-134a extrahierten Material enthalten war und nicht in der wässrigen Lösung, die dieses Material verunreinigte und mit der R-134a-Lösemittelflüssigkeit beim Transfer übertragen wurde. Ein kleines Volumen der wässrigen Schicht, die nach der Extraktion zurück blieb, wurde mit einem ungefähr equivalenten Volumen Ethylacetat extrahiert, und die resultierende Ethylacetat-Lösung wurde wie zuvor beschrieben mittels DC analysiert. Es wurde kein Cytochalasin D nachgewiesen, was bestätigte, dass das Cytochalasin D durch das R-134a extrahiert wurde.

Claims

Verfahren zum Extrahieren einer Zusammensetzung, die eine Verbindung aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den Penicillinen, Paclitaxel, Monensin und Cytochalasin oder einem Vorläufer von diesen besteht, aus einem Ausgangsmaterial, das eine derartige Verbindung oder einen derartigen Vorläufer als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des Ausgangsmaterials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetra-fluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Pentafluorethan und den Fluorpropanen besteht, und 2) des Abtrennens der so erhaltenen Lösemittel-Flüssigkeit, die den Extrakt des Ausgangsmaterials enthält.
Verfahren zum Extrahieren einer Zusammensetzung, die ein Pyrethroid oder einen Vorläufer davon aufweist, aus einem Ausgangsmaterial, das ein Pyrethroid oder einen Vorläufer davon als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des Ausgangsmaterials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Pentafluorethan und den Fluorpropanen besteht, und 2) des Abtrennens der so erhaltenen Lösemittel-Flüssigkeit, die den Extrakt des Ausgangsmaterials enthält.
Verfahren, wie es im Anspruch 1 oder im Anspruch 2 beansprucht wird, wobei das Extraktions-Lösemittel zusätzlich zum C_1–3-Fluorkohlenstoff ein Co-Lösemittel aufweist.
Verfahren zur Extraktion einer Zusammensetzung, die eine biologisch aktive Verbindung oder einen Vorläufer von ihr aufweist, aus einem Ausgangsmaterial, das eine derartige Verbindung oder einen derartigen Vorläufer als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des Ausgangsmaterials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetra-fluorethan, Pentafluorethan und den Fluorpropanen besteht, sowie ein Co-Lösemittel, und 2) des Abtrennens der so erhaltenen Lösemittel-Flüssigkeit, die den Extrakt des Ausgangsmaterials enthält.
Verfahren, wie es im Anspruch 4 beansprucht wird, wobei die Zusammensetzung, die extrahiert werden soll, eine pharmazeutisch aktive Substanz oder einen Vorläufer von ihr aufweist.
Verfahren zur Extraktion eines Naturprodukts aus einem pflanzlichen Material, das das Produkt natürlicherweise als Bestandteil enthält, wobei der Prozess umfasst die Schritte 1) des Inkontaktbringens einer Probe des pflanzlichen Materials mit einem Extraktions-Lösemittel, das einen C_1–3-Fluorkohlenstoff, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Difluormethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Pentafluorethan und den Fluorpropanen besteht, sowie ein Co-Lösemittel aufweist, um das Naturprodukt aus dem pflanzlichen Material in das Lösemittel zu extrahieren, und 2) des Abtrennens des Lösemittels, das das extrahierte Naturprodukt aus dem pflanzlichen Material enthält.
Verfahren, wie es im Anspruch 6 beansprucht wird, wobei das Naturprodukt ein Aromaöl oder ein aromatisches Öl ist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche beansprucht wird, wobei das Extraktions-Lösemittel ein Fluorpropan mit einem Siedepunkt im Bereich von –85 bis 15°C aufweist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht wird, wobei das Extraktions-Lösemittel 1,1,1,2-Tetrafluoethan aufweist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 7 beansprucht wird, wobei das Extraktions-Lösemittel ein Co-Lösemittel mit einem Siedepunkt im Bereich von –85 bis 20°C aufweist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 7 beansprucht wird, wobei das Co-Lösemittel ein C_2–6-Kohlenwasserstoff ist.
Verfahren, wie es im Anspruch 11 beansprucht wird, wobei das Co-Lösemittel ein C_2–4-Alkan ist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 7 beansprucht wird, wobei das Co-Lösemittel Dialkylether ist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 7 beansprucht wird, wobei das Co-Lösemittel Dimethylether, Butan oder eine Mischung von diesen ist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 7 beansprucht wird, wobei das Extraktions-Lösemittel von 50,0 bis 99,5 Gew.-% Fluorkohlenstoff und von 50,0 bis 0,5 Gew.-% Co-Lösemittel aufweist.
Verfahren, wie es in einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche beansprucht wird, wobei das Extraktions-Lösemittel in flüssiger Form vorliegt.