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Verfahren zur Gewinnung von Sterinen
Es wurde bereits ein Verfahren
zur Gewinnung Von Sterinen aus solchen enthaltendem Material vorgeschlagen, in dem
die Sterine in Additionsverbindungen von Metallsalzen übergeführt werden, worauf
darin die Additionsverbindungen zweckmäßig mit Hilfe organischer Lösungsmittel abgetrennt
werden. Im Bedarfsfalle können die Additionsverbindungen wieder in Sterine umgewandelt
werden. Beispielsweise seien als Metallsalze die Salze der Erdalkalimetalle, des
Magnesiums, Zinks, Aluminiums, Zinns, Chroms, Mangans und Eisens erwähnt. Dieses
Verfahren berutht auf der, Tatsache, daß Sterine mit Metallsalzen Additionsverbindungen
des Typs
| CI-Cholesterin |
| m\ , CI-Cholesterin |
worin M ein Metall bedeutet, bilden. Um die Sterine in Form einer unlöslichen
Ad-
ditionsverbindung von anderen Stoffen abzutrennen, ist 1/" -.%lol Metallsalz
notwendig, wobei n die Wertigkeit des Metalls bedeutet. Wenn mehr als die eine errechnete
Menge verwendet wird, werden gewöhnlich schlechtere Ergebnisse erzielt, da durch
den Überschuß an Metallsalz die anderen Verbindungen des die Sterine enthaltenden
Materials sich ebenfalls mit den Sterinen niederschlagen, wodurch die Reinheit des
erzielten Produktes leidet.
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Es wurde nun gefunden, daß Zinkehlorid sich in dieser Beziehung völlig
anders verhält. Wenn man die theoretische Menge von Zinkehlorid verwendet, werden
Ausbeuten erzielt, die geringer sind als solche, die bei Verwendung der meisten
anderen Metallsalze erreicht werden. Überraschenderweise stellt es sich nun heraus,
daß, wenn ein großer Überschuß von Zinkchlorid (zum mindesten ein vierfacher
Überschuß)
verwendet wird, nicht nur allein eine viel höhere Ausbeute an Sterinen erzielt wird,
sondern auch eine viel höhere Reinheit der Produkte, wobei die bisher mit den geeignetsten
Salzen erreichten Ergebnisse übertroffen werden. Bei der Verwendung von wasserfreiem
Zinkchlorid im Überschuß wird daher ein Ergebnis erzielt, das völlig im Gegensatz
zu dem mit anderen Salzen erreichten Ergebnis steht. Zweckmäßig wird ein vierfacher
bis secbzehnfacher Überschuß von Zinkchlorid verwendet.
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Das verschiedene Verhalten von Zinkchlorid kann wie folgt erklärt
werden: Es ist bekannt, daß verschiedene Substanzen, z. B. gewisse Wollwachsalkohole,
die in dem sterinhaltigen Material anwesend sind, eine lösende Wirkung auf die ausgefällten
Sterinaddukte haben. Beim Abtrennen von Cholesterin aus dem unverseifbaren Anteil
von Wollwachs zeigte es sich, daß ein großer Teil des zugegebenen Zinkchlorids durch
die Wollwachsalkohole in der Lösung gebunden wurde, wodurch die Lösung schwarzbraun
gefärbt wurde. Dieses Zinkchlorid konnte nur aus der Lösung durch fortgesetztes
Kochen mit Wasser entfernt werden, weil Wollwachsalkohole mit dem Zinkchlorid ein
widerstandsfähiges Produkt bildeten. Es wurde nun gefunden, daß dieses Addukt in
organischen Lösungsmitteln, insbesondere in Kohlenwasserstoffen wie Isooctan, Benzol,
Petroläther, Toluol, Xylol, Erdölfraktionen (Gasolin), in denen das Sterinaddukt
unlöslich ist, löslich ist, so daß auf diese Art und Weise die lösende Wirkung der
Wollwachsalkohole auf das Sterinaddukt ausgeschaltet werden kann.
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Bei der Verwendung eines Überschusses von wasserfreiem Zinkchlorid,
zweckmäßig in einem vier- bis sechzehnfachen Überschuß, werden die folgenden Vorteile
erzielt: i. Der Reinheitsgrad des gewonnenen Sterins ist sehr hoch, gewöhnlich höher
als goo/o.
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2. Die Sterinausbeute ist hoch, sie beträgt im allgemeinen ebenfalls
mehr als go%.
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3. Die Reaktion ist sehr schnell durchführbar, in vielen Fällen
schon in io Minuten.
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4. Es ist unnötig, das wasserfreie Zinkchlorid zu pulverisieren. Die
Reaktion findet so spontan statt, daß technisches Zinkchlorid als solches Verwendung
finden kann.
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5. Der Einfluß der verwendeten Lösungsmittelmenge ist sehr
gering.
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6. Die Überschußmenge des Zinkchlorids ist nur von geringem
Einfluß, was den Vorteil hat, daß keine genaue Sterinbestimmung im Ausgangsmaterial
notwendig ist.
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7. Der Einfluß der Temperatur ist nur gering; bei einigen Lösungsmitteln
ist Zimmertemperatur am geeignetsten.
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8. Die Wirkung des Zinkchlorids wird nicht durch die Gegenwart
von Wasser beeinträchtigt. g. Das Ausgangsmaterial und das Zinkchlorid brauchen
nur einfach durcheinandergerührt, zusammengernischt oder zusammengeschüttelt und
dann mit dem Lösungsmittel gemischt werden, oder sie können direkt in Gegenwart
des Lösungsmittels zusammengerührt oder geschüttelt werden. E's karin auch eine
homogene Lösung mit einem zweiten Lösungsmittel hergestellt und (las Sterinaddukt
durch Abdestillieren dieses 1-Ösungsmittels ausgefällt werden.
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io. Sehr gute Ergebnisse werden mit reinen aromatischen Lösungsmitteln
oder mit solchen enthaltendem Gasolin (Petroleum) erzielt, in einigen Fällen sogar
bessere als mit aromatenfreien Lösungsmitteln. Dies istbesonders fürsterinhaltiges
Rohmaterial wichtig, das durch eine Verseifung in
einer Lösung in Benzol oder
durch Extraktion mit Gasolin (Petroleum) gewormen wird.
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i i. Die das Sterin begleitenden Substanzen haben keinen Einfluß im
Gegensatz zu der Verwendung anderem Salze, wobei im letzteren Falle die Gegenwart
dieser Substanzen Anlaß zu schlechteren Ausbeuten gibt, entsprechend ihrer lösenden
#,#'irkung oder durch Verschlechterung des Reinheitsgrades bei Verwendung eines
Salzüberschusses.
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12. Es werden gute kristallisierende Produkte gewonnen, weshalb die
Zentrifugierung schneller durchgeführt werden kann als bei Verwendung anderer Salze
und das abzentrifugierte Addukt viel weniger Lösungsmittel enthält. Durch die Anwesenheit
von weniger Lösungsmitteln werden auch weniger Verunreinigungen in das zentrifugierte
Produkt gebracht. Die Zentrifugierung kann sehr gut dadurch ersetzt werden, daß
man den Niederschlag absitzen läßt und im Gegenstrom auswäscht. Es ist klar, daß
auf diese Art und #N,'eise das Addukt mit Lösungsmitteln gemischt bleibt, aber dies
ist ohne Bedeutung, da ein Lösungsmittel für die Zersetzung des Adduktes nach der
Abtrennung notwendig ist.
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Für die weitere Beschreibung der Erfindung werden folgende Versuchsergebnisse
angegeben: Einfluß der Temperatur.
25 - Wollwachsallkoliole mit einem Cholesteringelialt
Wil 30,80/0 wurden
30 Minuten mit
125 CM3 ISOOCtan und einem sechsfachen
Überschuß Zii C12 bei verschiedenen Ternperaturen durchgerührt. In der Tabelle i
sind die Cholesteringehalte der gewonnenen Produkte und die Ausbeuten wiedergegeben.
| Tabelle i |
| Temperatur 'C 1 0/0 Cholesterin
1 Ausbeute in o/o |
| 50 84 71 |
| 6o 83 79 |
| 70 gi 8 9 |
| 8 0 93 90 |
| go 04 92 |
| 100 97 9,5 |
Einfluß der Reaktionsdauer.
25 g Wollwachsalkoliole mit einem Cholesteringehalt
von 30,80/() wurden mit
125 CM3 Isooctan in einem sechsfachen Überschuß ZnCl,
auf einem Danipfbad verschieden lange durchgerührt. Die Tabelle 2 zeigt die Cholesteringehalte
der gewonnenen Produkte und die Ausbeuten in Prozent.
| Tabelle 2 |
| Zeit in 31inuten Cholesterin 1 Ausbeute
in % |
| Jo 90 |
| 20 ()3 39,5 |
| 3() 97 93 |
| 40 95 87 |
| 50 95 88 |
| 6o 92 go |
Einfluß des U')sungsmittels.
25 g Wollwachsalkohole mit einem Cholesteringehalt
von 3o,8% wurden mit einem sechs- biszwölffachen Überschuß ZnCI., bei 8o bis ioo'
in verschiedenen Lösungsmitteln durchgerührt. Tabelle3 enthält die Prozentzahlen
von Cholesterin in den gewonnenen Produkten sowie die erzielten Ausbeuten.
| Tabelle 3 |
| Lösungsmittel o/o Cholesterin Ausbeute in o/o |
| Isooctan .......... ()2 89 |
| Petroläther Kp. # |
| (6o bis 8o'), weniger |
| als i % aromatisches |
| Lösungsmittel .... 88 82 |
| io/o aromatisches |
| Lösungsmittel .... 94 89 |
| i5o/. aromatisches |
| Lösungsmittel .... ()2 84 |
| Petroläther Kp. |
| (8o bis ioo'), |
| 6 o/o aromatisches |
| Lösungsmittel .... 92,j5 85 |
| Benzol ............ 95 86 |
| Toluol ............ 85 71 |
| Nylol # ............. 84 6c) |
Einfluß der Benzolmenge. 25
g Wollwachsalkohole mit einem Cholesteringehalt
von
30,80/0 wurden 6o lUinuten auf einem Dampfbad mit einem achtfachen Überschuß
Zn CI., und verschiedenen Mengen von Benzol durchgerül#rt. Tabelle4 gibt die Prozentgehalte
an Cholesterin der gewonnenen Produkte und die Ausbeuten an, bei Verwendung einer
Benzolmenge, die
3- bis iomal so groß ist als die Menge an Wollwachsalkoholen.
| Tabelle 4 |
| Verhältnis Benzol : |
| Wollwachsalkoholen 1 ./o Cholesterin 1
Ausbeute in % |
| 3 76 85 |
| 4 80 go |
| 1 82 86 |
| 1 77 82 |
| 9 : 1 85 86 |
| 10 : 1 go 84 |
Bei Verwendung verschiedener Mengen Isooctan und be I einer halbstündigen Erwärmung
mit dem sechsfachen Überschuß an ZnCI, auf einem Dampfbad wurden folgende Ergebnisse
erzielt:
| Tabelle 5 |
| Verhältnis Isooctan: |
| Wollwachsalkoholen 1 ./o Cholesterin
1 Ausbeute in % |
| I I go 85 |
| 2 1 92,5 IS7,5 |
| 3 1 95 go |
| 4 1 95 gi |
| 5 1 95 92,5 |
| 6 1 94 gi |
| 7 1 go 85 |
Einfluß der Menge an Zinkchlorid.
25 9 WOllwachsalkohole mit einem Cholesteringehalt
von 3o,8% wurden in 225 CM3 gelöst und 30 Minuten auf einem Dampfbad mit verschiedenen
Zinkchloridmengen erwärmt.
| Tabelle 6 |
| Üb-rschuß o/o Cholesterin Ausbzute in |
| an Zinkchlorid |
| 2fach 8o 12,5 |
| 4 - 86 77 |
| 6 - 82,5 8o |
| 8 - 86 85 |
| io - 92 86 |
| 12 - 95 85 |
| 14 - 89 83 |
Bei Verwendung von
125 cm3 Isooctan und 3o Minuten langem Rühren auf einem
Dampfbad waren die Ergebnisse folgende:
| Tabelle 7 |
| Überschuß o/o Cholesterin Ausbeute in |
| an Zn CL, |
| 2fach 65 51 |
| 4 - 85 72,5 |
| 6 - 98 95 |
| 8 - 95 95 |
| 10 - gi 84 |
| 12 - gi 84 |
| 14 - 95 85 |
Beispiel i
325 g (sechsfacher Überschuß) von wasserfreiem Zinkchlorid (Zn
CI2) werden zu i ooo
g Wollwachsalkoholen mit einem Cholesteringehalt von
30,80/0 hinzugegeben. Diese Mischung wird 1/2 Stunde in einem Darnpfbad unter dauerndem
Rühren erwärmt. Nach dem Abkühlen wird die Reaktionsmasse in 5ooo cm3 Isooctan eifigerührt
und dann zentrifugiert. Das Abgesetzte wird noch einmal durch
Einrühren
in 2000 cm3 Isooctan gereinigt und dann wieder zentrifugiert. Durch Zersetzen des
Ad-
ditionsproduktes mit Wasser Werden
289 g eines Produktes erhalten,
das 94.70/0 Cholesterin. entsprechend einer Ausbeute von 89%, enthält.
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Beispiel 2 25,Og #.%'ollwachsalkohole, die 3o.8% Cholesterin enthalten,
und 8,13 g wasserfreies Zinkchlorid (sechsfacher Überschuß) werden in einer
Mischung von 400 CM3 Benzol und 20 CM3 Äthylalkohol gelöst. Der Alkohol wird dann
aus der Lösung durch azeotrope Destillation entfernt. Nach dem Abkühlen wird die
Reaktionsmischung in derselben Weise behandelt wie im Beispiel i. Es wurden 6,2o
g eines Produktes erhalten, das 96,4% Cholesterin enthält, was einer Ausbeute
von 77,50/0 entspricht.
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Beispiel 3
25,Og Wollwachsalkohole mit einem Gehalt von 30,7%
Cholesterin und 8,139 wasserfreies ZnCI, (sechsfacher Überschuß) werden zusammen
mit einer Mischung von 250CM3 Isooctan und 20CM3 Äthylalkohol gelöst. Der Alkohol
wird aus der Lösung durch *eine azeotrope Destillation entfernt. Nach dem Abkühlen
wird wie oben behandelt. Es wurden 6,839 Substanz mit einem Cholesteringehalt
von 94,6% gewonnen, was einer Ausbeute von 8618% entspricht.
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Beispiel 4 Eine Mischung von 2g Ergosterin und 20g
Cetylalkohol
wird in JOOCM3 Isooctan gelöst. 39
wasserfreies ZnC12 werden zugesetzt; dann
wird die Mischung 1/2 Stunde in einem Dampfbad unter fortwährendem Rühren erwärmt.
Das abgekühlte Reaktionsprodukt wird dann zentrifugiert. Durch Zersetzung des Additionsproduktes
mit Wasser werden 1,95 g eines Produktes mit 92% Ergosterin gewonnen. Ausbeute go%.
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Beispiel 5
Der konzentrierte Acetonextrakt von io
kg
frischem Rinderhirngewebe wird in gewöhnlicher Weise verseift. Der unverseifbare
Anteil wird in ioocm3 Benzol gelöst. 6oog wasserfreies ZnCI, werden zugegeben, dann
wird die Mischung 1/2 Stunde bei go' gerührt. Nach dem Abkühlen wird die Reaktionsmischung
in einen mit Benzol gefüllten Waschturm gegossen. Nach 4 Stunden wird der Niederschlag
vom Boden entfernt und mit Wasser zersetzt. Nach dem Abdestillieren des Benzols
wird eine Ausbeute von 320 g Cholesterin (Reinheitsgrad 550/0) erhalten.
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Beispiel 6
Zu ioog des unverseifbaren Anteils von Tallöl (Steringehalt
37,7010) werden 409 wasserfreies Zn C12 und iooo cm3 Benzol gegeben.
Die Mischung wird i Stunde unter ständigem Rühren auf einem Dampfbad erwärmt. Nach
dem Abkühlen wird die Reaktionsmischung zentrifügiert. Nach der Zersetzung des Additionsproduktes
mit Wasser werden 36,5 g eines Produktes mit o-II/o ,#itosterin gu#\-()11-nen.
Ausheute 9 1 7
2,30U FiSCIIÖI 173,3) werden durch
2 Stunden lange 's Kochen in I t einer Lösung von ioog KCH (870/0) in Wasser verseift.
die Seifenlöstin- init l'eti-()1'itlier extrahiert. wobei sich die Sterine in diesein
lösen. Nach dem Abdampfen des Petroläthers verbleibe n 22,9 g Unvenzeifbare
Substanz mit einem ->teringehalt von 24,_5 %. Die unverseifbare Substanz Nvird in
i oo cm3 Isooctan gelöst, dann \%-erden Og wasserfreies ZnC12 (sechsfacher Vberschuß)
zugesetzt. Die Mischung wird i Stunde unter dauerndem Rühren auf einem Dampfbad
erwiärint. Nach dem Abkühlen wird der Niederschlag durch Zentrifugieren abgetrennt,
mit 4ocni,3 Isooctan ge#,vaschen und wieder zentrifugiert. Nach der Zersetzung mit
Wasser werden 5,6g eines Produktes erhalten, das 85,8% Cholesterin enthält, was
einer Ausbeute von 85,8l)/o entspricht. Bei einer Zugabe von i g ZnCI, (die
theoretische Menge) ist die Ausbeute o,iO/o. Beispiel 8
4ookg Wollwachsalkohole
mit einem Cholesteringehalt von 30,00,10 -,verden in 20001 Isooctan gelöst. '3okg
waSserfreles ZnCI, (sechsfacher Gberschuß) werden zugegeben, dann wird die -Mischung
'/2 Stunde unter Iortwährendem Rühren in einem durch Dampf geheizten Kessel erwärmt.
Nach dem Abkühlen wird die Reaktionsmischung zentrifugiert. Der Rück-stand wird
auf einmal in eine mit 8ool Isooctan beschIckte Zentrifuge eingerührt und geschleudert.
Nach der Zersetzung des Additionsproduktes mit Wasser wird die Lösung mit Wasser
bis zur Chlorfreiheit gewaschen und das Isooctan abdestilliert. Es werden 1 16
kg eines Produktes mit 98,3% Cholesterin gewonnen, was einer Ausbeute von
95% entspricht.
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Beispiel 9
25g Wollwachsalkohole mit einem Cholesteringehalt
von 30,8% werden in 225 CM3 Isooctan gelöst; 8,13 9 wasserfreies Zri
Cl, (sechsfacher Überschuß) werden zugegeben, dann wird die Mischung '/2
Stunde in einem Dampfbad unter fortwährendem Rühren erwärmt. Nach dein Abkühlen
wird die Reaktionsmischung zentrifugiert. Der Rückstand wird auf einmal durch Einrühreii
in eine #o cm3 Isooctan enthaltende Zentrifuge gereinigt und zentrifugiert. Nach
der Zersetzung des Additionsproduktes mit Wasser wird die Lösung mit Wasser bis
zur Chlorfreiheit gewaschen. Das Isooctan wird abdestl 11 1 ert. Es werden
7,57 9 eines Produktes mit 89,6% Cholesterin gewonnen, was einer Ausbeute
von 88,oO/o entspricht.
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Beispiel io 25g Wollwachsalkoliole mit einem Cholesteringehalt
voll 30,8()/o werden in 225cm3 Benzol gelöst. Es werden 16,26g wasserfreies Zinkchlorid
(zwölffacher Überschuß) "zugegeben und die TNI1-
schung i
Stunde unter fortwährendem Rühren auf 85' erwärmt. Nach dem Abkühlen wird
die Mischung zentrifugiert und der Niederschlag durch Rühren mit 5o cm3 Benzol gewaschen
und wieder zentrifugiert. Nach der Zersetzung des Additionsproduktes mit Wasser
und Benzol oder Gasolin (Petroleum) wird die Lösung mit Wasser bis zur Chlorfreiheit
gewaschen. Das Lösungsmittel wird abdestilliert. Man erhält 6,97 g eines
Produktes mit 94,50/0 Cholesteringehalt, was einer Ausbeute von 85,5 (VO
entspricht.
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Beispiel ii 259 Wollwachsalkohole mit einem Cholesteringehalt
von 30,80/0 werden in 225 cm-" Benzol gelöst. Es werden io,849 wasserfreies
ZnCI, (achtfacher Überschuß) zugegeben, dann wird die Mischung i Stunde unter fortwährendem
Rühren auf 20' gehalten. Die Mischung wird dann zentrifugiert und der Niederschlag
durch Rühren mit 50em3 Benzol gereinigt und wieder zentrifugiert. Nach der Zersetzung
des Additionsproduktes mit Wasser und Benzol oder Petroleum (Gasolin) wird die Lösung
mit Wasser bis zur Chlorfreiheit gewaschen. Das Lösungsmittel wird abdestilliert.
Es werden 7,09
eines Produktes mit 95,8% Cholesterin gewonnen, was einer Ausbeute
von 87,0% entspricht.
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Beispiel 12 25g Wollwachsalkohole mit einem Cholesteringehalt
von 30,80/0 werden in 125 CM3 Petroläther (Kp. = 6o bis 8o',
i % Aromaten) gelöst. Es werden 10,849 wasserfreies ZriC12 (achtfacher Überschuß)
zugesetzt, dann wird die Mischung i Stunde unter ständigem Rühren auf
75' erwärmt. Nach dem Abkühlen wird sie zentrifugiert und der Niederschlag
durch Rühren mit 50 ema Petroläther gereinigt und wieder zentrifugiert. Nach
der Zersetzung des Additionsproduktes mit Wasser und Benzol oder Gasolin (Petroleum)
wird die Lösung mit Wasser bis zur Chlorfreiheit gewaschen. Das Lösungsmittel wird
abdestilliert. Es werden 7,3 9
eines Produktes mit 53,80/0 Cholesteringehalt
gewonnen, was einer Ausbeute von 89,oO/o entspricht.