PL126168B1 - Method of isolation of gibberellins from waste end liquors after crystallization - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 1986 01 31 126168 CZYTELNIA Poi-*-*: *«¦¦'•'¦:• ' ' Int Cl.1 C12P 27/60 Twórcy wynalazku: Ryszard Heropolitanski, Halina Snopek, Anita Ino- wolska-Osytek, Anna Jaskulowska Uprawniony z patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa; Kutno¬ wskie Zaklady Farmaceutyczne „Polfa", Kutno (Polska) Sposób wydzielania giberelin z odpadowych lugów pokrystalizacyjnych Wynalazek dotyczy sposobu wydzielania giiberew linz l ugów pokrystlizacyjnych w octanie etylu o zawartosci giberelin do lO^/o, bedacych pozosta¬ loscia procesu wydzielania giberelin z bulionu po¬ fermentacyjnego.Gilbereliny, stanowia grupe zwiazków o zblizonej budowie chemicznej:, których wspólna cecha jest stymulowanie wzrostu rosTiin wyzszych a przy od¬ powiednich warunkach agrotechnicznych równiez i ich rozwoju. Wsród giberelin wyodrejbniono sze¬ reg indiwiduów chemicznych. Wszystkie one cha¬ rakteryzuja sie obecnoscia w czasteczce grupy lak- tonowej i karboksylowej. W praktyce rolniczej stosuje sie niekiedy mieszanine giberelin bez ich rozdzielania. Gibereliny, a w tej liczDe rówiniez kwas giberelinowy, wytwarzane sa na skale prze¬ myslowa metoda fermentacyjna jako plynna kultura grzyba Fusariurn moniliforme (Gioiberella fujiku- roi). Po zakonczeniu procesu fermentacji nastepuje oddzielenie grzybni a wytworzone gibereliny po¬ zostaja w przesaczu zwanym bulionem. Najczesciej stosownaymi w przemysle metodami wydzielania giberelin jest adsorpcja na weglu aktywnym lub na syntetycznych, niejonowych zywicach sorpcyj¬ nych.Istnieja równiez rzadziej stosowane metody eks¬ trakcyjne. Niezaleznie od stosowanej metody wy¬ dzielania, kazda z nich w sposób bezposredni (eks¬ trakcja) lub posredni dazy do przeprowadzenia gi¬ berelin znajdujacych sie w 'bulionie, do roztworu organicznego badz wodno-organicznego. Poza gft*e- relinami do roztworu organicznego przechodzi równiez znaczna ilosc uibocznydh produktów bio- 6 syntezy przewaznie o charakterze smolistym. Sub¬ stancje te w wyibitnym stopniu przeszkadzaija w uzyskaniu czystych krystalicznych preparatów. W celu usuniecia przynajimniej czesci zanieczyszczen, z ekstraktów badz eluatów organicznych odlparo- 10 wuije sie rozpuszczalnik pod zmniejszonym cisnie¬ niem, dodajac w trakcie tej operacji wode. Tym sposobem gibereliny przeprowadza sie z powro¬ tem do roztworu wodnego, Zatezone wodne roz¬ twory giberelin poddaje sie nastepnie ponownej 15 ekstrackcji, najczesciej octanem etylu, który wy¬ kazuje znaczna selektywnosc w stosunku do za¬ nieczyszczen.Ekstrakt octanowy po odwodnieniu zageszcza sde pod zmniejszonym cisnieniem i poddaje kry- 20 stalizacji. Lugi po ostatnim rzucie krystlizacji posiadaja lepkosc syropu i wszelkie próby wy¬ dzielenia pozostalych gilberelin nie dawaly rezul¬ tatu. Jest prawdopodobne, ze w czasie kolejnych operacji przechodzenia z roztworów wodnych do 25 niewocknych oraz odiparowywania nastapila daleko posunieta polimeryzacja zanieczyszczen a takze czesciowo giberelin, które jako laktony moga ule¬ gac polimeryzacji. Pozostale po ostatniej krystali¬ zacji lugi zawieraja 15—25°/o ilosci giberelin znaj- 30 dujacych sie w bulionie po feremntacji. Lugi te 126168s 126168 4 dotychczas byly odprowadzane do scieków luib spalane.Sposób wedlug wynalazku umozliwia dalsze wy¬ dzielanie giberelin z lugów pokrystalicznych w octanie etylu. Polega on na tym, ze wysokolepkie lugi odpadowe rozciencza sie rozpuszczalnikiem macierzystym w stosunku 1:4—1:5 w celu uzy¬ skania roztworu o niewielkiej lepkosci. W traikcie rozcienczania lugów octanowych octanem etylu stwierdzono nieoczekiwanie, ze samo rozciencze¬ nie rozpuszczalnikiem macierzystym powoduje, wy¬ tracanie sie znacznych ilosci klaczkowaitego oisa- du, w którym ilosc giberelin wynosila zaledwie 0,05»/«. Po oddzieleniu wytraconego osadu roztwór octanowy ekstrahuje sie wodnym roztworem sub¬ stancji alkalicznej. Ze wzgledu na nietrwalosc gi¬ berelin w srodowisku alkalicznym, korzystne jest stosowanie substancji slabo alkalicznych na przy- * klad kwasnego weglanu sodowego. Gibereliny two¬ rza sole i jako takie przechodza do roztworu wod¬ nego. Niestey do roztworu wodnego przechodzi rów¬ niez znaczna czesc zanieczyszczen umozliwiajacych krystalizacje. Stwierdzono jednak nieoczekiwanie, ze substancje te mozna usunac prawie calkowicie prze stopniowi i ostrozne zakwaszenie ekstraktu wodnego. Dozujac powoli, przy ciaglym mieszaniu, do ekstraktu wodnego kwas nastepuje stopniowe wydzielanie z roztworu oleistej, ciemnobrunatnej substancji.Powolne dozowanie kwasu, pfzy ciaglym silnym mieszaniu, przeciwdziala wytracaniu sie rasem z substancjami smolistymi giberelin. Przy dobrze prowftdbonym proceaie zakwaszania wydzielone substancje, smoliptc zawieraj tylko niewielkie ilo¬ sci giberelin. Skupien zakwasienia konieczny do usuniecia zanieczy&zcien zalezny jest od ich ilo¬ sci i rodzaju co z kolei zalezne jest od sposobu prowadzenia fermentacji orax od rodzaju zasto¬ sowanej pozywki* Najczesciej wystarcza zakwasze¬ nie do pH od 3)5 do 1,5. Po oddzieleniu smoli¬ stych zanieczysjczen, wydzielanie gUberelin z efcs- tratotu wodnego moina przeprowadzac przez eks¬ trahowanie giberelin octanem etylu, zageszczanie ekstraktu i krystalizacje lub przez odparowanie rozpuszczonego nie wodnej pozostalosci do bulionu pofermenta¬ cyjnego.Przyklad i. "Trzy litry lugów w octanie ety¬ lu, po drugim rzucie krystalizacji, o zawartosci 3*berelin l&h rozcienczone 12 larami czystego octanu etylu. Po dokladnym wymierzaniu matwór pozo«Uwiono na 30 minut Po tym czasie wytraci* sie klacukowafty, eikiie brunatny osad. Po oddzie¬ leniu osadu klarowny rostwór octanowy ekstraho¬ wano 2Vt-owym wo^iym roztworem kwasnego weglanu sodowego. Ekstrakcje przeprowadzono 5- -krotnie stosujac za kazdym razem 7 liftrow roa- twofu kwasnego weglanu sodowego. W tabeli i podano skutecznosc kolejnych ekstrakcji.W pitaym ekstrakcie wodnym nie stwierdzono obecnosci gifoereiin. Ekstrakty 1—4 polaczono. Uzy¬ skano ich ofcoio 30 litrów, pil ekstraktów srednich wynosilo 6,1 a zawartosc giberelin Q912*/: W opar¬ ciu o wyniki analityczne wydajnosc ekstrakcji Tabela 1 Skutecznosc kolejnych ekstrakqi roztworem kwasnego weglanu sodowego Kr kolejny ekstrakcji 1 2 3 4 5 ' pH ekstraktu wodnego 4.8 5.4 6.9 7.7 8.0 Stezenie giberelin w ekstrahowanej warstwie octanu z- ' (%) 0.77 0.39 0.12 slad Ó.OO wodnej wynosila 93^*/t. Do ekstraktu wodnego, » przy silnym mieszaniu mieszadlem mechanicznym, wkraplano poiwoli 5§/*-owy wodny roztwór kwasu solnego, w miare wkraplania kwaeu klarowny roztwór metnial i wydzielala sie ciemna, oleista ciecz. Po zakwaszeniu ekstraktu do pH 2,5 prze- flft rwano mieszanie i ciec*, pozostawiono na przeciag 3 godzin. Po uplywie tego czasu nastapilo roz¬ dzielenie. Oleista ciemna ciecz zgromadzila sie na dnie reaktora, w którym prowadzono zakwaszenie.Ogólem uzyskano 450 cni8 sulbstancji smolistych m o zawartosci 5,3»/# -giiberelin co dage 23,8 g. Ilosc giberelin zawarta w wydzielonych substancjach smolistych stanowila 10,17*/t ilosci znajdujacej sie w lugach wyjsciowych. Roztwór wodny po zakwa¬ szeniu ekstrahowano octanem etylu inastepnie wy- 15 dzielano gibereliny znanym sposobem. Ogólem uzyskano 182 g produktu krystalicznego o zawar¬ tosci 76,2*/# gberelin. Calkowita wydajnosc izolacji wynosila 59,26^/a.^ Przyklad II. W przykladzie uzyto 3 litry lmgów w odtanie etylu z tej samej partii co w przykladzie I. Lugi rozcienczono 12 litrami octanu etylu i oddzielono wytracony osad podobnie jak w przykladzie I. Klarowny rozUwór octanowy efcs- tt traihowanp 3-krotnie lf/*-owym wodnym roztwo¬ rem wodorotlenku sodowego w ilosci po 7 litrów do kazdej ekstrakcji. Po wykonanych trzech eks¬ trakcjach w warstwie octanowej nie stwierdzono obecnosci giberelin. Ekstrakty polaczono uzyskujac M 22 litry cieczy o zawartosci giberelin ljOl&h i pH 7,2. Calkowita wydajnosc ekstrakcji wynosila &5,89*/«.Ekstrakt wodny zakwaszano przy silnym mie¬ szaniu, tWi-owym wodnym roztworem kwasu siar- M kowego. Bo zakwaszeniu ekstraktu do pH 3,5 ciecz pozostawiono do odstania, podobnie jak w przy¬ kladzie I. Po odstaniu uzyskano tylko 320 m3 sub¬ stancji oleistych o zawartosci giberelin 3,8*/*.Z klarownym roztworem po oddzieleniu sulbstancji •• smolistych postepowano dalej identycznie jak w przykladzie I. Ogólem uzyskano 253 g produktu krysitaliczmego o zawartosci 02,5^* giberelin. Cal¬ kowita wydajnosc izolacji wynostfa 67,57%. Pro¬ dukt ten wymagal jednak dodatkowej krystali- •• zacji.1M14S 5 6 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wydzielania gibereliin z odpadowych lu¬ gów pokrysitalizacyjnycih w octanie etylu, ana- mienmy tym, ze wysokolepkie lugi rozciencza sie rozpuszczalnikiem macierzystym w stosunku 1 :4— 1 :15 i oddziela wytracone zanieczyszczenia, po czym klarowny mzttwór ekstrahuje sie wodnym roztworem sulbsitancji alkalicznych, powstaly wod¬ ny roztwór giiberelin zakwasza sie przy ciaglym silnym mieszaniu do (pH od 3,5 do 1,5 i po wydzie¬ leniu substancji smolistych z pozostalego wodnego roztworu uzyskuje sie gilbereliny znanym siposo*. ¦ bem na drodze ekstrakcji octanem etylu albo przez odparowanie octanu etylu rozpuszczonego w wadzie i zawrócenie pozostalosci wodnej do bu¬ lionu .pofermentacyjnego. PL