ES2263824T3 - Metodo para la produccion de una sustancia fenolica a partir de madera. - Google Patents

Abstract

Método para la producción de hidroximatairesinol o un complejo de hidroximatairesinol a partir de madera, que comprende las etapas de a) extraer un material de madera finamente dividido con un disolvente polar, b) opcionalmente, concentrar el extracto separando al menos parte del disolvente, caracterizado por c) añadir al extracto un agente capaz de formar un complejo con hidroximatairesinol; d) precipitar el complejo de hidroximatairesinol, y opcionalmente e) liberar el hidroximatairesinol a partir del complejo.

Description

Método para la producción de una sustancia fenólica a partir de madera.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un método para la recuperación de hidroximatairesinol o un complejo de hidroximatairesinol a partir de un material de madera, particularmente a un método para la producción a gran escala de hidroximatairesinol o un complejo del mismo a partir de madera.

Antecedentes de la invención

Las publicaciones y otros materiales usados en la presente memoria descriptiva para ilustrar los antecedentes de la invención y, en particular, los casos para proporcionar detalles adicionales respecto a la práctica, son incorporados como referencia.

El hidroximatairesinol (HMR), que tiene la fórmula

1

es un ligando, es decir, una clase de sustancias fenólicas ampliamente distribuidas en las plantas. El hidroximatairesinol se presente en forma de dos diastereómeros, a saber, (-)-hidroximatairesinol (también denominado isómero 2 de HMR) y (-)-alo-hidroximatairesinol (isómero 1 de HMR).

El hidroximatairesinol se ha descrito que posee valiosas propiedades terapéuticas y ha sido sugerido para ser usado en la prevención del cáncer, ciertas enfermedades dependientes de hormonas y/o enfermedades cardiovasculares, o para aumentar el nivel de enterolactonas en el suero de una persona. El hidroximatairesinol por tanto ha sido sugerido para ser usado como un complemento alimenticio o como un medicamento (publicación de patente internacional WO 00/59946). Se ha encontrado adicionalmente que el isómero HMR2 es biológicamente más activo que el isómero
HMR 1.

En los árboles de coníferas se encuentran cantidades considerables de lignanos. El tipo de lignanos difiere en las diferentes especies y las cantidades de lignanos varían en las diferentes partes de los árboles. Los lignanos típicos en la madera nudosa de abetos (Picea abies) son hidroximatairesinol (HMR), \alpha-conidendrina, ácido conidéndrico, matairesinol, isolariciresinol, secoisolariciresinol, liovil, picearesinol, lariciresinol y pinoresinol (Ekman 1979). El componente único más abundante con diferencia de los lignanos en los abetos es el hidroximatairesinol (HMR), aproximadamente un 60 por ciento de los lignanos totales, que se produce principalmente en la forma libre no conjugada. La concentración de lignanos en las raíces gruesas es de 2-3 por ciento. La abundancia de lignanos se produce en la madera nudosa de las ramas y contorsiones (5-10 por ciento) y especialmente en los nudos, en los que la cantidad de lignanos puede llegar a 10 por ciento (Ekman, 1976 y 1979). Estas concentraciones son de aproximadamente cien veces en comparación con el polvo de lino triturado conocido como un material rico en lignano.

Se ha sugerido aislar hidroximatairesinol a partir de fibra de madera sometida a compresión. Estas fibras son originarias de la madera sometida a compresión de tallos y nudos (fracción de trozos sobredimensionados) y se conocen que debilitan la calidad del papel (Ekman, 1976).

Métodos anteriormente descritos para la recuperación de hidroximatairesinol a partir de madera:

Ekman 1976 y Ekman 1979 describen un método de extracción en laboratorio para recuperar hidroximatairesinol a partir de madera nudosa triturada de abeto noruego. El material de madera fue extraído primero a través de un dispositivo Soxhlet con hexano para separar los componentes lipófilos. Seguidamente el material de madera fue nuevamente extraído con una mezcla de acetona y agua (9:1) para proporcionar una mezcla de lignanos en bruto. Se aisló hidroximatairesinol a partir de la mezcla por cromatografía.

Freudenberg y Knof, en 1957, describieron la extracción de harina de madera con acetona y agua. El extracto fue separado en diferentes fracciones por medio de formamida, agua y éter. La fracción rica en hidroximatairesinol fue separada en los dos isómeros ((-)-hidroximatairesinol amorfo y (-)-alo-hidroximatairesinol cristalino) por medio de cloroformo y agua o bien cristalizando el isómero aducto de acetato de potasio y (-)-hidroximatairesinol añadiendo alcohol y acetato de potasio a la fracción rica en hidroximatairesinol que contiene ambos isómeros.

Sin embargo, ningún procedimiento para la recuperación a gran escala de HMR a partir de madera ha sido descrito en la bibliografía.

La presente invención cubre una gran necesidad de un método conveniente de producción de hidroximatairesinol a gran escala a partir de un material de madera. El nuevo método tiene muchas ventajas sobre los métodos previamente descritos:

- el método comprende solamente unas pocas etapas, en principio solamente la etapa de extracción y la etapa de precipitación (por ejemplo, cristalización) del complejo de hidroximatairesinol formado;

- puede ser usado el mismo tipo de disolvente en las dos etapas;

- pueden ser usados disolventes aceptados por las normativas de las instituciones sanitarias en las dos etapas;

- no hay necesidad de separar el extracto en fracciones diferentes antes de la adición del agente complejante;

- el complejo formado puede ser usado como tal como un producto comercial;

- el producto derivado tiene una pureza que es suficientemente buena para el uso final del producto.

Sumario de la invención

La invención se refiere a un método para la producción de hidroximatairesinol o un complejo de hidroximatairesinol a partir de madera, que comprende las etapas de

a)

extraer un material de madera finamente dividido con un disolvente polar, y

b)

opcionalmente, concentrar el extracto separando al menos parte del disolvente.

El método se caracteriza por

c)

añadir al extracto un agente capaz de formar un complejo con hidroximatairesinol;

d)

precipitar el complejo de hidroximatairesinol, y opcionalmente

e)

liberar el hidroximatairesinol a partir del complejo.

Descripción detallada de la invención

Según una realización preferida, el material de madera que va a ser usado en la etapa de extracción es madera de abeto finamente triturada, preferentemente derivada de trozos sobredimensionados de madera de abeto. Estos trozos sobredimensionados son ricos en madera de nudos, es decir, las partes de las ramas que están incrustadas en el tallo y las ramas que se extienden hacia fuera del tallo.

El término "complejo" significa en este texto especialmente un producto cristalizable con elevado contenido de hidroximatairesinol como un adicto de un carboxilato, pero sin estar restringido al mismo.

Aunque el procedimiento en principio se puede llevar a cabo añadiendo el agente complejante directamente al extracto no concentrado, es decir, a la solución separada de la sustancia de madera, es preferible retirar al menos parte del disolvente usado en la etapa de extracción, porque la precipitación, por ejemplo, cristalización del complejo se ve adversamente afectada si la solución está demasiado diluida, y especialmente si contiene cantidades elevadas de agua derivada, por ejemplo, el material de madera húmedo.

El disolvente polar que va a ser usado en la etapa de extracción puede ser un único disolvente o una mezcla de disolventes. El disolvente polar es preferentemente un alcohol. Especialmente, cuando el hidroximatairesinol recuperado está destinado a ser usado como complemento alimenticio o para un uso médico, se prefiere que los disolventes polares que van a ser usados en la etapa de extracción así como en la etapa de precipitación sean disolventes aceptados por las normativas de las instituciones sanitarias.

Los disolventes adecuados para ser usados en la etapa de extracción son, por ejemplo, etanol puro o una mezcla de etanol y acetato de etilo.

Si el complejo de hidroximatairesinol precipitado es un aducto cristalizado de hidroximatairesinol y un carboxilato, los disolventes adecuados que van a ser usados en le etapa de cristalización son, por ejemplo, etanol puro, isopropanol puro o una mezcla de etanol y alcohol isopropílico con, por ejemplo, tolueno, acetona o acetato de etilo. Según una realización preferida, el mismo alcohol es usado en la etapa de extracción y en la etapa de cristalización.

La extracción se puede llevar a cabo como un procedimiento discontinuo o un procedimiento continuo en el que la mezcla de partículas de madera y el disolvente es agitada a una temperatura elevada durante un cerito período de tiempo. La extracción se puede llevar a cabo también en forma de un procedimiento de circulación, en el que el material de madera finamente dividido es colocado en el filtro a presión o un aparato de tipo filtro y el disolvente o mezcla de disolvente de extracción previamente calentado se hace circular a través de un aparato de tipo filtro durante un cierto período de tiempo.

El agente complejante es preferentemente un carboxilato, como acetato, propionato o butirato de un metal alcalino, como potasio o sodio, un metal alcalino-térreo como calcio o amonio. Estos carboxilatos forman aductos cristalizables con hidroximatairesinol. Especialmente de que el hidroximatairesinol esté destinado a ser usado como complemento alimenticio para un uso médico, el acetato de potasio es un agente complejante preferido.

Si se desea, el hidroximatairesinol puede ser liberado desde el complejo mediante métodos químicos conocidos, como extracción.

La invención se ilustrará por medio de la siguiente Sección Experimental no restrictiva.

Sección experimental Extracción de hidroximatairesinol a partir de madera

Ejemplo 1

En un reactor discontinuo se introdujeron 200 kg de material de madera triturado (madera de abeto triturada derivada de trozos sobredimensionados) y se añadieron 1200 l de etanol. La mezcla se calentó hasta ebullición y se agitó 1,5-2,5 h. La mezcla se enfrió a aproximadamente 55ºC y la solución de etanol se separó de las partículas de madera por filtración. La extracción del mismo material de madera se repitió con 600 l de etanol, usando los mismos parámetros del procedimiento. Después de que se completó la extracción, el etanol se separó del material de madera, los dos extractos de etanol se combinaron y finalmente se concentraron por destilación.

Ejemplo 2

Según el método de circulación, la extracción se llevó a cabo como sigue: en un aparato de filtración a presión se introdujeron 65 kg de madera finalmente dividida. Se introdujeron aproximadamente 600 kg de etanol en el reactor, se calentó a aproximadamente 73ºC y el etano precalentado se hizo circular a través del filtro a presión durante aproximadamente 12. h. La solución de etanol se transfirió al depósito de almacenamiento y se repitió el procedimiento de extracción el mismo material de madera bajo las mismas condiciones con otros 600 kg de etanol. Los dos extractos de etanol se combinaron y se concentraron por destilación.

Preparación de aducto de acetato de potasio de hidroximatairesinol

Ejemplo 3

En el reactor de vidrio se introdujeron 3100 g de extracto con elevado contenido de hidroximatairesinol (pérdida al secar, 60,6%) obtenido en el procedimiento de extracción descrito en el Ejemplo 1, 1860 g de acetato de etilo, 290 g de etano, 62 g de ácido acético y 78 g de agua. La temperatura se ajustó a 25ºC y se añadieron 465 g de acetato de potasio, la mezcla se sembró y se agitó durante una noche a 25ºC. El producto se filtró, se lavó con acetato de etilo y finalmente se secó bajo vacío a 50ºC. El rendimiento fue de 287 g (18,6% calculado a partir de la cantidad de sustancia seca en el concentrado). La pureza del producto fue de 97% de área.

Se apreciará que los métodos de la presente invención pueden ser incorporados en la forma de una diversidad de realizaciones, de las que solamente unas pocas se exponen en la presente memoria descriptiva.

Por tanto, las realizaciones descritas son ilustrativas y no deben ser concebidas como restrictivas.

Referencias

R. Ekman, "Analysis of lignans in Norway sruce by combined gas chromatography - mass spectrometry", Holzforschung 30, 79-85 (1976).

R. Ekman, "Distribution of lignans in Norway spruce", Acta Acad. Abo, Ser. B, 39:3, 1-6 (1979).

Freudenberg K y Knof L, "Lignanes des Fichtenholzes". Chem. Ber. 90, 2857-69, 1957.

Claims (11)

1. Método para la producción de hidroximatairesinol o un complejo de hidroximatairesinol a partir de madera, que comprende las etapas de

a) extraer un material de madera finamente dividido con un disolvente polar,

b) opcionalmente, concentrar el extracto separando al menos parte del disolvente, caracterizado por

c) añadir al extracto un agente capaz de formar un complejo con hidroximatairesinol;

d) precipitar el complejo de hidroximatairesinol, y opcionalmente

e) liberar el hidroximatairesinol a partir del complejo.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente capaz de formar un complejo con hidroximatairesinol es añadido junto con un disolvente polar a un extracto concentrado obtenido en la etapa b).

3. El método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la madera es madera de abeto con elevado contenido de madera de nudos.

4. El método según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque el disolvente polar usado es un alcohol.

5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disolvente polar usado en la etapa de extracción es etanol puro o una mezcla de etanol y otro disolvente.

6. El método según la reivindicación 5, caracterizado porque el otro disolvente es acetato de etilo.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento de extracción se lleva a cabo en un aparato de filtración a presión, en el que el disolvente polar o mezcla de disolventes se hacen circular a través de una capa de partículas de madera.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el extracto es concentrado separando por destilación al menos parte del disolvente.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disolvente polar que va a ser añadido al extracto es etanol puro, alcohol isopropílico puro; una mezcla de etanol o alcohol isopropílico en combinación con otro disolvente como acetato de etilo o acetona.

10. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agente complejante es un carboxilato de un metal alcalino, un alcalino-térreo o amonio, en que el complejo formado con hidroximatairesinol es cristalizado.

11. El método según la reivindicación 10, caracterizado porque el agente complejante es acetato de potasio.