KR102265636B1 - 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일의 회수 - Google Patents

우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일의 회수 Download PDF

Info

Publication number
KR102265636B1
KR102265636B1 KR1020157028390A KR20157028390A KR102265636B1 KR 102265636 B1 KR102265636 B1 KR 102265636B1 KR 1020157028390 A KR1020157028390 A KR 1020157028390A KR 20157028390 A KR20157028390 A KR 20157028390A KR 102265636 B1 KR102265636 B1 KR 102265636B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
urea
oil
complex
water
solvent
Prior art date
Application number
KR1020157028390A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150126941A (ko
Inventor
웨이지 왕
폴 프레드릭 머그포드
덴 회벨 테오필뤼스 코르넬뤼스 판
Original Assignee
디에스엠 뉴트리셔널 프라덕츠 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디에스엠 뉴트리셔널 프라덕츠 아게 filed Critical 디에스엠 뉴트리셔널 프라덕츠 아게
Publication of KR20150126941A publication Critical patent/KR20150126941A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102265636B1 publication Critical patent/KR102265636B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C07C273/14—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C273/16—Separation; Purification
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/20—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having a carboxyl group bound to a chain of seven or more carbon atoms, e.g. stearic, palmitic, arachidic acids
    • A61K31/202—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having a carboxyl group bound to a chain of seven or more carbon atoms, e.g. stearic, palmitic, arachidic acids having three or more double bonds, e.g. linolenic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/02—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of urea, its salts, complexes or addition compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C275/00—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C275/02—Salts; Complexes; Addition compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C11B3/006—Refining fats or fatty oils by extraction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B7/00—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils
    • C11B7/0008—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils by differences of solubilities, e.g. by extraction, by separation from a solution by means of anti-solvents
    • C11B7/0025—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils by differences of solubilities, e.g. by extraction, by separation from a solution by means of anti-solvents in solvents containing oxygen in their molecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B7/00—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils
    • C11B7/0083—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils with addition of auxiliary substances, e.g. cristallisation promotors, filter aids, melting point depressors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

본 발명은 우레아/오일 복합체를 건조하고 이 복합체를 물과 조합하여 우레아 용액을 형성하고 상기 우레아 용액으로부터 물을 제거함으로써 우레아/오일 복합체로부터 우레아를 회수하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 우레아 복합체화 공정에서 우레아를 재활용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 우레아/오일 복합체로부터 다중불포화된 지방산 또는 이의 유도체를 회수하는 방법에 관한 것이다.

Description

우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일의 회수{RECOVERING UREA AND OIL FROM A UREA/OIL COMPLEX}
본 발명은 일반적으로 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일을 회수하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 일반적으로 회수된 우레아를 재활용하는 방법에 관한 것이다.
관련 출원의 교차참조
본원은 2013년 3월 13일자로 출원된 미국 가출원 제61/780,341호(이의 개시내용은 본원에 참고로 도입됨)를 우선권 주장한다.
오메가-3, 오메가-6 및 오메가-9 지방산을 비롯한 다중불포화된 지방산(PUFA)은 일상 생활 및 기능에 필수적이다. 예를 들면, 혈청 트라이글리세라이드의 하강, 심장 부정맥의 예방, 죽상경화판의 안정화, 혈소판 응집의 감소 및 혈압의 감소에 대한 오메가-3 지방산, 예컨대, 모든-시스-5,8,11,14,17-에이코사펜타엔산(EPA) 및 모든-시스-4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산(DHA)의 유리한 효과는 잘 확립되어 있다. 예를 들면, 문헌(Dyrberg et al., In: Omega-3 Fatty Acids: Prevention and Treatment of Vascular Disease. Kristensen et al., eds., Bi & Gi Publ, Verona-Springer-Verlag, London, pp. 217-26, 1995); 문헌(O'Keefe and Harris, Am J Cardiology 2000, 85:1239-41); 문헌(Radack et al., "The effects of low doses of omega-3 fatty acid supplementation on blood pressure in hypertensive subjects: a randomized controlled trial." Arch Intern Med 151:1173-80, 1991); 문헌(Harris, "Extending the cardiovascular benefits of omega-3 fatty acids." Curr Atheroscler Rep 7:375-80, 2005); 및 문헌(Holub, "Clinical nutrition: 4 omega-3 fatty acids in cardiovascular care," CMAJ 166(5):608-15, 2002)을 참조한다. PUFA의 다른 이익은 염증 및 신경퇴행성 질환의 예방 및/또는 치료, 및 개선된 인지 발달과 관련된 이익이다. 예를 들면, 문헌(Sugano and Michihiro, "Balanced intake of polyunsaturated fatty acids for health benefits." J Oleo Sci 50(5):305-11, 2001)을 참조한다.
유리한 PUFA의 공급원은 PUFA가 풍부한 정규식, 영양 보충제 또는 약학 조성물을 포함한다. 이 공급원들은 전형적으로 해양 오일, 예컨대, 어류를 함유하거나 이로부터 유래되지만, PUFA는 쓰라우스토키트리드(Thraustochytrid)의 다양한 종을 비롯한 미생물 공급원으로부터 유래될 수도 있다. 식물도 PUFA의 천연 공급원이고, 심지어 PUFA의 상업적 생산과 관련된 비용을 감소시키기 위한 추가 노력으로 다양한 PUFA들을 생성하는 유전자를 포함하도록 유전적으로 변경되었다.
PUFA를 함유하는 오일은 통상적으로 유리한 PUFA를 농축하고 원치 않는 성분을 제거하기 위해 적어도 어느 정도의 정제 및 가공을 요구한다. PUFA를 정제하거나 농축하는 공정은 통상적으로 요구된 구체적인 생성물에 따라 달라지는 다단계 공정이다. 종종 수행되는 한 단계는 우레아 복합체화로서 공지되어 있다. 우레아는 긴 탄소 직쇄, 예컨대, 포화된 및 단일불포화된 지방산 또는 에스터를 갖는 유기 화합물과 복합체를 형성하는 것으로 공지되어 있다(문헌(Marschner, "The Story of Urea Complexes," Chem & Eng News, 33(6):494-6, 1955); 및 문헌(Hayes et al., "Urea Complexation for the Rapid, Ecologically Responsible Fractionation of Fatty Acids from Seed Oil, JAOCS 75(10): 1403-1409, 1998) 참조). 우레아는 오일의 포화된 및 단일불포화된 지방산/에스터와 조합되었을 때 종종 우레아 부가물 또는 포접화합물로서 지칭되는 것을 형성하는 복합체를 형성한다. 그 다음, 상기 부가물(그의 포화된 및 단일불포화된 지방산/에스터를 포함함)은 일반적으로 여과에 의해 오일로부터 분리된다.
우레아 복합체화의 결과물은 더 높은 농도의 PUFA 및 감소된 포화된 또는 단일불포화된 지방산/에스터 함량을 갖는 오일이다. 대다수의 공정에서, 특히 부가물이 상당한 양의 PUFA를 함유할 수도 있을 경우 비경제적 및 비효율적인 우레아 부가물은 버려진다. 다른 공정, 예컨대, 문헌(Hayes et al.)에 개시된 공정은 상기 부가물 및 버려지는 우레아로부터 잔류 PUFA를 회수하는 것에 초점을 맞춘다.
PUFA, 예컨대, 오메가-3 및 오메가-6 지방산의 건강 이익, 및 기존 우레아 복합체화 방법의 결점에 비추어 볼 때, 우레아 부가물로부터 PUFA를 분리하는 신규 비용-효과적 방식 및 우레아를 재활용하는 방식을 발견하는 것이 바람직하다. 본원에 개시된 방법은 이러한 필요성 및 다른 필요성을 다룬다.
본원에서 구현되고 넓게 개시된 바와 같이, 개시된 물질, 화합물, 조성물 및 방법의 목적에 따라, 한 양태에서, 개시된 보호대상은 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일(PUFA 또는 이의 에스터를 포함함)을 회수하는 방법에 관한 것이다. 추가 양태에서, 개시된 보호대상은 회수된 우레아를 재활용하는 방법에 관한 것이다. 이하에 기재된 장점은 첨부된 특허청구범위에 구체적으로 표시된 요소 및 조합물에 의해 실현될 것이고 달성될 것이다. 상기 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명은 예시하고 설명하기 위한 것일 뿐이고 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
본 명세서에 도입되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 이하에 기재된 여러 양태들을 보여준다.
도 1은 우레아 재활용 및 재사용 공정에서 에틸 에스터 농축 생성물의 EPA 및 DHA 수준, 및 오일의 수율을 보여준다. 각각의 공정에서 사용된 우레아는 약 10%의 새로운 우레아와 함께 약 90%의 재활용된 우레아를 함유하였다. 사용되지 않은 오일에 대한 출발 EPA 및 DHA 수준은 수평 축 상에서 "0" 값으로 표시되어 있고; 한번 사용된 우레아에 대한 EPA 및 DHA 수준은 수평 축 상에서 "1" 값으로 표시되어 있고; 10회의 우레아 재활용 및 재사용으로부터의 EPA 및 DHA 수준은 각각 "2" 내지 "11" 값으로 표시되어 있다.
도 2는 우레아 재활용 및 재사용 공정에서 에틸 에테르 농축 생성물의 EPA 및 DHA 수준, 및 오일의 수율을 보여준다. 각각의 공정에서 사용된 우레아는 약 10%의 새로운 우레아와 함께 약 90%의 재활용된 우레아를 함유하였다. 한번 사용된 우레아에 대한 EPA 및 DHA 수준은 수평 축 상에서 "1" 값으로 표시되어 있고; 10회의 우레아 재활용 및 재사용으로부터의 EPA 및 DHA 수준은 각각 "2" 내지 "11" 값으로 표시되어 있다.
도 3은 우레아 재활용 공정 도표이다.
본원에 기재된 물질, 화합물, 조성물 및 방법은 개시된 보호대상의 구체적인 양태들의 하기 상세한 설명, 및 본원에 포함된 실시예 및 도면을 참조함으로써 더 용이하게 이해될 수 있다.
본 물질, 화합물, 조성물, 제품 및 방법이 개시되고 기재되기 전에, 이하에 기재된 양태들이 당연히 변경될 수 있기 때문에 구체적인 합성 방법 또는 구체적인 시약으로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본원에서 사용된 용어가 구체적인 양태만을 기술하기 위한 것이고 한정하기 위한 것이 아니라는 것도 이해해야 한다.
또한, 본 명세서 전체에서 다양한 공개문헌들이 참조된다. 이 공개문헌들의 개시내용은 개시된 보호대상이 속하는 분야의 기술수준을 더 전체적으로 기술하기 위해 전체로서 본원에 참고로 도입된다. 또한, 개시된 참조문헌들은 참조의 근거가 되는 문장에서 논의된 것에 함유된 물질에 대해 본원에 참고로 개별적으로 및 구체적으로 도입된다.
정의
본 명세서 및 하기 특허청구범위에서, 하기 의미를 갖는 것으로 정의되는 다수의 용어들이 언급될 것이다.
본 명세서 및 특허청구범위 전체에서 용어 "포함한다" 및 이 용어의 다른 형태, 예컨대, "포함하는" 및 "포함하고"는 포함하나 한정되지 않는다는 것을 의미하고, 예를 들면, 다른 첨가제, 성분, 정수 또는 단계를 배제하기 위한 것이 아니다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용된 바와 같이, 문맥이 달리 명시하지 않은 한, 단수형은 복수형 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들면, "복합체"의 언급은 2개 이상의 이러한 복합체의 혼합물을 포함하고, "오일"의 언급은 2개 이상의 이러한 오일의 혼합물을 포함하고, "다중불포화된 지방산"의 언급은 2개 이상의 이러한 다중불포화된 지방산의 혼합물을 포함한다.
"임의적" 또는 "임의적으로"는 후속적으로 기재된 사건 또는 환경이 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있고 사건 또는 환경이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우가 설명에 포함된다는 것을 의미한다.
범위는 "약" 한 특정 값 내지 "약" 또 다른 특정 값으로서 본원에서 표현될 수 있다. "약"은 언급된 값의 5% 이내에 있음을 의미할 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 또 다른 양태는 한 특정 값 내지 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값이 선행사 "약"의 사용에 의해 근사치로서 표현되는 경우, 특정 값이 또 다른 양태를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 각각의 범위의 종점은 다른 종점과의 관계에서 유의할 뿐만 아니라 다른 종점과 관계없이 유의하다는 것도 이해될 것이다. 본원에 개시된 다수의 값들이 존재하고 각각의 값이 값 자체 이외에 "약" 그 특정 값으로서도 본원에 개시된다는 것도 이해된다. 예를 들면, 값 "80"이 개시된 경우, "약 80"도 개시된다.
본 명세서 및 하기 특허청구범위에서 조성물 중의 특정 요소 또는 성분의 중량부의 언급은 조성물에서 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분 사이의 중량 관계가 중량부로 표현된다는 것을 의미한다. 따라서, 2 중량부의 성분 X 및 5 중량부의 성분 Y를 포함하는 조성물에서 X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하고, 추가 성분이 조성물에 포함되는지와 관계없이 이러한 비로 존재한다.
구체적으로 반대로 명시되지 않은 한, 성분의 중량%(wt%)는 성분이 포함되는 제제 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
개시된 물질, 화합물, 조성물 및 방법의 구체적인 양태들이 지금부터 상세히 언급될 것이고 이들의 예는 수반된 실시예 및 도면에 예시되어 있다.
방법 및 물질
본원은 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일을 회수하는 방법을 개시한다. 또한, 본원은 회수된 우레아를 재활용하는 방법을 개시한다. 우레아 및 오일의 회수 방법은 산성 조건 하에서, 또는 바람직하게는 첨가된 산의 사용 없이 수행될 수 있다. 추가로, 본원에 개시된 방법은 최소량의 물을 사용하고 공정 동안 사용된 시약들의 대다수를 회수하기 때문에 비용-효과적이고 효율적이다.
우레아/오일 복합체의 제공
본 방법은 우레아/오일 복합체를 제공하는 단계를 포함한다. 용어 "우레아/오일 복합체"는 본원에서 "우레아 부가물" 또는 "포접화합물"과 동의어로 사용된다. 우레아/오일 복합체는 다양한 공급원들 중 임의의 공급원으로부터의 오일이 우레아와 접촉되는 상업적 또는 실험실 오일 가공 단계에서 생성될 수 있다. 우레아는 오일 중의 포화된 및 단일불포화된 지방산/에스터와 함께, 우레아/오일 복합체 또는 우레아 부가물로서 지칭되는 복합체를 우선적으로 형성한다. 따라서, 우레아/오일 복합체는 우레아 및 포화된 및/또는 단일불포화된 지방산/에스터를 함유하는 조성물이다. PUFA가 오일의 남은 분획에 풍부하지만, 일부 PUFA는 우레아와 복합체를 형성하여 우레아/오일 복합체의 일부가 될 수 있다. 용매도 이 공정에서 사용되므로, 잔류 용매는 종종 우레아/오일 복합체의 일부이다. 따라서, 개시된 방법은 우레아, 이 우레아와 회합되는 포화된 및 단일불포화된 지방산/에스터, 잔류량의 용매, 및 임의적으로 바람직하지 않은 잔류량의 PUFA를 포함하는 우레아/오일 복합체를 사용함으로써 시작된다.
우레아
우레아/오일 복합체를 형성하는 데에 사용될 수 있는 우레아는 다양한 상업적 공급원들로부터 수득될 수 있다. 적합한 우레아 공급원의 예에는 아크로스 오가닉스(Acros Organics), 미국 뉴저지주 모리스 플레인스 소재), 피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)(미국 펜실배니아주 피츠버그 소재) 또는 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)(미국 미주리주 세인트 루이스 소재)가 포함된다. 일부 실시양태에서, 우레아/오일 복합체 중의 우레아는 사용되지 않은 우레아이다. 다른 실시양태에서, 우레아/오일 복합체 중의 우레아는 본원에 기재된 방법에 따라 회수된 재활용된 우레아이다. 다른 실시양태에서, 우레아는 사용되지 않은 우레아와 재활용된 우레아의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 우레아는 1:10 내지 10:1 비의 사용되지 않은 우레아와 재활용된 우레아의 혼합물일 수 있다. (사용되지 않은 또는 재활용된) 우레아는 실질적으로 순수할 수 있다. 일부 실시양태에서, 우레아는 95% 이상의 순도를 갖는다. 예를 들면, 우레아는 96% 이상의 순도, 97% 이상의 순도, 98% 이상의 순도, 99% 이상의 순도 또는 100%의 순도를 가질 수 있고, 이때 언급된 값들 중 임의의 값은 범위의 상한 및/또는 하한을 형성할 수 있다.
오일
우레아/오일 복합체를 형성하는 데에 사용되는 오일은 하나 이상의 PUFA, 및 포화된 및/또는 단일포화된 지방산/에스터를 포함한다. 우레아의 목적은 포화된 및/또는 단일포화된 지방산/에스터를 복합체화하여 남은 PUFA로부터 이 화합물들을 분리하는 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "PUFA"는 다중불포화된 지방산 및/또는 이의 유도체뿐만 아니라 이들의 혼합물도 지칭한다. PUFA의 유도체는 알킬 에스터(예를 들면, 메틸 또는 에틸 에스터), 글리세라이드 에스터(예를 들면, 모노아실글리세롤, 다이아실글리세롤 및 트라이아실글리세롤), 스테롤 에스터(예를 들면, 콜레스테롤 에스터 및 파이토스테롤 에스터), 아미드 및 염(예를 들면, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 및 크로뮴 염)을 포함한다. 다양한 PUFA들의 혼합물 및 조합물도 본원에 개시된 방법에서 사용되기에 적합하다.
개시된 방법에서 사용될 수 있는 특히 바람직한 PUFA는 오메가-3 지방산이다. 오메가-3 지방산은 그의 말단에서 CH3-CH2-CH=CH-를 함유하는 불포화된 지방산이다. 일반적으로, 오메가-3 지방산은 하기 화학식으로 표시된다:
Figure 112015097938376-pct00001
상기 식에서,
R1은 하나 이상의 이중 결합을 포함하는 C3-C40 알킬 또는 알케닐 기이고, R2는 H 또는 알킬 기이다. 본원에서 사용된 용어 "알칸" 또는 "알킬"은 포화된 탄화수소 기(예를 들면, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, s-펜틸, 네오펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 에이코실, 테트라코실 등)이다. 본원에서 사용된 용어 "알켄" 또는 "알케닐"은 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 탄화수소 기이다. 비대칭 구조, 예컨대, (AB)C=C(CD)는 E 이성질체 및 Z 이성질체(시스 및 트랜스) 둘다를 포함하기 위한 것이다. 추가 예에서, R1은 C5-C38, C6-C36, C8-C34, C10-C32, C12-C30, C14-C28, C16-C26 또는 C18-C24 알케닐 기일 수 있다. 또 다른 예에서, R1의 알케닐 기는 2개 내지 6개, 3개 내지 6개, 4개 내지 6개, 또는 5개 또는 6개의 이중 결합을 가질 수 있다. 추가로, R1의 알케닐 기는 1개, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 6개의 이중 결합을 가질 수 있고, 이때 언급된 값들 중 임의의 값은 적절한 경우 상한 또는 하한을 형성할 수 있다. 오메가-3 지방산의 구체적인 예에는 천연 및 합성 α-리놀렌산(18:3ω3)(ALA), 옥타데카테트라엔산(18:4ω3)(스테아리돈산), 에이코사펜타엔산(20:5ω3)(EPA), 도코사헥사엔산(22:6ω3)(DHA), 도코사펜타엔산(22:5ω3)(DPA), 에이코사테트라엔산(24:4ω3), 16:3ω3, 24:5ω3, 및/또는 니신산(24:6ω3)이 포함되나 이들로 한정되지 않고, 다른 예는 본 명세서의 다른 부분에서 언급되어 있다.
이들 및 다른 PUFA들은 그들의 자유 형태, 에스터화된 형태, 아미드 형태 또는 염 형태로 특히, 해양 오일(예를 들면, 물고기 오일, 바다표범 오일, 크릴 오일), 미생물 오일(천연 미생물뿐만 아니라 고전적 돌연변이유발 또는 유전적 변경에 의해 변경된 미생물도 포함함), 예컨대, 조류(algal) 오일(예를 들면, 미세조류 오일), 진균 오일 및 (천연 식물 또는 유전적으로 변경된 식물로부터 유래된) 식물 오일에서 발견될 수 있고 이러한 오일들로부터 수득될 수 있다. 따라서, 이들 모두는 개시된 공정에서 사용되기에 적합한 오일이다.
바람직한 양태에서, 본원에 개시된 방법은 DHA 및/또는 EPA, 이들의 C1-C6 알킬 에스터, 이들의 트라이아실글리세롤 에스터, 이들의 콜레스테롤 또는 파이토스테롤 에스터, 및 이들의 아미드, 이들의 염, 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 오일을 사용한다. (TG 오일로서 지칭되는) 트라이아실글리세롤 오일이 사용될 수 있다. 그러나, 오일은 이들의 자유 산 형태, 또는 더 바람직하게는 이들의 지방산 알킬 에스터 형태(예를 들면, 지방산 에틸 또는 메틸 에스터)로 PUFA를 함유하는 것이 바람직하다.
구체적인 예에서, 오일은 미생물 오일, 예를 들면, 조류 오일(예를 들면, 와편모충(dinoflagellate), 예컨대, 크립테코디늄 코니이(Crypthecodinium cohnii)) 또는 진균 오일(예를 들면, 모르티아렐라 알피나(Mortiarella Alpina), 쓰라우스토키트륨(Thraustochytrium), 쉬조키트륨(Schizochytrium), 또는 이들의 혼합물), 및/또는 식물 오일(이들의 혼합물을 포함함)을 포함할 수 있다.
구체적인 예에서, 오일은 해양 오일, 예컨대, 천연, 반-정제된, 정제된 또는 농축된 어류 오일을 포함할 수 있다. 비-알칼리 처리된 어류 오일도 개시된 방법에서 사용되기에 적합한 오일이다. 본원에서 사용되기에 적합한 다른 해양 오일은 예를 들면, 오징어 오일, 문어 오일, 크릴 오일, 바다표범 오일, 고래 오일 등(이들의 혼합물 및 조합물을 포함함)을 비롯한, 해양 포유동물 및/또는 해양 무척추동물로부터 유래된 오일을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 임의의 PUFA 오일 및 PUFA 오일의 조합물이 개시된 방법에서 사용될 수 있다.
개시된 방법은 식물성 오일, 예컨대, 올리브 오일, 옥수수 오일, 야자나무 오일, 해바라기 오일, 아마씨 등과 함께 사용될 수도 있다.
본원에서 사용될 수 있는 PUFA는 본원에 개시된 이러한 공급원으로부터의 미정제 오일, 반-정제된 오일 또는 정제된 오일일 수도 있다. 추가로, 개시된 방법은 재에스터화된 트라이아실글리세롤을 포함하는 오일을 사용할 수 있다. 일부 예에서, 오일은 표백된, 비-탈취된 및/또는 부동화된(winterized) 오일일 수 있다.
우레아 /오일 복합체
우레아와 오일은 용매의 존재 하에서 조합되어 우레아/오일 복합체를 형성할 수 있다. 따라서, 우레아/오일 복합체의 제조에서 용매를 사용한 결과, 상기 복합체는 잔류량의 용매를 포함할 수 있고 대부분의 경우 포함한다. 일부 실시양태에서, 용매는 알코올(예를 들면, 에탄올)이다. 바람직하게는, 용매는 190 프로프(proof) 에탄올(즉, 95% 에탄올)이다.
일부 실시양태에서, 우레아/오일 복합체는 우레아를 에탄올에 용해시켜 우레아/에탄올 용액을 형성함으로써 제조된다. 반응 혼합물에서 우레아 대 에탄올의 비는 약 1:0.1 내지 약 1:10, 더 전형적으로 약 1:1.5일 수 있다. 에탄올에의 우레아의 용해를 촉진하기 위해, 혼합물을 가열할 수 있다. 에탄올과 우레아가 혼합될 수 있는 적합한 온도는 약 60℃ 내지 약 100℃, 약 65℃ 내지 약 95℃, 약 70℃ 내지 약 90℃, 또는 약 75℃ 내지 약 85℃를 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 예를 들면, 혼합물을 약 85℃ 내지 약 90℃까지 가열할 수 있다.
오일을 고온에서 우레아/에탄올 용액과 조합하여(즉, 가열된 우레아/에탄올 용액) 복합체를 형성할 수 있다. 임의적으로, 오일을 가열된 우레아/에탄올 용액과 조합하기 전에 오일을 탈기하고/하거나 가열한다. 일부 예에서, 오일을 가열된 우레아/에탄올 용액의 약 15℃ 이내의 온도까지 가열한다. 예를 들면, 우레아/에탄올 용액의 온도가 약 85℃ 내지 약 90℃의 온도인 경우, 오일을 우레아/에탄올 용액과 조합하기 전에 약 80℃의 온도까지 가열할 수 있다. 오일을 우레아/에탄올 용액과 혼합하고, 조합된 혼합물을 냉각시켜 고체 우레아/오일 복합체를 형성한다. 동일한 절차가 다른 용매와 함께 사용될 수 있다.
반응 혼합물에서 우레아 대 오일의 비는 약 0.1:1 내지 약 2:1, 더 전형적으로 약 0.5:1.5, 약 0.85:1 또는 약 1.2:1일 수 있다. 그 다음, 통상적으로 우레아/오일 복합체를 예를 들면, 여과로 잔존 오일로부터 분리한다.
용매 제거
개시된 방법은 우레아/오일 복합체(우레아 부가물)를 수득하고 잔류 용매(예를 들면, 에탄올)를 제거하여 건조된 우레아/오일 복합체(우레아 "케이크"로서도 지칭됨)를 형성하는 단계를 포함한다. 건조된 우레아/오일 복합체는 용매를 실질적으로 함유하지 않는다. "용매를 실질적으로 함유하지 않는"은 건조된 우레아/오일 복합체가 약 1 중량% 미만, 약 0.5 중량% 미만 또는 약 0.1 중량% 미만의 용매를 함유한다는 것을 의미한다. 용매는 진공 하에서 제거될 수 있다. 용매 제거를 수행하기에 적합한 온도는 약 4℃ 내지 약 60℃, 바람직하게는 약 10℃ 내지 약 22℃를 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 다른 예에서, 용매는 약 5℃, 약 10℃, 약 15℃, 약 20℃, 약 25℃, 약 30℃, 약 35℃, 약 40℃, 약 45℃, 약 50℃, 약 55℃ 또는 약 60℃에서 제거될 수 있고, 이때 임의의 언급된 값들 중 임의의 값은 범위의 상한 및/또는 하한을 형성할 수 있다.
용매 제거 단계는 후속 적용(예를 들면, 후속 우레아/오일 복합체화 반응)에서 재사용될 수 있는 용매의 회수를 제공한다. 이론에 의해 구속받고자 하지 않지만, 용매 제거는 우레아/오일 복합체로부터의 우레아 및 PUFA의 회수를 개선할 수도 있다. 이하에 논의된 바와 같이, 건조된 우레아/오일 복합체를 물에 용해시켜 상기 복합체의 성분을 방출할 수 있다. 그러나, 잔류 용매, 예컨대, 에탄올이 우레아/오일 복합체를 안정화시켜 완전히 용해되는 대신에 바람직하지 않은 오일/우레아 미세복합체를 생성한다고 생각된다. 따라서, 본원에 기재된 방법에 따라 잔류 에탄올을 제거함으로써 우레아 및 PUFA의 회수를 개선한다. 잔류 용매를 제거하지 않으면서 우레아로부터의 오일의 분리를 달성하기 위해서는 더 많은 양의 물 및/또는 pH 조절이 필요하다. 이러한 pH 조절(예를 들면, 산의 첨가)은 나중에 중화되어야 하고 회수 후 우레아의 순도에 영향을 미친다.
물과의 조합
우레아/오일 복합체로부터 용매를 제거한 후, 건조된 우레아/오일 복합체 또는 케이크는 물과 조합된다. 건조된 우레아/오일 복합체의 우레아 성분은 물에 용해된다. 우레아의 이 용해는 부분적으로 고온에서 물에서의 우레아의 증가된 가용성으로 인해 고온에서 더 촉진될 수 있다. 주위 온도에서 물에서의 우레아의 가용성은 물 100 ml 당 약 108 g의 우레아이다. 그러나, 약 60℃ 내지 약 80℃에서 물에서의 우레아의 가용성은 물 100 ml 당 약 250 내지 400 g의 우레아까지 증가한다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 물 조합 단계는 약 50℃ 내지 약 80℃, 약 55℃ 내지 약 75℃, 또는 약 60℃ 내지 약 70℃를 포함하나 이들로 한정되지 않는 온도에서 수행된다. 일부 예에서, 건조된 우레아/오일 복합체는 약 50℃, 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃ 또는 약 80℃에서 물과 조합될 수 있고, 이때 언급된 값들 중 임의의 값은 범위의 상한 및/또는 하한을 형성할 수 있다. 일부 구체적인 예에서, 건조된 우레아/오일 복합체는 약 60℃ 내지 약 80℃, 더 구체적으로 약 65℃ 내지 약 75℃, 훨씬 더 구체적으로 약 72℃에서 물과 조합될 수 있다. 임의적으로, 물은 승온까지 가열되고 승온에서 건조된 우레아/오일 복합체에 제공된다.
승온에서 물에서의 우레아의 증가된 가용성으로 인해, 최소량의 물을 이 단계에서 사용하여 수성 농축된 우레아 용액을 형성할 수 있다. 물론, 첨가된 물의 총량은 얼마나 많은 우레아가 케이크에 존재하는지에 의해 좌우될 것이다. 일부 실시양태에서, 조합 단계에서 물은 건조된 우레아/오일 복합체의 약 30 중량% 내지 약 50 중량%로 제공된다. 예를 들면, 물은 건조된 우레아/오일 복합체의 약 30 중량%, 약 31 중량%, 약 32 중량%, 약 33 중량%, 약 34 중량%, 약 35 중량%, 약 36 중량%, 약 37 중량%, 약 38 중량%, 약 39 중량%, 약 40 중량%, 약 41 중량%, 약 42 중량%, 약 43 중량%, 약 44 중량%, 약 45 중량%, 약 46 중량%, 약 47 중량%, 약 48 중량%, 약 49 중량% 또는 약 50 중량%로 제공될 수 있고, 이때 언급된 값들 중 임의의 값은 범위의 상한 및/또는 하한을 형성할 수 있다. 일부 예에서, 조합 단계에서 물은 건조된 우레아/오일 복합체의 약 40 중량%로 제공된다.
용매를 실질적으로 함유하지 않는 건조된 우레아/오일 복합체를 사용하여 이 단계를 수행할 때, 건조된 우레아/오일 복합체에 첨가된 물은 산성일 필요가 없다는 것을 본원에서 발견하였다. 따라서, 물은 약 6.5 초과의, 예를 들면, 약 7.0, 7.5, 8.0, 8.5 또는 9.0 초과의 pH를 갖는 물일 수 있다. 전형적으로, 사용된 물은 약 7.0 내지 약 9.0의 pH를 가질 수 있다. 산을 요구하지 않기 때문에 회수된 우레아가 산을 첨가한 경우보다 더 적은 불순물(예를 들면, 염)을 함유한다는 것을 발견하였다. 따라서, 개시된 방법에서 산의 회피는 회수된 우레아를 재사용(재활용)하는 데에 도움을 준다.
추가로, 건조된 우레아/오일 복합체를 사용하여 이 단계를 수행할 때, 잔류 용매가 제거되지 않은 경우 요구될 물의 양보다 더 적은 양의 물을 사용하여 우레아를 용해시킬 수 있다. 건조된 우레아/오일 복합체에 첨가된 물은 고밀도 수성 농축된 우레아 용액을 생성한다. 따라서, 임의의 오일/우레아 미세복합체 중의 오일을 비롯한, 건조된 우레아/오일 복합체의 오일 성분은 밀도 차이로 인해 수성 농축된 우레아 용액으로부터 분리될 것이다. 분리된 오일은 수성 상 위에서 유기 상을 형성할 것이다. 우레아/오일 복합체의 오일 성분을 포함하는 이 유기 상은 수성 농축된 우레아 용액으로부터 분리될 수 있다.
반복적으로, 즉 건조된 우레아/오일 복합체를 물과 조합하고 수성 상을 분리한 후 건조된 우레아/오일 복합체를 물과 다시 조합함으로써 이 단계를 수행하는 것도 가능하다. 추가로, 교반하면서 질소 대기 하에서 이 단계를 수행할 수 있다.
우레아와 오일의 분리
언급된 바와 같이, 건조된 우레아/오일 복합체와 물의 조합은 2개의 상을 형성한다: 용해된 우레아를 함유하는 수성 농축된 우레아 용액, 및 오일(포화된 및/또는 단일포화된 지방산 및 임의적으로 PUFA)을 함유하는 유기 상. 그 다음, 상기 2개의 상은 수성 상과 유기 상으로 더 분리될 수 있다. 상 분리는 약 50℃ 내지 약 80℃의 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 분리 단계는 약 55℃ 내지 약 75℃, 또는 약 60℃ 내지 약 70℃의 온도에서 수행될 수 있다. 일부 예에서, 상기 2개의 상은 약 50℃, 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃, 약 70℃, 약 75℃ 또는 약 80℃에서 분리될 수 있고, 이때 언급된 값들 중 임의의 값은 범위의 상한 및/또는 하한을 형성할 수 있다.
오일은 유기 상을 물로 세척하고 상을 건조함으로써 종종 상당한 양으로 유기 상으로부터 회수될 수 있다. 우레아는 수성 상(수성 농축된 우레아 용액)을 수집하고 물을 증발시켜 우레아를 회수함으로써 회수될 수 있다.
이 방법에 따라 회수된 우레아는 실질적으로 순수하다. 예를 들면, 물을 증발시킨 후 회수된 우레아는 95% 이상의 순도, 96% 이상의 순도, 97% 이상의 순도, 98% 이상의 순도 또는 99% 이상의 순도를 가질 수 있다. 임의적으로, 상기 방법은 수성 상으로부터 물을 증발시키기 전에 수성 상을 유기 용매로 추출하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
초기 우레아/오일 복합체에서 사용된 우레아의 85% 이상이 본원에 기재된 방법에 따라 회수될 수 있다. 일부 실시양태에서, 우레아/오일 복합체에서 사용된 우레아의 90% 이상이 회수될 수 있다. 예를 들면, 상기 우레아의 약 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% 또는 99%가 회수될 수 있고, 이때 언급된 값들 중 임의의 값은 범위의 상한 및/또는 하한을 형성할 수 있다.
우레아의 재활용
본원에 기재된 방법에 따라 회수된 우레아("회수된 우레아"로서 지칭됨)는 오일과 조합되어 후속 우레아/오일 복합체화 단계에서 사용될 수 있다. 임의적으로, 공정 동안 손실된 우레아의 양은 추가 우레아에 의해 보충될 수 있다. 일부 예에서, 회수된 우레아는 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하의 추가 우레아에 의해 보충된다. 이 방법들에 따라 회수된 우레아는 본원에 기재된 방법을 이용함으로써 10회 이상 재활용될 수 있다. 회수된 우레아는 다음 복합체화 공정에서 사용되기 전에 분해될 수 있다.
실시예
하기 실시예들은 개시된 보호대상에 따른 방법 및 결과를 예시하기 위해 기재된다. 이 실시예들은 본원에 개시된 보호대상의 모든 양태들을 포괄하기 위한 것이 아니라 대표적인 방법 및 결과를 예시하기 위한 것이다. 이 실시예들은 당업자에게 자명한 균등물 및 변경물을 배제하기 위한 것이 아니다.
수치(예를 들면, 양, 온도 등)에 대한 정확성을 보장하기 위해 노력을 기울였지만, 일부 오류 및 편차가 참작되어야 한다. 달리 표시되지 않은 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃이거나 주위 온도이고, 압력은 대기압이거나 대기압에 가깝다. 반응 조건, 예를 들면, 성분 농도, 온도, 압력, 및 기재된 공정으로부터 수득된 생성물 순도 및 수율을 최적화하는 데에 사용될 수 있는 다른 반응 범위 및 조건의 많은 변경 및 조합이 존재한다. 적당한 상용적인 실험만이 이러한 공정 조건을 최적화하는 데에 요구될 것이다.
본원에 개시된 일부 물질들, 화합물들, 조성물들 및 성분들은 상업적으로 입수될 수 있거나, 일반적으로 당업자에게 공지된 기법의 이용을 통해 용이하게 합성될 수 있다. 예를 들면, 개시된 조성물을 제조하는 데에 사용되는 출발 물질 및 시약은 상업적 공급처, 예컨대, 오션 뉴트리션 캐나다 리미티드(Ocean Nutrition Canada Limited)(캐나다 다트마우쓰 소재), 아크로스 오가닉스(미국 뉴저지주 모리스 플레인스 소재), 피셔 사이언티픽(미국 펜실배니아주 피츠버그 소재) 또는 시그마 알드리치(미국 미주리주 세인트 루이스 소재)로부터 입수될 수 있거나, 참고문헌, 예컨대, 문헌(Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis, Volumes 1-17 (John Wiley and Sons, 1991)); 문헌(Rodd's Chemistry of Carbon Compounds, Volumes 1-5 and Supplemental (Elsevier Science Publishers, 1989)); 문헌(Organic Reactions, Volumes 1-40 (John Wiley and Sons, 1991)); 문헌(March's Advanced Organic Chemistry, (John Wiley and Sons, 4th Edition)); 및 문헌(Larock's Comprehensive Organic Transformations (VCH Publishers Inc., 1989))에 기재된 절차에 따라 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다.
실시예 1: 우레아 복합체화
우레아 복합체화에 대한 예시적인 출발 오일 및 오일 블렌드, 가공 조건(오일 대 우레아 비), 및 상응하는 생성물 및 수율을 평가하였다. 일반적으로, 환류 하에서 우레아를 85℃ 내지 90℃에서 95% 에탄올에 용해시킴으로써 복합체화를 수행하였다. 그 다음, 오일 또는 오일 블렌드를 질소 하에서 탈기하고 80℃까지 가열하였다. 그 다음, 가열된 오일과 가열된 우레아/에탄올 용액을 질소 하에서 혼합하고 온도가 40℃ 미만일 때까지 혼합하면서 냉각시켰다. 혼합물을 4℃에서 밤새 저장하였다.
표 1은 다중불포화된 지방산 농축된 에틸 에스터 생성을 위해 사용될 수 있는 예시적인 출발 오일, 생성물 수율 및 EPA 및 DHA 프로파일, 및 우레아 가공 조건을 나열한다. 출발 오일은 에틸 에스터 형태의 EPA 및 DHA를 그들의 언급된 중량비로 함유하였다.
Figure 112015097938376-pct00002
실시예 2: 회수된 우레아 및 PUFA의 분석
우레아 복합체(80 g)를 질소 대기 하에서 탈이온수(80 ml)에서 약 80℃까지 가열하여 황색 오일 상 및 탁한 수성 상을 제공하였다. 물 상의 pH는 가열 공정 동안 5 내지 6부터 8까지 변화하였다. 피펫을 이용하여 상부 황색 오일 상(12.5 g)(오일 상 1)을 회수하였다. 빙초산을 첨가하여 하부 상의 pH를 pH 4까지 조절하였다. 산의 첨가는 제2 황색 오일 상을 분리시켰고, 이 상(오일 상 2)도 회수하였다. 각각의 오일 상을 이소옥탄에 용해시키고 미온수로 3회 세척하였다. 상기 오일 상들을 기체 크로마토그래피로 분석하였다(표 2).
Figure 112015097938376-pct00003
수성 상을 반으로 나누었다. 탁한 수성 상의 절반을 증발시켜 백색 고체를 제공하고 물에 재용해시켜 탁한 용액(수성 상 1)을 제공하였다. 탁한 수성 상의 나머지 절반을 에틸 아세테이트로 추출하여 투명한 무색 수성 상을 제공하였다. 물을 증발시켜 백색 고체를 제공하고, 상기 고체를 재용해시켜 투명한 용액(수성 상 2)을 제공하였다. 에틸 아세테이트 상은 오일 클래스에 의해 확인되었을 때 0.1 g의 에틸 에스터를 함유하였다. 연소 분석 및 우레아 분석을 이용하여 우레아의 순도를 분석하였다. 상기 두 시험은 상기 2개의 오일 상들의 분리 후 공정으로부터 회수된 우레아가 순수하다는 것을 보여주었다. 추가로, 상기 두 시험은 물 증발 후 에틸 아세테이트를 사용한 최종 유기 추출을 이용하거나 이용하지 않고 수득한 우레아가 유사한 순도를 갖는다는 것을 입증하였다.
실시예 3( 비교예 ): 산 처리를 통한 우레아 재활용
가열, 물 용해 및 산 처리를 이용하여 우레아를 회수하기 위한 실험을 수행하였다. 우레아 복합체를 가열하여 우레아 및 오일을 용융시켰을 때(130℃) 부분적인 분리가 발생하였으나, 상기 분리는 완전하지 않았고, 고온은 오일을 손상시켰다. 상기 복합체를 물에 단순히 용해시켜 약간의 분리를 제공하였지만, 상당한 양의 오일이 탁한 물 상에서 우레아와 복합체화된 상태로 남아있었다.
산(우레아 복합체 100 g 당 약 15 ml의 아세트산)을 사용한 pH의 하강은 복합체를 파괴하여 남은 오일을 방출시키는 데에 도움을 주었다. 물을 증발시켜 우레아를 회수하였다. 산 처리 방법에 따라 수득된 재활용된 우레아를 복합체화 공정에서 사용하였다. 재활용된 우레아는 제거하기에 다소 어려운 산 잔류물 및 가능한 중화된 화합물을 함유하였다.
(에탄올을 제거하지 않으면서) 물(1:1 중량/중량)을 건조되지 않은 우레아/오일 복합체에 첨가하고 농축된 용액을 80℃까지 가열하여 상을 분리하고 상부 오일 상을 제거함으로써 우레아 재활용 공정을 반복하였다. 그 다음, 탁한 수성 상을 빙초산으로 약 4의 pH까지 산성화하여 2개의 상을 생성하고, 오일의 제2 상을 수집하였다. 물을 증발시켜 수성 상으로부터 우레아를 회수하였다. 이 공정으로부터 재활용된 우레아를 에틸 에스터/우레아 복합체화 공정에서 재사용하였다. 산 처리 공정으로부터 재활용된 우레아에 의해 가공된 에틸 에스터는 새로운 우레아로 가공된 에틸 에스터보다 더 낮은 EPA 및 DHA 농도를 가졌다(표 3 참조).
Figure 112015097938376-pct00004
실시예 4: 용매 제거를 통한 우레아 재활용
실시예 3으로부터 수득된 우레아 복합체를 물에 용해시켰으나, 여과 후 산 처리로부터 재활용된 우레아로 가공된 생성물로부터의 복합체 케이크는 약 15%의 에탄올을 함유한다는 것을 발견하였다. 따라서, 산 처리 없이 상기 복합체 케이크를 물에 용해시켜 미세복합체를 완전히 분해하기 전에 상기 복합체 케이크로부터 에탄올을 제거하였다. 생성된 에탄올 무함유 복합체는 산 처리 없이 최소량의 물에 용해되어 수성 농축된 우레아 용액을 제조할 수 있었다. 공정 성능에 대한 물 온도의 영향을 확인하기 위해 물 온도를 변경시켰다(표 4 참조). 증가된 물 온도는 용해 시간 및 재활용 공정에서의 물의 양을 감소시켰다. 60℃ 내지 80℃에서, 물에서의 우레아의 가용성은 250 내지 400 g/100 ml이다. 표 4는 복합체를 용해시키기에 적합한 조건을 나열한다. 72℃에서 40% 물을 건조된 복합체 케이크에 첨가하여 특히 적합한 결과를 제공하였다.
Figure 112015097938376-pct00005
실시예 5: 용매 제거를 통한 우레아 재활용
본원에 기재된 방법은 산 처리를 요구하지 않는다. 대신에, 상기 방법은 물 용액에서의 오일/우레아 복합체의 파괴를 개선할 수 있는, 고체 복합체로부터 에탄올을 제거하는 단계를 포함한다. 70℃에서 물에서의 우레아의 가용성은 약 300 g/100 ml이다. 소량이지만 충분한 양의 물을 사용하여 우레아 복합체를 용해시키는 것은 수성 농축된 우레아 용액을 생성하여 미세복합체에 함유된 오일을 제거함으로써 순수한 우레아 수성 용액을 달성할 수 있다. 이것은 우레아를 재활용하기 위해 우레아 복합체의 용해에 사용된 물이 증발되어야 하기 때문에 용량 및 에너지 비용도 낮춘다. 본원에 기재된 방법으로부터 재활용된 우레아는 우수한 수율(평균 91%) 및 재사용능을 보였다. 우레아 재활용 공정에 대한 절차는 이하에 제공되어 있다. 예증하기 위한 예시적 공정 단계가 도 3에 개략적으로 도식화되어 있다.
우레아 재활용
우레아가 완전히 용해될 때까지 우레아 및 95% 에탄올을 환류 하에서 85℃ 내지 90℃에서 혼합하였다. 그 다음, 80℃의 에틸 에스터 출발 오일을 질소 압력 하에서 격렬히 혼합하면서 우레아/에탄올 용액 내에 부었다. 열을 제거하고 혼합물이 40℃ 미만의 온도로 냉각될 때까지 상기 혼합물을 질소 하에서 실온에서 계속 혼합하였다. 그 다음, 복합체를 4℃까지 냉각시켰다. 복합체를 진공 하에서 여과하여 고체 복합체로부터 PUFA 농축된 에틸 에스터를 분리하였다. 에탄올을 제거하고 15℃ 내지 22℃에서 진공 하에서 에틸 에스터 농축물로부터 회수하였다. 수득된 오일이 투명할 때까지 상기 수득된 오일을 미온수로 세척하여 우레아 잔류물을 제거한 후, 상기 오일을 60℃에서 진공 하에서 건조하여 에틸 에스터 생성물을 수득하였다. 고체 복합체를 15℃ 내지 22℃에서 진공 하에서 건조하여 복합체 케이크로부터 에탄올을 회수하였다. 온수(72℃ 내지 75℃, 건조된 복합체를 기준으로 40 중량/중량%)를 사용하여 상기 복합체로부터 우레아를 용해시키고, 고체가 남지 않을 때까지 질소 대기 하에서 72℃에서 증가하는 교반 속도를 이용하여 용액을 혼합하였다. 그 다음, 혼합물을 정치시키고, 수득된 투명한 오일 상과 투명한 수성 상을 분리하였다. 분리 후, 수성 상을 약하게 교반하면서 60℃에서 진공 하에서 건조하여 우레아를 회수하였다. 다음 순환의 우레아 복합체화를 위해 재활용된 우레아를 새로운 우레아와 혼합함으로써 공정 동안 손실된(평균 9%) 우레아를 대체하였다. 손실된 우레아는 여과 후 오일/용매 상으로 도입된 우레아 및 재활용 동안 통상의 취급에 의해 손실된 우레아를 포함한다.
우레아 재사용
재활용된 우레아를 10회 재사용함으로써 재활용된 우레아를 반복적으로 재사용하는 능력을 확인하였다. 각각의 재활용 공정이 복합체화에서 사용된 우레아의 약 91%를 회수하였기 때문에, 순수한 우레아(총 우레아를 기준으로 약 9 중량/중량%)를 각각의 주기에서 재활용된 우레아와 혼합하여 일정한 생성을 달성하였다. 재활용된 우레아의 시험을 2회 세트의 재활용 및 재사용 실험으로 수행하였다. 각각의 실험 세트에서, 우레아를 복합체화 공정(본원에서 주기로서 지칭됨) 동안 10회 재활용하고 재사용하였다. 표 5를 참조한다.
Figure 112015097938376-pct00006
각각의 주기로부터의 농축된 에틸 에스터 생성물을 EPA 및 DHA 수준, 및 생성물 수율에 대해 분석하였다. 도 1 및 2는 결과를 보여준다. 도 1은 출발 오일(수평 축의 0 값), 우레아 복합체화 후 생성물(상기 축의 1 값), 및 후속 10회 재활용 및 재사용 공정 후 생성물(상기 축의 2 내지 11 값)의 EPA 및 DHA 수준을 보여준다. 도 2는 제2 세트의 실험으로부터 수득된 결과를 보여준다. 재사용능 시험 동안 일관된 PUFA 농축된 생성물이 달성되었다. 약간의 수율 편차는 여과 동안의 취급 편차에 기인하였다.
우레아 재사용능 시험 동안 에탄올 및 저급 PUFA 에틸 에스터 부산물도 회수되었다. 에탄올은 4℃ 내지 22℃에서 진공을 사용한 여과 후 액체 상 및 고체 복합체 케이크 둘다로부터 회수되었다. 투명한 에틸 에스터 부산물이 우레아 재순환 공정 후 수득되었다. 표 6은 이 예시적 공정에 대한 재활용가능한 생성물 및 중간체 생성물의 수율을 나열한다.
Figure 112015097938376-pct00007
첨부된 특허청구범위의 조성물 및 방법은 특허청구범위의 일부 양태들을 예시하기 위해 본원에 기재된 구체적인 조성물들 및 방법들에 의해 범위 면에서 한정되지 않고, 기능적으로 균등한 임의의 조성물 및 방법이 본 개시내용의 범위 내에 있다. 본원에 제시되고 기재된 변경 이외에 상기 조성물 및 방법의 다양한 변경이 첨부된 특허청구범위 내에 있다. 추가로, 이 조성물들 및 방법들의 일부 대표적인 조성물, 방법 및 양태만이 구체적으로 기재되어 있지만, 다른 조성물 및 방법, 및 이 조성물 및 방법의 다양한 특징들의 조합이 구체적으로 언급되어 있지 않더라도 첨부된 특허청구범위 내에 있다. 따라서, 단계, 요소, 성분 또는 구성성분의 조합이 본원에 명시적으로 언급될 수 있으나, 단계, 요소, 성분 또는 구성성분의 모든 다른 조합도 명시적으로 언급되어 있지 않더라도 포함된다.

Claims (20)

  1. a) 20개 이상의 탄소 사슬 길이를 갖는 적어도 하나의 다중 불포화 지방산을 30% 이상 포함하는 해양 오일 또는 미생물 오일을 용매의 존재하에 우레아와 조합하여 우레아/오일 복합체 및 오일/용매 혼합물을 형성하는 단계로서, 우레아:오일 비율이 0.1:1 내지 2:1이고, 상기 오일이 도코사헥사엔산(DHA) 및 에이코사펜타엔산(EPA)을 이들의 C1-C6 알킬 에스터, 이들의 트라이아실글리세롤 에스터 및 이들의 혼합물로서 포함하는 단계;
    b) 상기 오일/용매 혼합물로부터 상기 우레아/오일 복합체를 분리하는 단계;
    c) 상기 우레아/오일 복합체로부터 용매를 제거하여 실질적으로 용매를 함유하지 않는 건조된 우레아/오일 복합체를 형성하는 단계;
    d) 상기 건조된 우레아/오일 복합체를 물과 조합하여 수성 농축된 우레아 용액 및 유기 상을 형성하는 단계;
    e) 상기 수성 농축된 우레아 용액과 상기 유기 상을 분리하는 단계; 및
    f) 상기 수성 농축된 우레아 용액으로부터 물을 제거하여 회수된 우레아를 제공하는 단계
    를 포함하는, 우레아/오일 복합체로부터 우레아를 회수하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 f) 전에 수성 농축된 우레아 용액을 유기 용매로 추출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    단계 e) 후에 유기 상을 단리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    단리된 유기 상이 물로 세척되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    단계 c)가 진공 하에서 수행되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    단계 c)가 4℃ 내지 60℃에서 수행되는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    단계 c)가 15℃ 내지 22℃에서 수행되는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    용매가 에탄올인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    물이 건조된 우레아/오일 복합체의 30 중량% 내지 50 중량%로 단계 d)에서 사용되는, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    물이 건조된 우레아/오일 복합체의 40 중량%로 단계 d)에서 사용되는, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    단계 d)에서 물이 6.5 초과의 pH를 갖는, 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    단계 d)에서 물이 50℃ 내지 80℃의 물인, 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    단계 d)가 50℃ 내지 80℃에서 수행되는, 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    오일이 어류 오일을 포함하는, 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    오일이 해양 포유동물, 해양 무척추동물 또는 둘 다로부터 유래되는, 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    오일이 식물 오일, 조류(algal) 오일 또는 진균 오일을 포함하는, 방법.
  17. a) 제1항에 따른 방법에 따라 우레아를 회수하는 단계; 및
    b) 오일을 회수된 우레아와 조합하는 단계
    를 포함하는, 우레아/오일 복합체에서 우레아를 재활용하는 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020157028390A 2013-03-13 2014-03-13 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일의 회수 KR102265636B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361780341P 2013-03-13 2013-03-13
US61/780,341 2013-03-13
PCT/IB2014/001035 WO2014140864A2 (en) 2013-03-13 2014-03-13 Recovering urea and oil from a urea/oil complex

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150126941A KR20150126941A (ko) 2015-11-13
KR102265636B1 true KR102265636B1 (ko) 2021-06-16

Family

ID=51263424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157028390A KR102265636B1 (ko) 2013-03-13 2014-03-13 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일의 회수

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9725408B2 (ko)
EP (1) EP2970820B1 (ko)
KR (1) KR102265636B1 (ko)
CN (1) CN105143421A (ko)
AU (1) AU2014229531A1 (ko)
CA (1) CA2904505C (ko)
CL (1) CL2015002598A1 (ko)
ES (1) ES2944869T3 (ko)
HK (1) HK1220479A1 (ko)
PE (2) PE20210120A1 (ko)
WO (1) WO2014140864A2 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2647947T3 (es) 2008-07-31 2017-12-27 Senomyx, Inc. Procesos y productos intermedios para la preparación de potenciadores del sabor dulce
CN104603132B (zh) 2012-08-06 2020-02-21 弗门尼舍公司 甜味调节剂
JO3155B1 (ar) 2013-02-19 2017-09-20 Senomyx Inc معدِّل نكهة حلوة
CN105566167B (zh) * 2014-10-17 2018-04-03 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 一种脲包工艺中尿素的回收方法
US10821090B2 (en) 2015-03-26 2020-11-03 Tiberio Bruzzese Purified compositions of polyunsaturated fatty acids, their preparation method and their use
KR101862145B1 (ko) * 2016-11-23 2018-05-29 주식회사 골프존 사용자의 골프샷에 대한 정보를 산출하기 위한 센싱장치 및 이를 이용한 센싱방법
IT201700032907A1 (it) * 2017-03-24 2018-09-24 Tiberio Bruzzese Metodo di purificazione di gliceridi di acidi grassi, composizioni che ne derivano, e loro uso
CN112703193A (zh) 2018-08-07 2021-04-23 弗门尼舍公司 5-取代的4-氨基-1H-苯并[c][1,2,6]噻二嗪2,2-二氧化物及其制剂和用途

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995011216A1 (en) * 1993-10-20 1995-04-27 Trikonex Ab A process for separating lipophilic compounds
US20090023808A1 (en) 2007-06-29 2009-01-22 Martek Biosciences Corporation Production and Purification of Esters of Polyunsaturated Fatty Acids
US20090199462A1 (en) 2007-03-23 2009-08-13 Shailendra Bist Method for separating saturated and unsaturated fatty acid esters and use of separated fatty acid esters

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2734049A (en) * 1956-02-07 Urea extraction process following re-
US2663671A (en) * 1953-12-22 Method of breaking a urea complex
US2785151A (en) * 1952-10-14 1957-03-12 Manuel H Gorin Process for treating tall-oil with urea, and particularly a new form of expanded urea
NL8300352A (nl) 1983-01-31 1984-08-16 Hommema Van 1825 B V Anodesamenstel voor een kathodisch beschermingsstelsel.
US4504376A (en) * 1984-04-09 1985-03-12 Texaco Inc. Urea dewaxing of naphthene oils
US5078920A (en) * 1990-04-27 1992-01-07 Cpc International Inc. Process for separating mixed fatty acids from deodorizer distillate using urea
US5847209A (en) * 1997-12-03 1998-12-08 Gupta; Anurag Ateet Process for recovery of solid and reusable urea from the urea adduction process
NZ518504A (en) 2002-04-22 2005-05-27 Ind Res Ltd Use of near-critical fluids in the separation of saturated and mono-unsaturated fatty acids from urea-containing solutions
EP2673371A1 (en) * 2011-02-11 2013-12-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company An eicosapentaenoic acid concentrate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995011216A1 (en) * 1993-10-20 1995-04-27 Trikonex Ab A process for separating lipophilic compounds
US20090199462A1 (en) 2007-03-23 2009-08-13 Shailendra Bist Method for separating saturated and unsaturated fatty acid esters and use of separated fatty acid esters
US20090023808A1 (en) 2007-06-29 2009-01-22 Martek Biosciences Corporation Production and Purification of Esters of Polyunsaturated Fatty Acids

Also Published As

Publication number Publication date
CL2015002598A1 (es) 2016-07-29
ES2944869T3 (es) 2023-06-26
CA2904505C (en) 2021-05-04
AU2014229531A1 (en) 2015-10-01
EP2970820B1 (en) 2023-03-29
WO2014140864A2 (en) 2014-09-18
US9725408B2 (en) 2017-08-08
US20160024423A1 (en) 2016-01-28
HK1220479A1 (zh) 2017-05-05
CA2904505A1 (en) 2014-09-18
WO2014140864A3 (en) 2015-01-29
PE20210120A1 (es) 2021-01-19
KR20150126941A (ko) 2015-11-13
PE20151724A1 (es) 2015-12-11
CN105143421A (zh) 2015-12-09
EP2970820A2 (en) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102265636B1 (ko) 우레아/오일 복합체로부터 우레아 및 오일의 회수
JP6889700B2 (ja) 天然油由来の超長鎖多価不飽和脂肪酸
EP2114851B1 (en) Process for separating saturated and unsaturated fatty acids
JP5861968B2 (ja) オメガ３濃縮物を得るための方法
JP2013151689A (ja) Ｄｈａを含有する脂肪酸組成物を製造する方法
CN112430500A (zh) 一种降低多不饱和脂肪酸油中茴香胺值的方法
AU2006313172A1 (en) Method of refining episesamin
CN114574280A (zh) 高含量多不饱和脂肪酸油脂的制备方法
KR20140003437A (ko) 다중불포화 지방산을 금속 수소화물로 안정화시키는 방법
Koto et al. A review on column CO2 fractionation methods from fish oil to omega-3, 6 and 9
Rastegari et al. S., Yatim, I, N., & Ali, N.(2022). Fractionation of Fish Waste Oil through Low-Temperature Crystallization in Acetone Followed by Urea Complexation
Chimsook Supercritical fluid extraction of lipids and enrichment of DHA from freshwater fish processing wastes in Thailand

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant