FI57598C - Foerfarande foer isolering av beta-sitosterol - Google Patents

Description

[5SP1 M ου KUULUTusjULKAisu ¢7500

ΑΕΓα lJ 'n' UTLÄGGNI NGSSKRIFT

W Patent .: edde! > t ^ V ^ (51) K».lk.3/lnt.CI.3 0 07 j 9/00 SUOMI —FINLAND (21) Ptttnttlh«k«wii-P«entii»eknln* 791553 (22) Htkemlipllvl — Anteknlnpdig 16.05-79 (23) Alkupllvi—Glltighattdag l6.05-79 (41) Tullut lulklMkal — Blhrlt offwtllg 19-11-79 PMMttJ. r*kltt«rlhalittu* (+fi NU«.rtl»l*«», ι.™ι.|.ιω*»

Patent* och refistaratyrelsen ' Amok» utitgd och uti.*krift*n pubiictrad 30.05. o0 (32)(33)(31) Pyydetty ttuoikaus—Begird prlorlttt 18.05*78 USA(US) 907182 ^ (71) Farmos-Yhtymä Oy, PL k25, 20101 Turku 10, Suomi-Finland (FI) (72) Eero Kalervo Lamminkari, Oulu, Lasse Antero Koskenniska, Oulu,

Suomi-Finland(FI) (5I+) Menetelmä ^-sitosterolin eristämiseksi - Förfarande för isolering av ^-sitosterol

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään teknisen |3-sitosterolin eristämiseksi raakasuovan saippuoitumattomasta osasta saatavasta steroliseoksesta.

Steroidit muodostavat tärkeän ryhmän nykyajan lääkeaineita. Yksi näistä _ steroideista on β-sitosteroll, joka on sekä llpotrooppinen aine, että lähtöaine steroidltuotannossa.

Tämän keksinnön mukaan saatu tekninen β-sitosteroli on tarpeeksi puhdasta käytettäväksi lähtöaineena steroidisynteeseissä ja on lisäksi sellaisessa muodossa, mikä tavanomaisilla menetelmillä on puhdistettavissa farmaseuttiseksi O-sitoeteroliksl.

Monta menetelmää sterollen eristämiseksi erilaisista lähtöaineista on tunnettu, mutta ei tunneta montaa menetelmää 0-sitosterolin eristämiseksi nimenomaan sulfaattiprosessissa saatavasta neutraallaineesta, jolloin raaka-aineena on käytetty mäntyä ja lehtipuuta.

-2- 57598

Esimerkiksi U.S.-patentti n:o 2,835,682 koskee sterolien eristystä steroli-pitoisista aineista yleensä. Tämän patentin mukaan sterolipitoinen seos fraktioidaan normaalioloissa kaasumaisessa hiilivedyssä, esimerkiksi propaanissa, jolloin saadaan sterolirikastettu fraktio, Joka saippuoidaan alkoholisessa alkaliliuoksessa. Tämän jälkeen sterolit kiteytetään lisäämällä vettä ja jäähdyttämällä.

U.S.-patentti 2,866,797 koskee sterolien kiteyttämistä mm. kasvisöljyjen, mäntyöljyjen ja sokeriruokoöljyn saippuoitumattomasta osasta. Saippuoituinaton fraktio uutetaan etyleenikloridilla ja sterolit seostetaan lisäämällä pieniä "" määriä vettä ja metanolia.

Uudemmista julkaisuista voidaan mainita U.S.-patentti 3,691,211, Joka koskee — menetelmää sterolien valmistamiseksi kasvisalkuperää olevista lähteistä, erikoisesti mäntyöljyn piestä, uuttamalla vesi-alkoholi-hiilivety-seoksesta, jonka jälkeen seuraa saippuointi, kiteytys ja suodatus. Menetelmä, jota el voi verrata kekslnnönmukalseen menetelmään, koska lähtöaine on toinen, antaa hyvällä saannolla seoksen, joka sisältää β-sitosterolia Ja kampesterolia.

Chemical Abstracts'issa, voi. 8_1(1974)51409v kuvataan menetelmää sulfaatti-saippuasta saadun raa'an fytosterolin puhdistamiseksi 0-sitosterollksl. Tässä menetelmässä liuotetaan fytosteroli ligrolniin 70-75°C:ssä ja jäähdytetään.

Saadaan 69,5 % tuotetta, Joka sisältää 90,4 % β-sitosterolla.

U.S.-patentti 4,044,031 kuvaa menetelmää sterolien eristämiseksi mm. samasta neutraaliaineesta kuin keksinnönmukalsessa menetelmässä. U.S-patentlssa 4,044,031 liuotetaan neutraaliaine veteensekoitfumattomaan liuottimeen ja liuos uutetaan hydrofiilisella faasilla, joka sisältää pieniä määriä vettä ja sterolit otetaan talteen hydrofiilisesta faasista. Tämä menetelmä, jossa v käytetään hyväksi uuttoa kahdella lluotlnfaasllla, voidaan tehdä yhtäjaksoiseksi käyttämällä ns. vastavirta-uuttomenetelmää.

Edellä mainittuihin menetelmiin verrattuna keksinnönmukainen menetelmä on halpa ja yksinkertainen ja antaa korkealaatuista tuotetta. Betulilnl, joka yleensä seuraa β-sltosterolin mukana puhdistusmenetelmissä, ja joka on toksinen aine, saadaan täydellisesti poistetuksi keksinnönmukalsessa menetelmässä.

-3- 57598

Esillä oleva keksintö koskee parannettua menetelmää 0-sitosterolin eristämiseksi saippuoitumattomasta neutraalijakeesta, joka on saatu FI-patentissa 50 884 kuvatulla menetelmällä# Neutraalijae sisältää yleensä yli 10 % 0-sitostero-lia. Lisäksi se tavallisesti sisältää betuliinia, betulaprenoleja, oC -sito-sterolia, kampesterolia, sekä muita neutraaleja yhdisteitä, kuten skvaleenia, lignoseryylialkoholia ja behenyylialkoholia ja muita samankaltaisia aineita.

Keksintö koskee tarkemmin sanottuna yksinkertaista ja taloudellista menetelmää puhtaudeltaan teknistä laatua olevan 0-sitosterolin eristämiseksi saippuoitu-— mattomasta neutraalijakeesta, jota tämän jälkeen kutsutaan neutraaliaineeksi, joka saadaan sivutuotteena sulfaattiselluloosaprosessln raakasuovasta, jolloin raaka-aineena ovat sekä mänty- että lehtipuut, erikoisesti koivu.

Esillä olevan keksinnön mukaan on kehitetty tehdasmlttakaavainen prosessi, jolla neutraaliaineesta eristetään teknistä 0-sitosterolia, kokonaissterolipitoi-suuden ollessa 95 %.

FIG 1 kuvaa kaaviomaisesti jatkuvaa prosessia, jossa käytetään hyväksi kek-sinnönmukaista menetelmää.

FIG l:een viitaten voidaan menetelmää sopivasti kuvata seuraavilla vaiheilla:

Vaihe 1. Esillä oleva keksintö käsittää yleisesti neutraallaineen ja aktiivi-hiilen sekoittamista asetoniin lämpötilan ollessa n. 40°C:sta noin asetonin kiehumispisteeseen, mieluimmin 40-50°C, ja mieluimmin reaktlokattilassa 10, ~ joka on varustettu sekoittimella 12 ja lämmityslaitteilla 14. Neutraaliaineen suhde asetoniin on mieluimmin alueella 1:3 - 1:10, ja hiilen painosuhde neut-raaliaineeseen on mieluimmin 1:20 - 1:60. Liukenematon osa ja hiili erotetaan ~ esimerkiksi suodattamalla sentrifuugilla 16, jolloin suurin osa epäpuhtauksista poistuu kiinteän osan mukana, nimittäin betulaprenolit, betulllni, eitostanoli, skvaleeni, lignoseryylialkoholi ja behenyylialkoholi. Tässä vaiheessa saadaan myös väri ja haju melkein täydellisesti poistetuksi.

Liuokseen jäävä {3-sitosteroli sisältää epäpuhtauksina pääasiallisesti vain kampesterolia ja 00-sltosterolia. Nämä epäpuhtaudet poistetaan osittain seostamalla 0-sitosterolia selektiivisesti liuotinseoksesta, mikä kuvataan seuraa-vassa vaiheessa.

„4_ 57598

Vaihe 2. Tässä vaiheessa suurin osa asetonista tislataan pois suodoksesta käyttäen tavanomaista tislauslaitteistoa 18. Asetoni tislataan mieluimmin melkein täydellisesti pois ja pannaan uudelleen kiertoon, kuten FIG l:stä käy ilmi. Tämän jälkeen jäännös liuotetaan uudelleen seokseen, joka sisältää asetonia ja alkoholia, mieluimmin etanolia. Asetoni-etanoli suhteilla 4:1 -1:2 on osoitettu saatavan hyviä tuloksia. Tilavuussuhde on mieluimmin 5:2, jolloin hyvällä saannolla saadaan tuotetta, joka sisältää yli 70 % 0-sito-sterolia.

Toisista käyttökelpoisista alkoholeista voidaan mainita metanoli ja isopro- w panoli. 0-sitosteroli on vähemmän liukoinen asetoni-metanollin kuin asetoni-etanoliin ja liukolsempi asetoni-isopropanollin kuin kumpaankaan seokseen.

Siten kun isopropanolia käytetään , on asetoni-isopropanoli suhde mieluimmin 5:1 - 5:2. Käytettäessä-metanolia paras asetoni-metanoli suhde on alueella 5:1 - 1:2.

Valhe 3. 3-sitosterolljae voidaan ottaa talteen jäähdyttämällä asetonl-etanoli-liuosta, kunnes 0-sitosteroli kiteytyy liuoksesta. Tämä tehdään mieluimmin käyttämällä klteytyslaitetta 20, joka yleensä on varustettu lämpötila-säädöllä 22 ja sekoittajalla 24. Suurin osa epäpuhtauksista jää liuokseen.

Vaihe 4. Sakka erotetaan suodatuslaltteesta 26 ja kuivataan. Liuotin otetaan mieluimmin talteen tlslauslaitteessa 28 uudelleenkäyttöä varten. 0-sitosteroli saostuu kiteisessä muodossa ja kuivataan kuivauslaitteessa 30.

Vaikka saostus ja kiteytys voidaan suorittaa laajalla lämpötila-alueella, +20° “ - -10eC, se mieluimmin suoritetaan lämpätila-alueella -5® - +5°C, jolloin saadaan hyviä saantoja. Pääosa oC -sltosterolista jää emäliuokseen ja voidaan ottaa talteen tlslauslaitteessa 28. ^

Saatu kiteinen 0-sitosteroli voidaan käsitellä edelleen Jauhamalla myllyssä 32 tai muilla prosesseilla, jotka ovat tämän keksinnön ulkopuolella.

Kekslnnönmukainen menetelmä voidaan suorittaa panosprosesslna, vaikka jatkuva FIG l:n mukainen prosessi on parempi taloudellisista syistä. Panosprosesslssa tislataan mieluimmin osa asetonista pois. Tislaamalla pois osa asetonista voidaan pienentää lisättävää alkoholimäärää, vaikkakaan tämä el ole välttämätöntä prosessin onnistumiseksi.

S7598 - 5 -

Kuvatussa menetelmässä saadaan suhteellisen pienillä raaka-aine- ja työkustannuksilla teknistä (3-sitosterolia, jonka β-sitosterolipitoisuus on n. 75 % ja kokonaissterolipitoisuus n. 95 %. Prosessissa saadaan poistetuksi melkein kaikki yhdisteet, jotka voisivat häiritä edelleenkäsittelyä steroidlprekur-soreiksi. Tällä tavalla saadaan talteen n. 70 % neutraaliaineen sisältämästä |3-sitosterolista.

Tuotteen laatua voidaan menetelmässä parantaa lisäämällä etanollmäärää kiteytys prosessissa. Saatu tekninen (3-sitosteroli voidaan kiteyttää tunnetuilla menetelmillä ja käyttää farmaseuttisena raaka-aineena. Kiteytyksen emäliuok-sesta voidaan eristää suhteellisen puhdastaO^-sitosterolia.

w Keksintö kuvataan esimerkein, joista kaksi on vertailuesimerkkiä, jotka näyttä vät, että U.S.-patentissa 3,691,211 ja referaatissa C.A. 81(1974)51409 kuvatut menetelmät ovat kekslnnönmukaieta menetelmää huonompia käytettäessä neutraali-ainetta lähtöaineena. Kaikissa esimerkeissä neutraallaine sisältää 12,5 % β-sitosterolia, n. 25 % betulaprenoleja, 10 %o^-sitosterolia, 7 % kampesterolia ja 10 % betuliinia.

Esimerkki 1 (panosprosessi) 200 kg neutraaliainetta ja 5 kg aktiivihiiltä sekoitetaan 1000 l:aan asetonia ja lämpötila korotetaan 40-50°C:een. Seos suodatetaan painesuodattimella.

Suodoksesta tislataan pois 500 1 asetonia ja 200 1 etanolia lisätään. Liuos lämmitetään n. 50°C:een ja jäähdytetään 0-5°C:een ja saatu |3-sitosterolisakka — erotetaan. Kuivauksen jälkeen on saanto värittömiä kiteitä 23,5 kg. Tuotteen kaasukromatograafinen analyysi antaa seuraavan tuloksen; 72,2 % β-sitosterolia, 6,1 % kampesterolia ja 16,8 % οέ-sitosterolia. Öterolien kokonaissaanto on ~ siten 94 % ja tuote on betuliinlvapaa.

Esimerkki 2 200 kg neutraaliainetta käsitellään niin kuin esimerkissä 1, paitsi että asetoni-etanoli-tilavuussuhde on 1:1. Saanto valkoisia kiteitä on 20 kg.

Kaasukromatografinen analyysi näyttää, että {3-sltosterolipltoisuus on 80,8 %, kampesterollpltoisuus on 6,1 X ja 0^ -sitosterolipitoieuus 11,7 %, joten kokonaispitoisuus on 98,6 %· Tuote on betuliinlvapaa.

·6' 57598

Esimerkki 3 200 kg neutraaliainetta käsitellään niin kuin esimerkissä 1, paitsi että asetoni-etanoli-tilavuussuhde on 1:2. Saanto valkoisia kiteitä on 15 kg. Kaasukromatogrammln mukaan tuote sisältää 84 % β-sitosterolia, 4 % kampestero-lia, 12 % oi-sitosterolia, eikä yhtään betulllnia. Kokonaissterolipitoisuus on siten 100 %.

Esimerkki 4 200 kg neutraaliainetta käsitellään niin kuin esimerkissä 1, paitsi että asetoni-etanoli-tilavuussuhde on 3:1. Saanto on 25 kg valkoisia kiteitä, joissa on 70,0 % JJ-sitosterolia, 8,5 % kampesterolia ja 18,2 % oi -sitosterolia. —

Esimerkki 5 2 kg neutraaliainetta sekoitetaan 8 Iraan asetonia. 32 g aktiivihiiltä lisätään, ja seoksen lämpötila nostetaan 40-50°C:een. Seos suodatetaan ja 2 1 etanolia lisätään suodokseen. Liuos jäähdytetään 0°C:een, ja sakka suodatetaan.

Saanto on 200 g valkoista tuotetta, joka sisältää 68,5 % β-sitosterolia, 7,0 % kampesterolia ja 23,5 %ol -sitosterolia.

Esimerkki 6 (vertailuesimerkki) 2 kg neutraaliainetta käsitellään kuten U.S.-patentissa 3,691,211, esimerkissä 1, vaihe D. Neutraaliaine keitetään palautuksella 10 l:ssa metyyli-etyyliketonia 45 minuutin ajan ja sentrifugoidaan kuumana. Metyylietyyliketoni tislataan pois, ja jäännöstä keitetään tunnin ajan 3 l:ssa metanolia, suodatetaan 60°C:ssa, pestään kylmällä metanolilla ja kuivataan. Saadaan 200 g rus-keata tuotetta. Kaasukromatograafisen analyysin mukaan tuote sisältää 55,9 % β-sitosterolia, 15 % kampesterolia ja 25 % oi-sitosterolia.

- 7 -

Esimerkki 7 (vertailuesimerkki) 57598 2 kg neutraaliainetta käsitellään C.A. 81(1974)51409v kuvatun menetelmän mukaan. Neutraaliaine liuotetaan siten 10 Isaan ligroinia 70°C:ssa, ja liuos pestään 10 1:11a 40 % etanolia 65°C:ssa Ja sitten vedellä 65°C:ssa. Ligroini-lluos jäähdytetään l3°C:een, jolloin saadaan tuotetta, joka on niin pastamaista, että sen edelleenkäsittely on täysin mahdotonta.

Esimerkki 8 2 kg neutraaliainetta sekoitetaan 8 Isaan asetonia. 32 g aktiivihiiltä lisätään ja seoksen lämpötila nostetaan 40-50°C:een. Seos suodatetaan ja suodok-seen lisätään 1,6 1 isopropanolia. Liuos jäähdytetään -5eC:een ja sakka suodatetaan. Saadaan 160 g väritöntä tuotetta, joka sisältää 68,3 % |3^sitosterolia, 10,7 % kampesterolia ja 20,9 %of-sitosterolia.

Esimerkki 9 2 kg neutraaliainetta käsitellään kuten esimerkissä 8, ja ensimmäisen suodatuksen jälkeen lisätään 3,2 1 isopropanolia, ja liuos jäähdytetään 0°C:een. Saadaan 80 g tuotetta, joka sisältää 73,6 % 0-sitosterolia, 8,5 % kampesterolia ja 17,9 % o(-sitosterolia.

Esimerkki 10 2 kg neutraaliainetta käsitellään kuten esimerkissä 8, paitsi että isopropanolin sijasta lisätään 1,6 1 metanolia ja liuos jäähdytetään 0°C:een. Saadaan 192 g värittömiä kiteitä, jotka sisältävät 60,1 % |3-sitosterolia, 9,9 % kampe-sterolia ja 30,0 % o<-sitosterolia.

Esimerkki 11 2 kg neutraaliainetta käsitellään kuten edellisessä esimerkissä, mutta metano-limäärä on 4,8 1. Saanto on 256 g; p-sltosterollpltoisuus on 59,9 %, Of-sito-sterolipitoisuus on 30,1 % ja kampesterolipltolsuus on 10,1 %.

Esimerkki 12 57598 2 kg neutraallainetta käsitellään kuten edellisessä esimerkissä, mutta metanolimäärä on 16 1. Saanto on 256 g; l^-sitosterolipitoisuus on 59,2 %, ai -sitosterolipitoisuus on 30,6 % ja kampesterolipitoisuus on 9,8 %.

Esimerkki 13 (jatkuva prosessi)

Menetelmää voidaan kuvata kaaviona seuraavasti: tisle — sk- - -I_ w

Neutraali- Liuotus Suodatus Asetonin aine —^ asetoniin -^ 40-50°C:ssa -4 tislaus aktiivihiili sakka polttoon --

Asetoni- ^- etanoli- lisäys

V

Jäähdytys ___ (3-sitosteroli-^- Kuivaus £- Suodatus -

Tislaus - asetoni- —----------- -------J e tanoli

\U

Ok-sitosteroli

Claims (3)

57598 9

1. Menetelmä betuliinivapaan 0-sitosterolirikasteen, jonka kokonaissteroli-pitoisuus on vähintään 94 % ja |3-sitosterolipitoisuus vähintään 59 %, eristämiseksi sulfaattiselluloosaprosessissa saatavan suovan saippuoitu-mattomasta neutraalijakeesta, ns. neutraallaineesta, tunnettu siitä, että a) neutraaliainetta ja aktiivihiiltä sekoitetaan asetoniin painosuhteessa 20:1 - 60:1. b) saadun suspension lämpötila nostetaan alueelle 40 - 60°C, mieluimmin 40 -50°C, Jolloin osa neutraallaineesta liukenee asetoniin, jonka jälkeen c) liuos erotetaan liukenemattomasta osasta ja asetoni tislataan pois osittain tai kokonaan, ja jäännökseen lisätään alempaa alkoholia tai asetoni-alempi alkoholi -seosta niin, että tilavuussuhde asetoni : alempi alkoholi on 5:1 - 1:2, d) liuoksen lämpötila säädetään alueelle 50 - 80°C, jonka jälkeen e) liuos jäähdytetään, mieluimmin -5 - +5°C:een, jolloin |3-sitosteroli saostuu liuoksesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) alempi alkoholi on etanoli.

3* Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) asetoni-etanoli-tilavuuesuhde on 5:2. ,r-· V..