KR101129226B1

KR101129226B1 - 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치

Info

Publication number: KR101129226B1
Application number: KR1020090123831A
Authority: KR
Inventors: 주국택; 박종기; 김태환; 이창근
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2012-03-27
Also published as: WO2011074766A2; EP2514430B1; KR20110067297A; EP2514430A4; CN102770149A; CN102770149B; WO2011074766A3; EP2514430A2

Abstract

본 발명은 대한민국, 중국, 북아메리카 그리고 유럽 등 북위 34^o 이상의 북반부 지역에서 자생하는 자작나무(birch bark)의 외피(outer bark)와 내피(inner bark)를 극성유기용매(polar organic solvent)를 이용하여 생산된 베툴린 함량 (betulin content)이 70～83중량%, 베툴린산(betulinic acid) 함량이 4～8중량%인 조추출물(crude extract)을 단일(single) 또는 혼합(mixed) 극성 용매(polar solvent)를 사용하여서 순도 95중량% 이상인 고순도 베툴린을 결정화(crystallization)하는 기술을 제시하며, 이 결정화 제품으로부터 순도 99.5중량% 이상인 초 고순도 (ultra pure) 베툴린과 순도 95중량% 이상인 고 순도 (high pure) 베툴린산 (betulinic acid)을 동시 생산할 수 있는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치에 관한 것이다.

베툴린(betulin), 베툴린산(betulinic acid), 자작나무(birch tree), 엘루언트변동식흡착분리공적(ESA: Eluent Swing Adsorptive Continuous Unit), 외피(outer bark), 추출(extraction), 재결정화(recrystallization)

Description

자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치{Extraction, crystallization method as well as 4-beds Eluent Swing Adsorptive Continuous Unit and their operation methods for the simultaneous production of ultra pure betulin and high pure betulinic acid from birch barks}

본 발명은 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치에 관한 것으로, 극성유기용매 혼합물에 의해 자작나무의 외피 및 내피로부터 얻어진 조추출물에서 고순도 베툴린을 결정화하고, 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리에 의해 극성색소성분을 분리하여 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 연속적으로 생산할 수 있는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치에 관한 것이다.

베툴린은 therapeutic agent로 유효한 베툴린산(betulinic acid), 베툴론산(betulonic acid) 또는 이들 유도체(their derivatives)의 유기합성 (organic synthesis)에 사용되는 원료 물질(starting material)로 많이 사용되고 있는 과학 적 사실이 많은 문헌에 발표되어 왔다. 다수 논문들을 통해서 베툴린산이 melanoma(예를 들어 MEL-2, MEL-2과 MEL-4)에 antitumor activity를 갖고 있다는 과학적 발견[Pisha, E. et al., (1995) J. M. nature Medicine, 1, 1046-1051]과, Fujioka, T. et al. 등이 1994년에 J. Nat. Prod. 57, 243-247에서 베툴린산이 H₉ lymphocytic 세포에서 anti-HIV activity를 가지고 있다는 연구 결과들을 발표하였다. 그리고 Yunhao Gong et al.은 Antiviral Research 64 (2004) 127-130에서 베툴린을 acyclovir와 혼합하여 사용한 결과 herpes simplex viruses 등에 antiviral 효과가 있다고 발표하였다. 더욱 최근 들어서 2006년에 US 2006/0154903 A1 (Brij B. Saxena)는 betulonic acid 또는 lysinated 유도체가 인간 전립선 암세포 (LNCaP, PC-3, DU-145)와 fibroblast 세포 성장에 억제 효과가 있음을 밝혔다. 또한, GLINSKI는 PCT/US2005/039068 (WO2006/050158 A2)에서 베툴린 ethers 유도체 등을 피부 및 머리카락 보호(skin and hair protection), 피부 보습(skin moisturizer), 발한 억제제(antiperspirant), 항 주름성 크림(anti-wrinkle treatment cream), 탈모제(hair depilatory)의 효과를 얻기 위한 목적으로 기능성 화장품에 적용하는 기술을 공지하였다. 더욱 최근 US7,365,221B2를 통해서 Graham P. Allaway 등 발명자들은 Monoacylated 베툴린과 Dihydrobetulin 유도체들이 potent anti-HIV 활성을 보유하고 있다고 주장하였다.

베툴린 또는 베툴린산을 생산하기 위한 종래의 방법으로, Pavel A. Krasutsky et al.은 US 7,246,184 B2에서 자작나무의 껍질에서 외피(outer birch bark)만을 분리하는 기술, 외피를 초임계 이산화탄소를 용매로 이용해서 베툴린(순도 90% 이상, 수율 15% - outer birch bark 기준), 루페올(순도 90%, 수율 1.7% - outer brich bark 기준), 베툴린산(순도 95%, 수율 1.6% - outer birch bark 기준)을 분리하는 기술을 소개하였다. 여기서 수율은 생산품 총량 x 순도)/(투입원료 x 농도) x 100으로 정의되면 단위는 백분율(%)로 표현된다.

또한, 대한민국특허 10-0827072와 10-0770940에서는 극성 용매와 비극성 용매의 혼합물인 hexane : 에틸아세테이트와 초음파지원추출(ultrasonic assisted extraction)을 대한민국에서 자생하는 자작나무 수피(bark)에 적용하여서 베툴린을 생산하는 기술을 발표하였다. 이들은 순수 극성 용매와 리플럭스 추출방식을 사용해서 조추출물(crude extract)를 얻은 다음, 비극성 용매인 헥산과 극성 용매인 에틸아세테이트의 혼합용매를 가지고 비극성 물질을 제거하고, 실리카겔이 충진된 통상적인 오픈컬럼으로 순도 95% 이하인 베툴린을 單離(isolate)하도록 되어 있었는데 순도 99%의 제품을 연속적으로 생산할 수 있는 공정으로 발전시키는 기술이 제시하지 못하였다.

또한, 종래 결정화 기술에서는 비등점 근처의 온도에서 조추출물을 단일극성용매에 (예를 들어서 isopropanol과 같은 alcohol) 용해시킨 다음, 온도를 낮추었을 때 초래되는 용해도 차이를 이용하였으며, 이렇게 해서 얻어진 결정물의 베툴린 순도는 90%로 낮다. 또한 단일용매를 사용하는 재결정화 방법은 혼합용매를 사용하는 경우보다 용매 소비량이 높아서 결정화 효율이고 그 결과 높은 생산 단가라는 단점을 갖고 있다.

또한, 상기와 같은 종래 기술에서는 비극성 성분을 제거하기 위해서 극성과 비극성 혼합 용매를 사용함으로서 다량(多量) 용매를 사용하거나, 극성 고정상을 충진한 단일 오픈 컬럼(single open column)을 사용함으로서 순도 95%에 머무는 베툴린을 비(非)연속적으로 생산하는 기술적 한계에 머물러 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 순도 99.5% 이상의 베툴린과 순도 95%이상의 베툴린산을 동시에 연속적으로 생산할 수 있는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 자작나무 내/외피로부터 추출된 조추출물을 극성혼합용매에 의해 용해 및 재결정화하여 순도 95% 이상의 베툴린을 결정화할 수 있는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 일측 컬럼라인을 통해 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 생산함과 동시에, 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산이 생산된 또다른 컬럼라인을 재생시켜 베툴린과 베툴린산의 연속생산이 가능하도록 한 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법과 그 장치를 제 공하는 것이다.

본 발명은 자작나무 수피로부터 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 의해 분쇄된 자작나무 수피로부터 조추출물을 생성하는 조추출물 생성단계; 상기 조추출물을 혼합극성유기용매에 의해 추출하고 여과 건조하여 결정물을 생성하는 재결정화 단계; 상기 결정물을 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 용해시켜 원료용액을 형성하는 원료용액 형성단계; 상기 원료용액을 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리에 의해 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 생산하는 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리단계;를 포함하도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명은 자작나무 수피로부터 (구체적으로는 betula pepyrifera와 betula platyphylla) 추출된 조추출물을 극성혼합용매에 의해 용해 및 재결정화하여 순도 95% 이상의 고순도 베툴린을 함유한 결정물을 생성할 수 있다.

또한, 본 발명은 조추출물을 극성혼합용매에 의해 추출하여, 베툴린에 대한 용해도 상승효과(synergistic effect)를 구비하도록 되어 있으며, 이를 통해 용매사용량을 절감하면서 베툴린 함량 94~96.5%, 베툴린산 함량 3~4%, 나머지 극성색소성분인 고순도 베툴린 결정물을 자작나무 수피에서 생산할 수 있다.

즉, 단일극성용매의 경우, 메탄올은 64.7^oC에서 ~6.73g/리터, 클로로포름은 60.5^oC에서 ~40.69g/리터, 에탄올은 78^oC에서 ~18.49g/리터, 에틸아세테이트는 77.1^oC에서 ~23.02g/리터인 베툴린에 대한 용해도를 갖는데 반하여, 본 발명에 따른 혼합극성유기용매는 클로로포름:에탄올 혼한용매의 경우 60.5^oC에서 클로로포름:에탄올(18:82 v/v, 밀도=0.91g/mL)은 38.6g/리터, 클로로포름:에탄올(57:43 v/v, 밀도=1.19g/mL)은 140.0g/리터, 클로로포름:에탄올(82:18 v/v, 밀도=1.37g/mL)은 162.8g/리터 등 베툴린 용해도를 갖는다.

또한, 고순도 베툴린을 결정화하기 위해서 에탄올을 사용하는 경우, 조추출물 1.0g을 78^oC의 에탄올 55mL에 용해시켜야 하는데, 온도 60.5^oC에서 밀도가 0.91, 1.19, 1.37g/mL인 클로로포름+에탄올 혼합용매를 사용하는 경우에는 각각 최소 26, 7.1, 6.2mL의 용매가 필요하다. 이는 혼합용매를 사용함으로서 용매 사용량을 47.3%, 87.1%, 88.7%를 절감할 수 있는 커다란 효과를 거둘 수 있다.

또한, 본 발명은 재결정화 과정에서 얻은 제품에 함유된 소량 극성색소성분과 같은 불순물을 제거하여, 자작나무 수피에서 인체에 유익한 기능을 갖고 있는 순도 99.5% 이상의 초 고순도 베툴린과 순도 95% 이상의 고순도 베툴린산을 동시에 생산할 수 있는 효과를 갖고 있다.

또한, 본 발명은 결정화를 하고서 남은 극성혼합용매를 아세톤(acetone) 또 는 에탄올 극성용매에 용해를 시킨 다음 극성 활성알루미나 또는 실리카겔로 처리하여 순도 99.5% 이상의 베툴린과, 순도 95%이상인 베툴린 산을 얻을 수 있어, 베툴린과 베툴린산의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 일측 컬럼라인을 통해 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 생산함과 동시에 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산이 생산된 또다른 컬럼라인을 재생시키도록 되어 있어, 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 연속 생산을 가능하게 하는 등 많은 효과가 있다.

본 발명은 대한민국, 중국, 북아메리카 또는 유럽 등 북위 34^o 이상의 북반부에서 주로 자생하는 자작나무(birch bark)의 수피(주로 외피-outer bark)를 극성유기용매(polar organic solvent)를 이용하여 베툴린(CAS 473-98-3), 베툴린산(CAS 472-15-1)과 극성색소성분으로 구성된 조추출물(crude extract)을 생산하고, 이 조추출물을 극성혼합용매를 사용하여 고순도 베툴린을 결정화하며, 최종 단계로 고순도 베툴린이 주성분인 결정물으로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 동시(同時)에 생산하도록 되어 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성 즉, 자작나무 외피에서 조추출물 및 베툴린 결정화 공정과 초고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 동시 생산용 4탑식 엘루언트변 동식 연속식 흡착분리공정을 도시한 것으로, 본 발명은 작은 입자로 분쇄된 자작나무의 외피로부터 순도 99.5% 이상인 초고순도 베툴린과, 순도 95% 이상인 베툴린산을 동시 생산할 수 있도록 한 것이다. 또한, 본 발명에 기재된 수율은 중량%를 의미하고, 함량 (예를 들어서 베툴린 함량)은 농도비를 의미하며, 혼합용매비는 부피비 (v/v)를 의미한다.

전체 공정은 1) 단일극성유기용매로 8mm 이하의 크기로 분쇄된 자작나무 외피의 입자를 리플럭스 추출(reflux extractor) 방식으로 조추출물을 생산하는 방법, 2) 이 조추출물을 극성혼합용매를 사용하여서 베툴린 함량 94~96.5%이고 베툴린산 함량 3~4%인 결정물을 생산하는 방법, 3) 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 결정물을 용해시켜서 만든 원료용액을(feed solution) 극성 고정상이 충진된 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리에 의해 초고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 생산에 하는 방법으로 이루어져 있다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면,

본 발명은 자작나무 수피로부터 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 의해 분쇄된 자작나무 수피로부터 조추출물을 생성하는 조추출물 생성단계;

상기 조추출물을 혼합극성유기용매에 의해 추출하고 여과 건조하여 결정물을 생성하는 재결정화 단계;

상기 결정물을 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 용해시켜 원료용액을 형성하는 원료용액 형성단계;

상기 원료용액을 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리에 의해 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 생산하는 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리단계;를 포함하도록 되어 있다.

상기 조추출물 생성단계는 수분 함량 2~6%로 건조된 자작나무 외피를 분쇄기를 가지고 잘게 부수고, 체(sieve)로 분리된 미세 가루를 포함한 8mm 이하 크기의 입자를 에탄올, 메탄올, 클로로포름, 또는 에틸아세테이트 등의 단일극성유기용매, 또는 이들을 혼합한 혼합극성유기용매와 함께 리플럭스 추출기에 충진한 후, 극성용매의 비등점 80~100%의 온도 (예를 들어서, 에탄올의 경우는 63~78.4^oC, 메탄올의 경우는 52~64.7^oC, 클로로포름의 경우는 49~61.2^oC, 에틸아세테이트의 경우는 62~77.1^oC)에서 1~4시간에 걸쳐서 가열하여서 (대표적으로는 1시간) 베툴린, 베툴린산 그리고 극성색소성분을 극성유기용매 속으로 추출시킨다.

또한, 자작나무 외피(고체)와 베툴린, 베툴린산과 극성색소성분이 녹아있는 극성유기용매의 혼합물을 0.5μm PTFE 멤브레인 또는 미세공 유리 필터(glass fritted filter)를 이용하여 여과하여서 분리한다. 이때, 고온 여과과정에서 걸러진 극성유기용매로 젖어있는 (soaked) 자작나무 외피는 회분식 추출조에 보관하고 2차추출에 사용한다.

상기 여과분리된 여과액은 주로 사용된 유기용매, 베툴린, 베툴린산, 극성색소성분으로 구성되어 있는데, 이를 진공회전식증발(vacuum rotary evaporator)를 이용해서 전체 극성유기용매의 40~80%를 증발시킨다. 이때, 진공회전증발과정에서 배출되는 극성유기용매 증기(solvent vapor)는 냉각수와 열교환시켜서 액상으로 응축을 시킨 다음 회분식 추출조에 보관된 젖은 외피를 2차추출하는 데에 사용한다.

또한, 상기 진공회전식증발(vacuum rotary evaporator)에 의해 베툴린, 베툴린산, 극성색소성분으로 농축된 용액을 -2~10^oC 온도에서 10~24시간 동안 보관하고, 극성유기용매 속에 생성된 결정을 0.5μm PTFE 멤브레인 또는 미세공 유리 필터(glass fritted filter)로 여과하여 건조시켜 1차조추출물을 얻는다.

또한, 1차조추출물을 얻고 남은 여과액 또는 여과액과 잔류수피를 다시 리플럭스 추출기에 충진한 후, 약 80^oC에서 20~40분에 걸쳐서 가열하여서 (대표적으로는 약 30분) 베툴린, 베툴린산 그리고 극성색소성분을 극성유기용매 속으로 재추출시킨다.

상기 재추출된 극성유기용매의 혼합물을 또다시 여과시키고, 이를 진공회전식증발(vacuum rotary evaporator)에 장착한 다음, 전체 용매의 40~80%를 증발시켜서 용액 중의 베툴린, 베툴린산, 극성색소성분을 농축시키고, 이를 -2~10^oC 온도에서 3~5시간(바람직하게는 약 4시간) 방치시켜서 용액 속에 결정을 생성시키고 여과 및 건조하여 2차조추출물을 얻는다.

또한, 2차조추출물을 얻고 난 후 남은 여과액을 완전 증발시켜서, 용매는 회수하여 재사용하고 고형물은 폐기 또는 본 발명에서는 상세하게 언급하지 않고 있지만 또 다른 정제과정을 밟아서 부가가치가 있는 부산물을 생산하는데 사용할 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 얻어진 본 발명의 조추출물은 베툴린이 70~83%, 베툴린산이 4~8%, 나머지는 극성색소성분을 구비하게 되며, 이와 같은 조추출물은 초고순도 베툴린 및 고순도 베툴린산을 얻기 위한 최적 추출조건(optimum extraction conditions)에 따른 것이다.

상기 재결정화단계는 혼합극성유기용매를 사용한 조추출물의 재결정화(recrystallization using a mixture of polar solvents)단계로, 클로로포름과 메탄올로 이루어진 혼합극성유기용매 또는 클로로포름과 에탄올로 이루어진 혼합극성유기용매가 갖는 베툴린에 대한 용해도의 상승효과(synergistic effect)를 이용하여, 조추출물 생성단계에 의해 생성된 조추출물을 용해 및 재결정화 하도록 되어 있다.

즉, 상기 재결정화단계는 조추출물을 상온에서 혼합극성유기용매에 용해시키고, 이를 -5~10℃로 냉각시키고, 20~30시간(바람직하게는 약 24시간) 방치시켜 소나무 잎 또는 눈송이 모양의 흰색결정을 생성시킨 후, 생성된 결정을 0.5μm PTFE 멤브레인으로 여과, 건조시켜 결정물을 생성하도록 되어 있다.

또한, 상기 재결정화단계는 결정물이 생성된 여과액에 대하여 용매의 40~80%를 증발시켜서 용액 중의 베툴린, 베툴린산, 극성색소성분을 농축시키고, 이를 -5~10^oC 온도에서 방치시켜서 용액 속에 결정물을 생성시키고 여과 및 건조하여 2차결정물을 얻는 단계를 더 한다.

상기와 같이 본 발명의 재결정화단계는 다수번 반복하여 즉 3차결정물을 더 얻을 수 있다. 또한, 상기 재결정화단계는 혼합극성유기용매를 사용하는 독창성을 갖는데, 이의 커다란 효과는 단일극성용매를 사용하여서 원료를 용해할 때보다 47.3~88.7%까지 용매사용량을 줄이면서도 베툴린 함량 94~96.5%, 베툴린산 함량 3~4%, 나머지가 극성색소성분으로 이루어진 높은 품질의 결정물(2차결정물 포함)을 생산할 수 있다.

상기와 같은 재결정화단계는 베툴린 함량을 99.5% 이상의 초 고순도 베툴린 및 95%이상의 베툴린산을 얻기 위한 중간단계로, 자작나무 외피와 내피는 베툴린, 베툴린산, 루페올(CAS 545-47-1), 그리고 극성색소성분을 주로 함유하는데, 이들 분자들은 하이드록실기(-OH)와 알콜기(-CH₂OH)를 갖고 있어서 극성(極性)에 가까운 열역학적 성질을 보유(保有)하고 있다. 즉, 이들 활성물질은 극성분리용매에 열역학적으로 높은 용해도를 갖는다. 예를 들어서 단일극성용매의 경우 메탄올은 64.7^oC에서 ~6.73g/리터, 클로로포름은 60.5^oC에서 ~40.69g/리터, 에탄올은 78^oC에서 ~18.49g/리터, 에틸아세테이트는 77.1^oC에서 ~23.02g/리터인 베툴린에 대한 용해도 를 갖는다. 자작나무 외피를 이러한 극성유기용매로 추출하면 베툴린이 70~83%, 베툴린산이 4~8%이고 나머지는 주로 극성색소성분으로 구성된 조추출물을(crude extract) 얻을 수 있는데, 핵심 성분인 베툴린과 베툴린산을 정밀화학 또는 의약품의 중간 원료 또는 antiviral 활동도를 높이기 위한 첨가제로 사용하기 위해서 이와 같은 조추출물을 재결정한다.

바람직하게는 밀도=0.91g/mL~1.37g/mL, 예로써, 클로로포름:에탄올 (18:82 v/v, 밀도=0.91g/mL, 베툴린 용해도 38.6g/리터)에서 클로로포름:에탄올 (82:18 v/v, 밀도=1.37g/mL, 베툴린 용해도 162.8g/리터)의 범위의 혼합 용매를 사용한다. 이러한 혼합용매로 조추출물을 재결정화하여서 베툴린 함량 94~96.5%, 베툴린산 함량 3~4%, 나머지는 극성색소성분으로 이루어진 높은 품질의 결정물(2차결정물 포함)을 얻고, 이어서 4-beds Eluent Swing Adsorptive Continuous Unit로 초 고순도 베툴린을 생산하는 것이다.

상기 원료용액 형성단계는 재결정화단계에 의해 생성된 결정물(2차결정물 포함)을 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 용해시켜 초고순도 베툴린 및 고순도 베툴린산을 생산하기 위한 원료용액을 형성하는 단계로, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 클로로포름 중 선택된 하나의 단일극성유기용매를 사용하거나, 에탄올 또는 메탄올 또는 아세톤을 클로로포름에 혼합한 혼합극성유기용매를 사용한다. 바람직하게는 혼합극성유기용매를 사용한다.

이때, 상기 혼합극성유기용매는 밀도 범위가 0.9~1.3g/mL인 클로로포름과 에 탄올의 혼합물 또는, 밀도 범위가 0.9~1.3g/mL인 클로로포름과 메탄올 혼합물 또는 밀도 범위가 0.9~1.3g/mL인 클로로포름과 아세톤 혼합물이다.

상기 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리단계는 원료용액내의 극성색소성분과 베툴린산을 각각의 컬럼에 의해 흡착분리하여 초 고순도 베툴린을 생산하는 베툴린 생산단계와,

극성색소성분 및 베툴린산이 흡착완료된 각각의 컬럼에 재생용매를 공급하여 컬럼을 재생시킴과 동시에, 컬럼에서 배출되는 재생용매로부터 극성색소성분 분리 및, 고순도 베툴린산을 생산하는 재생단계를 포함하도록 되어 있다.

상기 베툴린 생산단계는 원료용액이 제1컬럼으로 공급되어 극성색소성분이 흡착제거되는 단계,

상기 제1컬럼에서 배출된 용액이 제2컬럼으로 공급되어 베툴린산이 흡착제거되는 단계,

제2컬럼에서 배출된 용액을 수집하여 증발 건조시켜 초 고순도 베툴린을 생산하는 단계를 포함한다.

상기 재생단계는 초 고순도 베툴린 생산에 사용되어 극성색소성분이 흡착되어 있는 제3컬럼내로 재생용매(메탄올 또는 에탄올 또는 아세톤)를 공급하여 제3컬럼의 고정상에 흡착된 극성색소성분을 탈리시키고, 제3컬럼에서 배출되는 용액을 수집하여 증발 건조시켜 극성색소성분을 얻는 단계;

초 고순도 베툴린 생산에 사용되어 베툴린산이 흡착되어 있는 제4컬럼내로 재생용매(메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트)를 공급하여, 제4컬럼의 고정상에 흡착된 베툴린산을 탈리시키고, 제4컬럼에서 배출되는 용액을 수집하여 증발 건조시켜 고순도 베툴린산을 얻는 단계를 포함한다.

이때, 상기 제1,2컬럼을 이용하는 베툴린 생산단계와 제3,4컬럼을 재생시키는 재생단계는 동시에 이루어지도록 되어 있으며, 상기 제1,2,3,4컬럼에는 극성실리카겔 또는 알루미늄옥사이드(aluminum oxide)를 충진하여 발명의 효과를 거둘 수 있다.

즉, 상기 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리단계는 주밸브에 의해 원료용액이 제1,2컬럼으로 공급 또는 제3,4컬럼으로 공급되도록 되어 있으며, 일측 컬럼라인(예:제1,2컬럼)을 통해 베툴린 생산이 완료되면, 주밸브에 의해 타측 컬럼라인(예:제3,4컬럼)으로 원료용액을 공급하여 베툴린을 연속적으로 생산하고, 생산이 완료된 일측 컬럼라인(예:제1,2컬럼)은 재생용매를 공급하여 재생시키며, 이와 같은 작업을 다수번 반복수행하여 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산을 연속적으로 생산하도록 되어 있다.

이와 같은 방법에 의해 베툴린산보다 극성이 큰 색소 성분은 제1,3컬럼에서 흡착제거되고, 베툴린산과 베툴린은 제2,4컬럼으로 유입되어 베툴린보다 극성이 약간 높은 베툴린산이 흡착제거되며, 출구에서 베툴린 용액을 얻게 된다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산장치를 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 원료용액내의 극성색소성분을 흡착분리하는 제1,3컬럼(I-A,I-B)과,

상기 제1컬럼의 공급라인(11) 또는 제3컬럼의 공급라인(31)으로 원료용액을 공급하는 주밸브(V21)와,

상기 제1컬럼의 배출라인(12)과 연결되어 배출용액으로부터 베툴린산을 흡착분리하는 제2컬럼(Ⅱ-A)과,

상기 제3컬럼의 배출라인(32)과 연결되어 배출용액으로부터 베툴린산을 흡착분리하는 제4컬럼(Ⅱ-B)과,

상기 제2,4컬럼의 배출라인(13,33)과 연결되고 배출변환밸브(V25)를 구비하며, 제1,2,3,4컬럼(Ⅰ-A,Ⅰ-B,Ⅱ-A,Ⅱ-B)을 통해 극성색소성분 및 베툴린산이 제거된 베툴린 함유 배출용액을 배출시키는 베툴린 배출라인(20)과,

상기 제1,3컬럼의 배출라인(12,32)과 연결되고 제2변환밸브(V23)를 구비하며, 제2변환밸브(V23)을 통해 재생용매(Ⅰ)를 제1컬럼(Ⅰ-A) 또는 제3컬럼(Ⅰ-B)으로 공급하는 재생용매 공급라인(40)과,

상기 제1,3컬럼의 공급라인(11,31)과 연결되고 제1변환밸브(V22)를 구비하며, 제1변환밸브(V22)를 통해, 제1,3컬럼(Ⅰ-A,Ⅰ-B)내의 극성색소성분을 함유한 재생용매를 배출시키는 극성색소성분 배출라인(50)과,

상기 제2,4컬럼의 배출라인(13,33)과 연결되고 제4변환밸브(V26)를 구비하며, 제4변환밸브(V26)를 통해 재생용매(Ⅱ)를 제2컬럼(Ⅱ-A) 또는 제4컬럼(Ⅱ-B)으로 공급하는 재생용매(Ⅱ) 공급라인(60)과,

상기 제1,3컬럼의 배출라인(12,32)과 연결되고 제3변환밸브(V24)를 구비하며, 제3변환밸브(V24)를 통해, 제2,4컬럼내의 베툴린산을 함유한 재생용매(Ⅱ)를 배출시키는 베툴린산 배출라인(70)을 포함하도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 주밸브(V21)에 의해 원료용액이 제1컬럼(Ⅰ-A) 또는 제3컬럼(Ⅰ-B)으로 공급되도록 되어 있으며, 제1컬럼(Ⅰ-A)으로 원료용액이 먼저 공급될 경우, 제1컬럼(Ⅰ-A)내에 충진된 극성 고정상에 의해 극성색소성분이 제거되고,

극성색소성분이 제거된 제1컬럼(Ⅰ-A) 배출용액이 밸브(V27)을 통해 제2컬럼(Ⅱ-A)내로 공급되어 제2컬럼내에 충진된 극성 고정상에 의해 베툴린산이 제거되며,

베툴린산이 제거된 제2컬럼(Ⅱ-A) 배출용액은 배출변환밸브(V25)를 통해 베툴린 배출라인으로 배출되며, 배출라인을 통해 배출되는 베툴린 함유 배출용액을 완전증발시켜 순도 99.5% 이상의 초 고순도 베툴린을 생산한다.

또한, 제1,2컬럼(Ⅰ-A,Ⅱ-A)에 의한 베툴린 생산이 완료되면, 주밸브(V21)에 의해 원료용액을 제3컬럼(Ⅰ-B)으로 공급되며, 제3컬럼(Ⅱ-A)내에 충진된 극성 고정상에 의해 극성색소성분이 제거되고,

극성색소성분이 제거된 제3컬럼(Ⅱ-A) 배출용액이 밸브(V28)을 통해 제4컬럼(Ⅱ-B)내로 공급되어 제4컬럼내에 충진된 극성 고정상에 의해 베툴린산이 제거되며,

베툴린산이 제거된 제4컬럼(Ⅱ-B) 배출용액은 배출변환밸브(V25)를 통해 베툴린 배출라인으로 배출되며, 배출라인을 통해 배출되는 베툴린 함유 배출용액을 완전 증발시켜 순도 99.5% 이상의 초 고순도 베툴린을 생산한다.

또한, 상기 제3,4컬럼(Ⅱ-A,Ⅱ-B)에 의한 베툴린의 생산시, 재생용매(Ⅰ) 공급라인을 통해 제1컬럼(Ⅰ-A)내로 각각 재생용매(Ⅰ, 메탄올 또는 에탄올 또는 아세톤)을 상온에서 또는 이들의 비등점의 50~100%인 수준의 온도까지 (예를 들어서 메탄올은 32~64.7^oC, 에탄올은 39~78.4^oC, 아세톤은 상온~비등점) 가열하여 공급하고, 재생용매(Ⅱ) 공급라인을 통해 제2컬럼(Ⅱ-A)내로 상온에서 순수극성용매(메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트)인 재생용매(Ⅱ)를 공급하여,

제1컬럼(Ⅰ-A)내 극성색소성분, 제2컬럼(Ⅰ-B)내 베툴린산을 탈리시켜 제1,2컬럼(Ⅰ-A,Ⅰ-B)을 각각 재생시키고, 제1컬럼(Ⅰ-A)에서 배출되는 극성색소성분 함유 배출용액을 밸브(V22)를 통해 극성색소성분 배출라인으로 배출시킨 후 이를 완전 증발시켜 극성색소성분을 얻는다.

또한, 제2컬럼(Ⅰ-B)에서 배출되는 베툴린산 함유 배출용액을 밸브(V24)를 통해 베툴린산 배출라인으로 배출시킨 후, 이를 완전 증발시켜 베툴린산을 얻는다.

이와 같은 제1,2컬럼, 제3,4컬럼의 반복적인 교체 동작에 의해 베툴린, 베툴린산을 연속생산할 수 있게 된다. 또한, 응축으로 회수된 용매는 제2컬럼(II-A)과 제4컬럼(II-B)을 재생하는데 재사용한다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

베툴린과 베툴린 산의 HPLC 분석(검량곡선)

본 발명의 기술을 활용해서 조추출물, 1차결정물, 초고순도 베툴린 및 고순도 베툴린산의 농도를 도2와 도3의 베툴린 및 베툴린산의 검량곡선(calibration curve)를 이용해서 정량적으로 분석하였다. 베툴린(Sigma: B8795, minimum 98%)과 베툴린산(Sigma: 855057, minimum 90%)를 표준시료로 사용하였다. 표준시료 베툴린 100mg을 상온에서 HPLC 급 에탄올 20mL에 용해시켜 농도가 5.0g/L인 모액(mother solution)을 만들었고, 이 모액을 희석해서 농도가 4.0g/L, 3.0g/L, 2.0g/L의 시약을 만들어서 HPLC로 분석하였다. 표준 시료인 베툴린산 10mg을 HPLC 급 에탄올 20mL에 용해를 시켜서 0.5g/L인 모액을 만들어서 분석을 하였고, 이 모액을 희석해서 0.4g/L, 0.3g/L, 0.2g/L의 시약을 만들어 HPLC로 분석하였다 [HPLC Column: Nova-Pak C18-ODS 역상, 4μm, 3.9x300mm, eluent: CH3CN:H2O=86:14 v/v). 각각 시료를 분석하여서 얻어진 HPLC 피크의 면적을 농도로 plotting하여서 linear regression을 하여서 만들어진 검량곡선을 활용하여 미지의 시약에 함유된 베툴린 의 농도를 결정하였다.

실시예 2

에틸아세테이트를 이용하여 betula pepyrifera에서 베툴린 조추출물 생산

북아메리카에서 주로 자생하는 betula pepyrifera 내피와 외피를 수분 함량이 6%이 되도록 건조, 분쇄한 후 8mm 이하의 입자 150g을 에틸아세테이트 1900mL와 함께 리플럭스 추출조에 충진하고(외피 단위 kg당 12.67리터), 대기압에서 62^oC에서 1시간 그리고 77^oC에서 3시간 동안 가열하면서 베툴린과 베툴린 산을 유기 용매 속으로 추출하였다. 리플럭스 추출반응기에 들어있는 혼합물을 0.5μm PTFE membrane으로 70^oC에서 고온여과해서 (hot filtering) 유기용매를 젖은 수피로부터 베툴린의 응고 현상을 방지하면서 분리하였다. 여과액의 총 부피의 80%를 증발시켜서 농축된 용액을 -2^oC에 10시간 동안 방치시켜서 베툴린을 결정화시켰다. 베툴린 결정과 에틸아세테이트의 혼합물을 0.5μm PTFE 여과지로 여과해서 얻은 베툴린 결정물을 35^oC에서 건조시켜서 12.0g을 얻었다 (1차조추출물). 다시 여과액의 부피의 80%를 증발시킨 다음, -2^oC에 4시간 방치 시키고, 이때 결정반응기의 혼합물을 0.5μm PTFE 여과지로 여과, 건조해서 고형물 2.7g을 얻었다 (2차조추출물).

수율은 9.8% (= 건조 외피 무게 / 조추출물 무게 x 100 = 14.7 / 150 x 100)이었다. 시료 100mg을 HPLC 급 에탄올 20mL에 용해하여 만든 시료를 HPLC로 분석한 결과를 도 4에 나타내었는데, 베툴린 함량은 75% (retention time 15.0분)과 베툴린산 함량은 4% (retention time 11.1분)이었고, 나머지 21%는 체류시간이 6.26분, 12.2분, 20.03분인 미지(unidentified) 극성색소성분이었다.

실시예 3

클로로포름을 이용하여 betula pepyrifera에서 베툴린 조추출물 생산

북아메리카에서 주로 자생하는 betula pepyrifera 내피와 외피 178g (입자 크기 8mm 이하, 수분함량 5%)를 클로로포름 1900mL가 담긴 리플럭스 추출조에 넣었다 (외피 kg당 클로로포름 10.67리터). 49^oC에서 1시간 가열하고, 이어서 61.2^oC에서 2시간 동안 가열하면서 베툴린과 베툴린산을 유기 용매 속으로 추출하였다. 추출반응기에 들어있는 혼합물을 결정물의 응고를 방지하기 위해서 클로로포름의 비등점 근처의 온도에서 여과하였다. 유기용매+추출물을 수피로부터 분리하고 여과액의 80%를 증발시킨 다음, 실온에서 냉각을 한 후 -2^oC에 10시간동안 방치시켜서 베툴린과 베툴린산을 결정화하였다. 0.5μm PTFE membrane으로 결정물을 여과해서 얻은 고형 결정물은 35^oC에서 건조시키고 (1차조추출물), 여과액은 총 용매의 80%를 증발시킨 다음 -2^oC에 3시간 방치하여 2차결정화하였다. 동일한 방법으로 여과, 건조과정을 거쳐서 얻은 고형물을 건조하여 2차조추출물을 얻었고, 실시예 2와 같은 방식으로 시료를 만들어서 HPLC로 농도를 분석하였다 (도 5).

18.8g의 조추출물을 얻었으며 수율은 10.7%이었고 베툴린과 베툴린산의 함량은 각각 70.44%와 5.89%이었으며, 나머지는 체류시간이 6.25분과 12.2분인 미지(unknown) 극성색소성분이었다.

실시예 4

클로로포름과 에탄올의 혼합용매를 이용하여 betula pepyrifera에서 베툴린 조추출물 생산

Betula pepyrifera의 수피 입자 165g을 에탄올과 클로로포름의 혼합용매 (밀도 ~1.3g/mL) 1900mL가 담긴 리플럭스 추출조에 넣고 (load), 63^oC에서 1시간 동안 가열하고 이어서 78.4^oC에서 3시간 동안 가열하였다 (외피 kg당 용매 11.5리터). 유기용매 속으로 추출된 베툴린과 베툴린산을 여과하여서 수피로부터 분리하고, 여과액의 80%를 증발시킨 다음, -2^oC에 10시간 동안 방치시켜서 베툴린을 결정화였다. 0.5μm PTFE membrane으로 결정물을 여과해서 얻은 고형 결정물은 35^oC에서 건조시 키고(1차조추출물), 여과액은 총 용매의 부피의 80%를 증발시킨 다음 -2^oC에 3시간 방치하여 2차결정화하였다.

이렇게 해서 총 25.2g의 조추출물을 얻었고(수율 15.2%), 실시예 2과 같은 방식으로 시료를 만들어서 HPLC로 농도를 분석하였다(도 6). 베툴린과 베툴린산의 함량은 각각 76.87%와 5.49%이었으며, 나머지 불순물은 체류시간이 6.35분과 12.68분인 미지(unknown) 극성색소성분이었다.

실시예 5

에틸아세테이트를 이용하여 betula platyphylla에서 베툴린 조추출물 생산

대한민국에서 주로 자생하는 betula platyphylla 외피와 내피의 입자 263.8g (수분함량 6%, 입자 크기 8mm 이하)을 에틸아세테이트 1880mL가 담긴 리플럭스 추출조에 넣고 (수피 무게(kg):유기용매(리터)=7.13:1), 62^oC에서 1시간 동안 가열하고 이어서 77^oC에서 3시간 가열하면서 주성분인 베툴린과 부성분인 베툴린산을 유기용매 속으로 추출시켰다. 혼합유기용매+추출물을 젖은 수피로부터 분리한 다음 2차추출에 사용하였다. 여과액의 80%를 증발시켜서 농축하였고, -2^oC에 10시간 동안 방치시켜서 베툴린과 베툴린산을 결정화시켰다. 0.5μm PTFE 고분자 막으로 여과해서 유기용매로부터 분리된 결정물을 35^oC에서 건조하여 1차조추출물을 얻었다. 이어서 여과액의 70%를 증발시켜서 농축한 다음, -2^oC에서 4시간 동안 방치시켜서 베툴린과 베툴린산을 2차결정화시켰고, 0.5μm PTFE 멤브레인으로 여과해서 얻은 결정물을 건조해서 2차조추출물을 얻었다. 추출의 잔류물인 젖은 수피가 담긴 리플럭스 추출조에 에틸아세테이트 1150mL를 넣고, 77.1^oC에서 30분 동안 가열, 0.5μm PTFE 고분자 막으로 여과, 여과액을 결정화, 35^oC에서 건조과정을 거쳐서 3차조추출물을 얻었다.

총 59.5g의 조추출물을 얻었으며 (수율 22.5%), 실시예 2와 동일한 방식으로 HPLC를 가지고 분석한 결과(도 7), 베툴린과 베툴린산의 함량은 각각 82.46%와 4.18%이었고, 나머지는 retention 시간이 각각 12.75분과 21.26분인 극성색소성분이었다.

실시예 6

혼합용매 (클로로포름+에탄올)를 이용한 조추출물의 재결정화

상기 실시예 5에서 얻은 조추출물 58g을 비중 1.367g/mL인 클로로포름과 에탄올의 혼합용매 343mL가 담기 결정용기에 넣고 용해시킨 다음, 20^oC에서 2시간 동안에 20^oC까지 서서히 냉각시키고 -2^oC에 24시간 방치시켜 소나무 잎 모양의 흰색 결정을 용액 속에 생성시켰다. 0.5μm PTFE membrane으로 결정물을 여과, 건조과정 을 거쳐서 1차결정(21.51g, 수율 37%)을 얻었다. 여과액의 80%를 증발, -2^oC에서 재결정, 여과, 건조과정을 거쳐서 2차결정(16g, 수율 27.6%)을 얻었다.

실시예 2와 동일한 방식으로 1차결정을 HPLC로 분석한 결과(도 8-A) 베툴린과 베툴린산의 함량이 97.29%와 2.71%이었으며, 2차결정을 HPLC로 분석한 결과(도 8-B) 베툴린과 베툴린산의 함량이 95.9%와 4.17%이었다.

실시예 7

4-beds Eluent Swing Adsorptive Continuous Unit로 초고순도 베툴린 및 고순도 베툴린산 同時 생산

베툴린과 베툴린산 함량이 각각 96.03%와 3.97%인 35.14g을 혼합용매(클로로포름:에탄올=3:2)인 1100mL에 용해시켜서 원료용액을 만들었다. 원료용액을 유량 2.5mL/min으로 제1컬럼(I-A)의 상부에 공급하여서 극성색소성분을 흡착으로 제거하고, 제1컬럼(I-A)에서 배출되는 용액은 제2컬럼(II-A)에 공급되어 베툴린산을 흡착으로 제거하였다. 제2컬럼(II-A)의 출구에서 배출되는 용액을 수집, 증발, 건조과정을 거쳐서 베툴린 함량 99.8%, 베툴린산 함량 0.2%인 흰색결정 31.52g(수율 89.7%)을 얻었다 (도9-A). 극성색소성분을 탈착하기 위해서 메탄올 500mL를 60^oC까지 가열하여 제3컬럼(II-A)에 공급하고, 이때 배출되는 용액을 증발, 건조하여 얻어진 색소성분을 폐기하였다. 제4컬럼(II-B)에는 에틸아세테이트 600mL를 2.5mL/분 으로 공급하여 베툴린산을 탈착시키고, 출구에서 배출되는 용액을 증발, 건조해서 함량 96%인 베툴린산 0.584g을 얻었다 (도9-B).

베툴린과 베툴린산을 핵자기공명(¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃), ¹H NMR (600 MHz, CDCl₃)) 스펨트럼을 분석하여서 각각의 분자 구조를 확인하였다. 이때, 상기 제3,4컬럼은 (II-A, II-B)는 베툴린 생산에 기사용되어 각각 극성색소성분 및 베툴린산이 흡착되어 있는 상태이다.

도 1 은 본 발명에 따른 생산공정을 보인 예시도

도 2 는 본 발명에 따른 베툴린산의 검량곡선

도 3 은 본 발명에 따른 베툴린의 검량곡선

도 4 는 실시예 2에 따른 결과를 보인 예시도

도 5 는 실시예 3 에 따른 결과를 보인 예시도

도 6 은 실시예 4 에 따른 결과를 보인 예시도

도 7 은 실시예 5 에 따른 결과를 보인 예시도

도 8 은 실시예 6 에 따른 결과를 보인 예시도

도 9 는 실시예 7 에 따른 결과를 보인 예시도

Claims

자작나무 수피로부터 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 의해 분쇄된 자작나무 수피로부터 조추출물을 생성하는 조추출물 생성단계;

상기 조추출물을 혼합극성유기용매에 의해 추출하고 여과 건조하여 결정물을 생성하는 재결정화 단계;

상기 결정물을 단일극성유기용매 또는 혼합극성유기용매에 용해시켜 원료용액을 형성하는 원료용액 형성단계;

상기 원료용액을 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리에 의해 99.5중량% 이상의 초 고순도 베툴린과, 95중량% 이상의 고순도 베툴린산을 동시 생산하는 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리단계를 포함하되,

상기 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리는,

원액용액내의 극성색소성분과 베툴린산이 극성실리카겔 또는 알루미늄 옥사이드가 충진된 컬럼에 의해 흡착분리되어 99.5중량% 이상의 초고순도 베틀린이 생산되고,

베툴린산이 흡착분리된 컬럼내에 재생용매로 에탄올, 메탄올, 아세톤, 에틸아세테이트 중 선택된 하나를 공급하여, 컬럼을 재생시킴과 동시에 컬럼에서 배출되는 용액을 수집 증발건조시켜 95중량% 이상의 고순도 베툴린 산이 생산되는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 1 에 있어서;

상기 조추출물은 베툴린 70～83중량%, 베툴린산 4～8중량%, 나머지 극성색소성분을 구성하는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 1 에 있어서,

상기 재결정화단계는 혼합극성유기용매는 클로로포름과 메탄올로 이루어진 혼합극성유기용매 또는, 클로로포름과 에탄올로 이루어진 혼합극성유기용매인 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 1 에 있어서,

상기 재결정화단계의 결정물은 베툴린 94～96.5중량%, 베툴린산 3～4중량%, 나머지가 극성색소성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 1 에 있어서;

상기 재결정화단계는 결정물이 생성된 여과액에 대하여 용매의 40～80부피%를 증발시켜서 용액 중의 베툴린, 베툴린산, 극성색소성분을 농축시키고, -5～10℃ 온도에서 방치시켜서 용액 속에 결정물을 생성시킨 후, 여과 및 건조하여 2차결정물을 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 1 에 있어서;

상기 원료용액 형성단계는 에탄올, 메탄올, 아세톤, 클로로포름 중 선택된 하나의 단일극성유기용매를 사용하거나,

에탄올 또는 메탄올 또는 아세톤을 클로로포름에 혼합한 혼합극성유기용매를 사용하며, 상기 혼합극성유기용매는 밀도 범위 0.91~1.37g/mL를 구비하는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 1 에 있어서;

상기 엘루언트 변동 4탑식 연속흡착분리단계는 원료용액내의 극성색소성분과 베툴린산을 극성실리카겔 또는 알루미늄 옥사이드가 충진된 각각의 컬럼에 의해 흡착분리하여 초 고순도 베툴린을 생산하는 베툴린 생산단계와,

극성색소성분이 흡착완료된 컬럼에 재생용매로 메탄올 또는 에탄올 또는 아세톤을 공급하고, 베툴린산이 흡착완료된 컬럼에 재생용매로 메탄올 또는 에탄올 또는 아세톤 또는 에틸 아세테이트를 공급하여 각각의 컬럼을 재생시킴과 동시에,

각각의 컬럼에서 배출되는 용액으로부터 극성색소성분 분리 및, 고순도 베툴린산을 생산하는 재생단계를 포함하되,

상기 베툴린 생산단계와 재생단계는 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 7 에 있어서;

상기 베툴린 생산단계는 원료용액이 제1컬럼으로 공급되어 극성색소성분이 흡착제거되는 단계,

상기 제1컬럼에서 배출된 용액이 제2컬럼으로 공급되어 베툴린산이 흡착제거되는 단계,

제2컬럼에서 배출된 용액을 수집하여 증발 건조시켜 초 고순도 베툴린을 생산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
청구항 7 에 있어서;

상기 재생단계는 초 고순도 베툴린 생산에 사용되어 극성색소성분이 흡착되어 있는 제3컬럼내에 재생용매로 메탄올 또는 에탄올 또는 아세톤을 공급하여 제3컬럼의 고정상에 흡착된 극성색소성분을 탈리시키고, 제3컬럼에서 배출되는 용액을 수집하여 증발 건조시켜 극성색소성분을 얻는 단계;

초 고순도 베툴린 생산에 사용되어 베툴린산이 흡착되어 있는 제4컬럼내에 재생용매로 메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트 중 선택된 하나를 공급하여, 제4컬럼의 고정상에 흡착된 베툴린산을 탈리시키고, 제4컬럼에서 배출되는 용액을 수집하여 증발 건조시켜 베툴린산을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산방법.
원료용액내의 극성색소성분이 흡착분리되고, 극성실리카겔 또는 알루미늄옥사이드가 충진된 제1,3컬럼(I-A,I-B)과,

상기 제1컬럼의 공급라인(11) 또는 제3컬럼의 공급라인(31)으로 원료용액을 공급하는 주밸브(V21)와,

상기 제1컬럼의 배출라인(12)과 연결되어 배출용액으로부터 베툴린산이 흡착분리되고 극성실리카겔 또는 알루미늄옥사이드가 충진된 제2컬럼(Ⅱ-A)과,

상기 제3컬럼의 배출라인(32)과 연결되어 배출용액으로부터 베툴린산이 흡착분리되고 극성실리카겔 또는 알루미늄옥사이드가 충진된 제4컬럼(Ⅱ-B)과,

상기 제2,4컬럼의 배출라인(13,33)과 연결되고 배출변환밸브(V25)를 구비하며, 제1,2,3,4컬럼(Ⅰ-A,Ⅰ-B,Ⅱ-A,Ⅱ-B)을 통해 극성색소성분 및 베툴린산이 제거된 베툴린 함유 배출용액을 배출시키는 베툴린 배출라인(20)과,

상기 제1,3컬럼의 배출라인(12,32)과 연결되고 제2변환밸브(V23)를 구비하며, 제2변환밸브(V23)을 통해 재생용매(Ⅰ)를 제1컬럼(Ⅰ-A) 또는 제3컬럼(Ⅰ-B)으로 공급하는 재생용매 공급라인(40)과,

상기 제1,3컬럼의 공급라인(11,31)과 연결되고 제1변환밸브(V22)를 구비하며, 제1변환밸브(V22)를 통해, 제1,3컬럼(Ⅰ-A,Ⅰ-B)내의 극성색소성분을 함유한 재생용매를 배출시키는 극성색소성분 배출라인(50)과,

상기 제2,4컬럼의 배출라인(13,33)과 연결되고 제4변환밸브(V26)를 구비하며, 제4변환밸브(V26)를 통해 재생용매(Ⅱ)를 제2컬럼(Ⅱ-A) 또는 제4컬럼(Ⅱ-B)으로 공급하는 재생용매(Ⅱ) 공급라인(60)과,

상기 제1,3컬럼의 배출라인(12,32)과 연결되고 제3변환밸브(V24)를 구비하며, 제3변환밸브(V24)를 통해, 제2,4컬럼내의 베툴린산을 함유한 재생용매(Ⅱ)를 배출시키는 베툴린산 배출라인(70)을 포함하되,

상기 재생용매(Ⅰ)은 메탄올 또는 에탄올 또는 아세톤이고, 상기 재생용매(Ⅱ)는 메탄올, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트 중 선택된 하나 인 것을 특징으로 하는 자작나무 수피로부터 초 고순도 베툴린과 고순도 베툴린산의 동시 생산장치.