LV14276B - Paņēmiens gaistošus, bioloģiski aktīvus toksiskus savienojumus nesaturošu skuju ekstraktu ieguvei ogļūdeņražu šķīdinātājos - Google Patents

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTS

Izgudrojums attiecas uz mežķīmijas nozari un skar jautājumu par augu valsts izejvielu kompleksas pārstrādes procesu, kurā iegūst bioloģiski aktīvus produktus ar plašu lietošanas spektru.

Augu valsts izejvielas ir skujukoku zalenis (skujas, nepārkoksnējušies dzinumi): no parastās priedes (Pinus sylvestris L.), Sibīrijas ciedru priedes (Pinus sibirica Du. Tour), parastās egles (Picea abies (L.) Karst.), Sibīrijas baltegles (Abies sibirica Ledeb) un citiem skujukokiem. Augu valsts izejvielu pārstrādes procesā iegūst vērtīgus bioloģiski aktīvus produktus, kurus izmanto farmācijas, medicīnas, kosmētikas, lauksaimniecības, sadzīves ķīmijas izstrādājumos.

Ir zināms skujukoku zaleņa kompleksās pārstrādes paņēmiens, kura procesā izejvielu sasmalcina, no sasmalcinātās masas ar organisko šķīdinātāju ekstrahē bioloģiski aktīvās dabasvielas, ekstraktu nostādina dzesējot, filtrē un iegūst skuju vaskus, ekstraktvielu šķīdumu ogļūdeņražu šķīdinātājā pārziepjo ar sārma šķīdumu ūdenī, pārziepjoto šķīdumu sadala neitrālo vielu ogļūdeņražu šķīdumā un organisko skābju sāļu sārmainā ūdens šķīdumā. Organisko skābju sāļu sārmaino šķīdumu nostādina un iegūst hlorofilīnu skābes un taukskābju un sveķskābju maisījumu. No sveķskābēm izdala insekticīdu. Neitrālās vielas pārdestilē vakuumā un iegūst izoabienolu [1].

Ir zināms skujukoku zaleņa kompleksas pārstrādes paņēmiens, kura procesā izejviela tiek sasmalcināta līdz destrukturētai sašķidrinātai masai ar mitrumu 45-50 %, veic ekstrakciju ar nepolāru alifatisku ogļūdeņražu šķīdinātāju, piemēram, petrolēteri. Ekstrakcijas procesā masu maisa pie paaugstinātas 40-45 °C temperatūras 4-4,5 stundas, atdzesē līdz 20-25 °C temperatūrai 20-24 stundas. Masu sadala šķidrajā ekstraktā, kas satur ūdens-ogļūdeņražu šķīdumu, un cietajā fāzē. No ūdensogļūdeņražu šķīduma izdala dabisko sveķvielu ogļūdeņražu šķīdumu un oligosaharidu ūdens šķīdumu, bet no cietās fāzes izdala bioflavonoīdus [5].

Ir zināms paņēmiens dabisko bioflavonoīdu izdalīšanai no skujukoku zaleņa. Procesa pirmajā stadijā sasmalcina izejvielu un iegūst sašķidrinātu masu, kuru samaisa ar alifātiska ogļūdeņraža emulsiju ūdenī. Iegūto masu pēc pirmās stadijas sadala cietajā fāzē un ūdens-ogļūdeņraža ekstraktā. Ekstraktu sadala dabisko sveķvielu ogļūdeņražu šķīdumā un oligosaharidu ūdens šķīdumā, no kura attiecīgi izdala dabiskās sveķvielas un oligosaharidus. Cieto fāzi mazgā ar ūdeni un ekstrahē ar zemas viršanas temperatūras ētera un etilspirta emulsiju ūdenī. No spirta-ētera un ūdens fāzēm izdala dihidrokvercetīna flavonoīdus [7],

Ir zināms skujukoku zaleņa kompleksās pārstrādes paņēmiens, kas paredz izejvielas sasmalcināšanu, sasmalcinātās masas ekstrahēšanu ar benzīnu, karsējot ar netiešo tvaiku pie 60-70 °C temperatūras un 2-4 atmosfēru spiediena. Ekstrakcijas ilgums - 3,5 stundas. Pēc tam masu 1 stundu nostādina, lai ekstraktu atdalītu no skujām. Benzīna ekstraktu atdzesē un nostādina 24 stundas. Nostādināšanas laikā no ekstrakta atdalās ūdens un izkrīt vaskveida produkti. Ūdeni atdala, bet no benzīna ekstrakta nofiltrē vaskveida produktus. No atfiltrētā benzīna ekstrakta destilācijas iekārtā atdestilē benzīnu no benzīnā izšķīdušajām sveķveida vielām.

Iegūtās sveķveida vielas pārlej pārziepjošanas iekārtā, pievieno 40% nātrija sārma šķīdumu un karstu ūdeni, maisa 1 stundu pie 80-90 °C temperatūras. Šī procesa laikā notiek sveķvielu pārziepj ošanās. Iegūst hlorofila karotīna pastu, kas ir bioloģiski aktīvs, no skujām iegūts produkts [12]. Hlorofila karotīna pastai ir īpašības reģenerēt epidermu, tai ir tonizējošas un dezodorējošas īpašības, tā aizsargā un atjauno epitēliju, pastai ir baktericīdas īpašības pret vairākiem vienkāršiem Protozoa [12].

Dažādos skujukoku zaleņa kompleksās pārstrādes paņēmienos sasmalcināta zaleņa ekstrahēšanai izmanto nepolārus vai mazpolārus organiskos šķīdinātājus (benzīnu, petrolēteri, heksānu, „Nefrāzi”) [1-12].

Ekstrahējot zaleņa masu ar nepolāriem šķīdinātājiem, iegūst specifiskas ekstraktvielas (sveķveida vielas jeb lipīdus), kas satur taukskābes un sveķskābes, lipīdus, pigmentus (karotīnu un hlorofila atvasinājumus). Sveķveida vielas satur ari citus bioloģiski aktīvus savienojumus - fitosterolus, tokoferolus, bioflavonoīdus, oligosaharidus u.c.

Pateicoties augstajam vērtīgo bioloģiski aktīvo vielu saturam, no skujukoku zaleņa iegūtās ekstraktvielas un to pārstrādes produkti tiek plaši izmantoti medicīnā, kosmētikā, lauksaimniecībā un sadzīves ķīmijas precēs. Diemžēl, zaleņa ekstrakcijas procesā ar nepolāriem ogļūdeņražu šķīdinātājiem izšķīst un pāriet ekstraktos un to pārstrādes produktos ari toksiskie gaistošie savienojumi [13-15], kas ierobežo ekstraktu izmantošanu.

Izšķīdušo gaistošo aktīvo vielu klātbūtne ekstraktvielās un to pārstrādes produktos var izsaukt toksisku iedarbību:

uz acīm (α-pinēns, 6³-karēns, limonēns, β-pinēns, β-humulēns, bizabolēns, bomilacetāts, kampars, izobomeols), uz ādu un gļotādu (b³-karēns, limonēns, β-pinēns, β-humulēns, bomilacetāts, kampars, izobomeols), uz elpošanas ceļiem (α-pinēns, 5³-karēns, β-pinēns, mircēns, bomilacetāts, izobomeols), uz kuņģa-zamu traktu (α-pinēns, 5³-karēns, β-pinēns, bomilacetāts, kampars).

Nav zināms paņēmiens gaistošu bioloģiski aktīvu toksisku komponentu atdalīšanai no skuju ogļūdeņražu ekstraktiem, ko iegūst pārstrādājot skujukoku zaleni.

Izgudrojuma mērķis ir izstrādāt paņēmienu gaistošus, bioloģiski toksiskus komponentus nesaturošu skujukoku zaleņa ekstraktu ieguvei ogļūdeņražu šķīdinātājos.

Mērķis tiek sasniegts sasmalcinātu skujukoku zaleni pirms ekstrahēšanas caurpūšot ar 105 °C karstu ūdens tvaiku 2-2,5 stundas pie apstrādes intensitātes 3-4 kg tvaika stundā uz 100 kg skujukoku zaleņa, pēc tam ekstrahē, izmantojot ogļūdeņražu šķīdinātājus.

Paņēmiena izpilde:

1. piemērs (1. paraugs)

3000 g priežu zaleņa sasmalcināja, sasmalcināto masu caurpūta ar ūdens tvaiku, tvaika temperatūra 105 ± 1 °C, tvaiku ieguva laboratorijas tvaika ģeneratorā. Apstrādi ar tvaiku veica 2 ± 0,2 stundas ar apstrādes intensitāti 4 kg tvaika stundā uz 100 kg zaleņa.

Tvaika apstrādes procesā no zaleņa masas tika atdalīti gaistošie toksiskie savienojumi.

2. piemērs (2. paraugs)

3000 g egļu zaleņa sasmalcināja, sasmalcināto masu caurpūta ar ūdens tvaiku, tvaika temperatūra 105 ± 1 °C, tvaiku ieguva laboratorijas tvaika ģeneratorā. Apstrādi ar tvaiku veica 2 stundas ar apstrādes intensitāti 3 kg tvaika stundā uz 100 kg zaleņa.

Tvaika apstrādes procesā no zaleņa masas tika atdalīti gaistošie toksiskie savienojumi.

l.un 2. parauga ekstrahēšanas process

Ar tvaiku apstrādātos zaleņa paraugus (3000 g priežu un 3000 g egļu) ekstrahēja ar nepolāru alifatisku ogļūdeņraža šķīdinātāju (petrolēteri). Ekstrahēšanu veica Soksleta aparātā pie šķīdinātāja viršanas temperatūras 40-65 °C 6 stundas. Abus ekstraktus atdzesēja un analizēja.

3. piemērs (3. paraugs)

3000 g priežu zaleņa sasmalcināja un ekstrahēja ar nepolāru alifatisku ogļūdeņraža šķīdinātāju (petrolēteri) Soksleta aparātā pie šķīdinātāja viršanas temperatūras 40-65 °C 6 stundas. Ekstraktu atdzesēja un analizēja.

4. piemērs (4. paraugs)

3000 g egļu zaleņa sasmalcināja un ekstrahēja ar nepolāru alifatisku ogļūdeņraža šķīdinātāju (petrolēteri) Soksleta aparātā pie šķīdinātāja viršanas temperatūras 40-65 °C 6 stundas. Ekstraktu atdzesēja un analizēja.

Četrus iegūtos skujukoku zaleņa petrolētera ekstraktus analizēja ar gāzes hromatogrāfu.

Ekstraktos ar gāzes hromatogrāfījas metodi (GC-FID) noteica gaistošo vielu saturu. Hromatogrāfs - Agilent 6890N, aprīkots ar liesmas jonizācijas detektoru. Aiztures laikus salīdzināja ar autentiskiem paraugiem, mērot ar DB-IMS un DB-FFAP kolonā (30m x 0,25 mm iekš. diam.). Kolonas temperatūra programmēta: izotermiskā režīmā pie 40 °C 1 min., tad paaugstina līdz 250 °C ar ātrumu 6 °C/min un iztur 4 min; nesējgāze - hēlijs, plūsmas ātrums 1,5 ml/min. Rezultāti ir atzīmēti 1.tabulā (% no kopējām ekstraktvielām).

.tabula

Gaistošo vielu nosaukums	Priede (1., 3.paraugs)	Egle (2., 4.paraugs)
Bez apstrādes ar tvaiku	Ar tvaika apstrādi	Bez apstrādes ar tvaiku	Ar tvaika apstrādi
a-pinēns	0,110	zīmes	0,020	zīmes
β-pinēns	0,019	zīmes	0,007	zīmes
63-karēns	0,031	zīmes	0,017	zīmes
Kamfens	0,013	zīmes	0,024	zīmes
bomilacetāts	0,012	zīmes	0,020	zīmes
Santēns	0,000	0,000	0,001	0,000
limonēns	0,021	zīmes	0,012	zīmes
β-felandrēns	0,012	zīmes	0,002	0,000
mircēns	0,012	zīmes	0,003	0,000
longifolēns	0,000	0,000	0,002	0,000
β -humulēns	0,000	0,000	0,001	0,000
kampars	0,000	0,000	0,003	zīmes
izobomeols	0,001	0,000	‘ 0,002	0,000 -

Ar gāzes hromatogrāfa starpniecību veiktās ekstraktu analīzes pierādīja, ka zaleņa apstrāde ar tvaiku pirms ekstrahēšanas dod iespēju atbrīvoties no gaistošiem bioloģiski aktīviem komponentiem un iegūt gaistošus, bioloģiski aktīvus toksiskus savienojumus nesaturošus ekstraktus, izmantojot ogļūdeņražu šķīdinātājus.

Informācijas avoti

1. Pat RU 2015150, Cl, 1991, C09F 1/00, C11B 1/10.

2. Pat. LV 13463 B, 2006, C09F 1/00, Cl 1 B 1/10.

3. Pat. RU 2156785, Cl, 1999, C09F 1/00.

4. Pat. RU 2017782, Cl, 1991, C09F 1/00, C11B 1/10.

5. Pat. RU 2252220, Cl, 2005, C07D 311/40, B01 J 20/24.

6. Pat. RU 2135510, Cl, 1998, C07D 311/40.

7. Pat. RU 2165416, Cl, 2001, C07D 311/40.

8. Pat. RU 2040266, Cl, 1996, A61K 35/78.

9. Pat. US 5756098, A, 1998, A61K 35/78.

10. Pat. US 5968517, A, 1997, A01N 65/00.

11. Pat. WO 91/01989, Al, 1991, C07G 17/00.

12. Pat. RU 2040266, Cl, 1995, A61K 35/78.

13. J.Mann, R. S. Davidson, J. B. Hobbs, D. V. Banthorpe, J. B. Harbone, Natūrai Products, pp309-311, Addison Wesley Longman Ltd., Harlow, UK, 1994. ISBN 0-582-06009-5.

14. http://russian-chemistrv.ru/chemical agents/details/4158,

15. http://ru.wikipedia.org/wiki/.

Claims (1)

1. PRETENZIJA

   1. Paņēmiens gaistošus, bioloģiski toksiskus komponentus nesaturošu ekstraktu ieguvei ar ogļūdeņražu šķīdinātājiem, raksturīgs ar to, ka sasmalcinātu skujukoku zaleni pirms ekstrahēšanas caurpūš ar 105 °C karstu ūdens tvaiku 2-2,5 stundas pie apstrādes intensitātes 3-4 kg tvaika stundā uz 100 kg skujukoku zaleņa, pēc tam ekstrahē, izmantojot ogļūdeņražu šķīdinātājus.