PL174882B1 - Sposób rozdzićrfu kwasu hiodeoksycholowego od Iwasu chenodeoksycholowego w órokoStanO hydrolizy żółni widóruowsj - Google Patents

Abstract

1 - Sposób rozdziału lova.su hiodeolwycholowego od dwasu chenodeoksycholowego w produktach dnOrelisn żółoi wiaprsowaj, pclaczjąon nz predzOsanio ahetrzUcji dcOnace dnOreliszto taj żółci sjaOnocsaennm pzUwzepaniam go Uwzeam minarzlnnm orzp krnetaliszcji phdetałach oezdu,snzmiannntym, ża dnOrolisztszUwzesz eię do pH<1,0 w obaoności chloroformu i aketraduja eię go równocsaśnia tym aUstrzdantamw tamparztursa 20 - 53°C, Uorsnetnia w tamparztursa 53°C, po csnm s htrsnmanach okłaOu trójfashwach pośraOnią fzsę cdloroformowąwsbhczcenąw Uwze kihOahUenckhlhwn phOOaja eię Oaetylzcji i Urnetalisacji w obacności aetrów Uwzeu hcthwach

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdziału kwasu hiodeoksycholowego od kwasu chenodeoksycholowego w produktach hydrolizy żółci wieprzowej.

Zarówno kwas hiodeoksycholowy (kwas 3,6-dihydroksy-5-cholan-24-owy), jak i kwas chenodeoksycholowy (kwas 3,7-dihydroksy-5-cholan-24-owy) stanowią cenne surowce w produkcji leków i hormonów Kwasy te wydziela się z roztworu soli sodowych lub potasowych kwasów hydroksycholanowych, zwanego dalej hydrolizatem, otrzymanym w klasycznej reakcji jednofazowej hydrolizy zasadowej składników żółci (Fischer H., Z. physiol., 1911,73,234; WielandH., WeylimdP., Z. physiol. Chem., 1920,110,123; Windans A., Bohne A., Ann. 1923,433, 278-287), lub w wyniku hydrolizy dwufazowej według polskiego opisu patentowego nr 147 330.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 154 276 oraz z literatury - Bruce Trickey E., J. Am. Chem. Soc. 1950,72,3474 - sposoby izolacji kwasów hiodeoksycholowego oraz chenodeoksycholowego polegają na wytrącaniu mieszaniny kwasów karboksylowych, występujących w hydrolizacie żółci wieprzowej, za pomocą kwasu solnego lub siarkowego. Otrzymuje się wówczas surowy produkt w postaci żywicy, zawierającej głównie kwasy hydroksycholanowe, ich oksopochodne, kwasy tłuszczowe oraz wodę.

Z kolei znany z polskiego opisu patentowego nr 154 276 sposób izolacji kwasów hiodeoksycholowego i chenodeoksycholowego polega na stosowaniu metody krystalizacji i chromatografii kolumnowej odpowiednich pochodnych - estrów, hydrazonów i amidów.

Przeróbka surowego produktu, z uwagi najego żywico watąpostać i dużą zawartość zanieczyszczeń, jest pracochłonna i trudna do realizacji w skali technicznej.

Sposób rozdziału kwasu hiodeoksycholowego od kwasu chenodeoksycholowego w produktach hydrolizy żółci wieprzowej według wynalazku polega na tym, że hydrolizat żółci zakwasza się do pH <1,0 w obecności chloroformu i ekstrahuje się go równolegle tym ekstrahentem w temperaturze 20 - 53°C, korzystnie w temperaturze 53°C, po czym z otrzymanego układu trójfazowego jego pośredniąfazę chloroformową wzbogaconą w kwas hiodeoksycholowy poddaje się destylacji i krystalizacji w obecności estrów kwasu octowego. Korzystnie operacje destylacji i krystalizacji prowadzi się w obecności octanu butylu.

W sposobie według wynalazku wykorzystano zjawisko wytwarzania przez wydzielone z hydrolizatu kwasy karboksylowe, w tym hydroksycholanowe, termodynamicznie trwałego

174 882 układu trójfazowego z układu dwufazowego woda - chloroform,- przy czym wytwarzany układ, w którym zachodzi podział masy, składa się z następujących faz:

- górnej fazy wodnej, stanowiącej kwaśny roztwór nieorganicznych soli sodowych lub potasowych (chlorków, siarczanów, wielosiarczanów) oraz roztwór wysokopolamych, organicznych soli amoniowych;

- pośredniej fazy chloroformowej, stanowiącej stężony roztwór chloroformowy średniopolamych składników hydrolizatu, zawierającej główną masę całkowitej ilości kwasu hiodeoksycholowego;

- dolnej fazy chloroformowej, stanowiącej rozcieńczony roztwór chloroformowy mniej polarnych składników hydrolizatu, zawierającej główną masę całkowitej ilości kwasu chenodeoksycholowego oraz odpowiednie hydroksycholanowe litocholary i deoksycholary, kwasy oksocholanowe, na przykład 3-hydroksy-6-okso-5-hydroksycholan-24-owy i kwasy tłuszczowe, na przykład stearynowy i oleinowy.

Fakt ten umożliwia połączenie trzech operacji, to jest strącania kwasów z hydrolizatu (zakwaszania) z operacją ekstrakcji kwasów do fazy chloroformowej i ich podziału pomiędzy dwie fazy organiczne przy zastosowaniu tylko dwóch rozpuszczalników - wody i chloroformu. Jednocześnie do fazy wodnej usuwane sązasadowe składniki hydrolizatu, w tym aminy i ich pochodne, zanieczyszczające surowe kwasy. W kolejnych operacjach: przemywania faz chloroformowych, rozdziału faz, rozpuszczania pośredniej fazy chloroformowej w octanie butylu, destylacji azeotropowej wody i chloroformu oraz krystalizacji otrzymuje się techniczny kwas hiodeoksycholowy w postaci osadu.

Operacji rozdziału kwasów według wynalazku poddaje się hydrolizat wodny, z którego usunięto wcześniej zanieczyszczenia niskopolame (cholesterol, część kwasów tłuszczowych) w znany sposób w operacji ekstrakcji eterem naftowym, benzyną ekstrakcyjną, heksanem lub toluenem przy pH fazy wodnej wynoszącym około 7,0. W zależności od stopnia zagęszczenia lub rozcieńczenia hydrolizat wodny może zawierać od 0,05 do 0,40, korzystnie 0,20 do 0,35 mola soli sodowych i potasowych kwasów karboksylowych w jednym kilogramie roztworu.

Sposób rozdziału kwasów według wynalazku polega na jednoczesnym zakwaszaniu kwasem solnym lub siarkowym uprzednio zobojętnionego hydrolizatu żółci wieprzowej i ekstrakcji składników za pomocą chloroformu jako ekstrahenta. Operację tę prowadzi się w podwyższonej temperaturze, wynoszącej 20 do 53°C, najkorzystniej w temperaturze łagodnego wrzenia powstającego azeotropu woda - chloroform (około 53°C), przy ciągłym mieszaniu i kontrolowanym wkraplaniu kwasu, aż do momentu obniżenia pH fazy wodnej do wartości około 1,0. W trakcie zakwaszania tworzy się trójfazowy układ ekstrakcyjny, który po rozdziale faz i po oddzieleniu fazy wodnej przemywa się na gorąco wodą destylowaną lub dejonizowaną. Po kolejnym rozdziale trzech faz dalszej obróbce poddaje się pośrednią fazę chloroformową, którą stanowi stężony roztwór kwasów karboksylowych w chloroformie, zawierający 40 do 50% wagowych suchej masy, w tym 60 do 80% wagowych kwasu hiodeoksycholowego, który rozcieńcza się na gorąco octanem butylu, po czym z tak otrzymanego roztworu oddestylowuje się kolejno dwa azeotropy: wodochloroform i woda-octan butylu w zakresie temperatur 53-92°C pod ciśnieniem normalnym lub w zakresie temperatur 45-70°C pod ciśnieniem obniżonym. Po całkowitym usunięciu wody i części chloroformu z roztworu układ chłodzi się do temperatury około 50°C przy ciągłym mieszaniu. W trakcie chłodzenia w roztworze rozpoczyna się krystalizacja zabarwionego osadu technicznego kwasu hiodeoksycholowego zanieczyszczonego innymi składnikami mieszaniny kwasów hydroksycholanowych. Do otrzymanego układu dozuje się czysty lub zregenerowany chloroform, a mieszaninę roztworu z osadem utrzymuje się w stanie łagodnego wrzenia, przy czym w trakcie tej operacji zachodzi rekrystalizacja osadu i jego dodatkowe oczyszczenie. Po ochłodzeniu do temperatury otoczenia całość przenosi się na nuczę filtracyjną, sączy osad kwasu, przemywa się go czystym lub zregenerowanym octanem butylu i suszy do suchej masy. Użyte w procesie rozpuszczalniki (chloroform i octan butylu) rozdziela się na drodze destylacji i zawraca do procesu.

174 882

Przedmiot wynalazku jest bliżej opisany w przykładach wykonania nie ograniczających jego zakresu.

Przykład I . Fazę wodnąw ilości 1,0 kg, o wartości pH około 7,0, otrzymanąpo oddzieleniu ekstraktu toluenowego, zawierającą 0,20 mola soli kwasów karboksylowych, umieszcza się w kolbie trójszyjnej o pojemności 2,0 dm³ zaopatrzonej w mieszadło mechaniczne, zamknięcie olejowe, chłodnicę zwrotnąi termometr. Następnie do kolby wprowadza się 0,70 kg chloroformu i wytwarza się dyspersję przez intensywne mieszanie. Dyspersję podgrzewa się do stanu łagodnego wrzenia azeotropu chloroform - woda (około 53°C) i kontynuuje się zakwaszanie fazy wodnej przez wkroplenie około 0,30 kg kwasu solnego 1:4 m/m (1 część masowa stężonego kwasu solnego na 4 części masowe wody destylowanej) do wartości pH =1,0 w ciągu minimum 30 minut. Po zakwaszeniu układu ekstrakcję składników hydrolizatu prowadzi się dalej w temperaturze wrzenia przez 30 min., po czym przerywa ogrzewanie i mieszanie i zawartość kolby pozostawia się do rozdziału faz na minimum 30 minut. W trakcie rozdziału tworzy się układ trójfazowy, składający się z:

- górnej, żółto zabarwionej fazy wodnej, w ilości około 1,3 kg,

- pośredniej, brunatno zabarwionej, lepkiej fazy chloroformowej, w ilości około 260-280 g,

- dolnej, żółto-brunatnej fazy chloroformowej, w ilości około 500-520 g.

Po przeniesieniu zawartości kolby do rozdzielacza i klarownym rozdziale faz na gorąco, wymienione fazy spuszcza się kolejno. Pośrednią fazę chloroformową umieszcza się ponownie w użytym zestawie, w którym zamienia się chłodnicę zwrotną na destylacyjną. Zawartość kolby podgrzewa się do stanu wrzenia i w zakresie temperatury 53 do 61°C oddestylowuje się początkowo azeotrop chloroformu z wodą, a następnie chloroform o łącznej masie 100 - 120 g. Do tak zagęszczonego i odwodnionego roztworu wprowadza się 550 g świeżego lub zregenerowanego octanu butylu. Otrzymany roztwór podgrzewa się do wrzenia i oddestylowuje dwa azeotropy: woda - chloroform i woda - octan butylu w zakresie temperatur 53 - 92°C, otrzymując dwufazowy destylat o łącznej masie 120-140 g. Zawartość kolby chłodzi się wolno przy ciągłym mieszaniu aż do momentu pojawienia się osadu. Wówczas do układu wprowadza się ponownie 250 g czystego lub zregenerowanego chloroformu. W trakcie dozowania tego rozpuszczalnika zawartość kolby podgrzewa się do stanu łagodnego wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez 1 godzinę - w trakcie wrzenia zachodzi dalsza krystalizacja, rekrystalizacja i oczyszczenie osadu. Zawartość kolby chłodzi się przy ciągłym mieszaniu i pozostawia na 8 godzin. Wytrącony osad surowego kwasu hiodeoksycholowego sączy się, odciska i przemywa na nuczy 100 g zimnego octanu butylu. Otrzymuje się około 250 do 300 g mokrego osadu o beżowo-brunatnym zabarwieniu. Osad ten, zawierający 50 do 75% wagowych rozpuszczalników (chloroformu i octanu butylu) suszy się na powietrzu przez 24 godz., a następnie w suszarce z nawiewem w 80°C do stałej masy.

Otrzymuje się 60 do 70 g technicznego kwasu hiodeoksycholowego o temperaturze topnienia 180 do 190°C o 3-stopniowym zakresie topnienia i o zawartości 63 - 75% wagowych czystego kwasu.

Przykład II. Fazę wodną (45,0 kg), otrzymanąpo oddzieleniu fazy toluenowej, o pH około 7,0, umieszcza się w reaktorze “SIMAX” o pojemności 75 dm3, zaopatrzonym w mieszadło mechaniczne, wężownicę grzewczą, zamknięcie olejowe, chłodnicę zwrotnąi termometr. Następnie do reaktora wprowadza się 25,0 kg chloroformu i wytwarza się dyspersję przez intensywne mieszanie. W reaktorze tym prowadzi się operację ekstrakcji i zakwaszania za pomocą kwasu siarkowego 1:5 m/m jak w przykładzie I. W trakcie rozdziału faz otrzymuje się:

- dolną fazę chloroformową, w Rości okok 22-25 kg,

- międzyfazę chloroformową, w iloi^ci 11 -13 kg,

- fazę wodną, w Rości do 40 kg.

Po klarownym rozdziale faz na gorąco lewaruje się fazę wodną znad całej fazy organicznej. Fazy organiczne myje się wodą dejonizowaną. W trakcie mycia układ w reaktorze podgrzewa się do temperatury wrzenia przy ciągłym mieszaniu. Po ostatnim myciu z reaktora lewaruje się fazę

174 882 wodną oraz spuszcza fazę chloroformową. Do międzyfazy chloroformowej pozostawionej w używanym zestawie, w którym zamienia się chłodnicę zwrotną na destylacyjną, wprowadza się 24 kg octanu butylu. Otrzymany układ podgrzewa się do wrzenia i oddestylowuje azeotrop woda-chloroform-octan butylu pod zmniejszonym ciśnieniem, otrzymując dwufazowy destylat o łącznej masie 8 -10 kg. Po destylacji układ w reaktorze chłodzi się wolno przy ciągłym mieszaniu aż do krystalizacji osadu. Następnie do powstającej pulpy wprowadza się 10 kg chloroformu. W trakcie dozowania tego rozpuszczalnika zawartość reaktora podgrzewa się do stanu łagodnego wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez 1 godz. Następnie zawartość reaktora chłodzi się przy ciągłym mieszaniu i postępuje dalej jak w przykładzie I.

Po wysuszeniu osadu otrzymuje się 4,5-5,5 kg technicznego kwasu hiodeoksycholowego o podobnej jak w przykładzie I zawartości czystego kwasu.

174 882

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób rozdziału kwasu hiodeoksycholowego od kwasu chenodeoksycholowego w produktach hydrolizy żółci wieprzowej, polegający na prowadzeniu ekstrakcji wodnego hydrolizatu tej żółci z jednoczesnym zakwaszaniem go kwasem mineralnym oraz krystalizacji powstałego osadu, znamienny tym, że hydrolizat zakwasza się do pH < 1,0 w obecności chloroformu i ekstrahuje się go równocześnie tym ekstrahentem w temperaturze 20 - 53°C, korzystnie w temperaturze 53°C, po czym z otrzymanego układu trój fazowego pośredniąfazę chloroformowąwzbogaconą w kwas hiodeoksycholowy poddaje się destylacji i krystalizacji w obecności estrów kwasu octowego.
2. 2. Sposób rozdziału według zastrz. 1, znamienny tym, że operacje destylacji i krystalizacji prowadzi się w obecności octanu butylu.