RU2151608C1

RU2151608C1 - Method of preparing ecdysteroids and ecdysterone concentrate from plant raw

Info

Publication number: RU2151608C1
Application number: RU98118075A
Authority: RU
Inventors: И.В. Галяутдинов; В.Н. Одиноков; У.А. Балтаев; А.З. Халилова; У.М. Джемилев
Original assignee: Институт нефтехимии и катализа АН республики Башкортостан и Уфимского научного центра РАН
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-06-27

Abstract

FIELD: biotechnology. SUBSTANCE: invention relates to of isolation of biologically active substances from plant raw. Method involves preparing juice from fresh leaves of plants of genus Serratula, juice is filtered and filtrate is concentrated. Ethyl acetate is added to obtained concentrate, mixture is stirred, extract is separated, evaporated, cooled and precipitated ecdysterone crystals are filtered off. EFFECT: increased output of process, increased yield of product, decreased consumption of reagents and energy. 2 ex

Description

Изобретение относится к способам выделения биологически активных веществ из растительного сырья, в частности способам выделения фитоэкдистероидов, а именно экдистерона (β-экдизона). Экдистерон является гормоном линьки насекомых, используется в медицине и сельском хозяйстве. The invention relates to methods for the isolation of biologically active substances from plant materials, in particular to methods for the isolation of phytoecdysteroids, namely ecdysterone (β-ecdysone). Ecdysterone is an insect molting hormone used in medicine and agriculture.

Известен способ получения экдистероидов из растений рода Rhaponticum [Патент Российской Федерации N 2063763, A 61 K 35/78, 1996], который заключается в экстракции сырья 70%-ным этанолом, удалении из первичного экстракта сопутствующих веществ рядом последовательных жидкофазных экстракций, очистке полученного продукта колоночной адсорбционной хроматографией на оксиде алюминия и последующей его кристаллизации. Недостатками указанного способа являются использование значительных объемов этанола на первой стадии экстракции, больших объемов органических растворителей в последующих многократных жидкостно-жидкостных экстракциях, многостадийность и длительность процесса. A known method of producing ecdysteroids from plants of the genus Rhaponticum [Patent of the Russian Federation N 2063763, A 61 K 35/78, 1996], which consists in the extraction of raw materials with 70% ethanol, removal of the accompanying substances from the primary extract by a series of sequential liquid-phase extraction, purification of the resulting product column adsorption chromatography on alumina and its subsequent crystallization. The disadvantages of this method are the use of significant volumes of ethanol in the first stage of extraction, large volumes of organic solvents in subsequent multiple liquid-liquid extractions, multi-stage process time.

Известны также три способа получения экдистерона из растения рода Serratula. Согласно одному из них [Холодова Ю.Д., Балтаев У., Воловенко В.О. и др. Фитоэкдистероиды Serratula xerathomoides. - "Химия природных соединений", 1979, с. 171.] выделение экдистерона из соцветий Serratula xerathomoides производят путем измельчения воздушно-сухих листьев с последующей экстракцией из них метанолом. Полученный экстракт упаривают, разбавляют водой, многократно экстрагируют гексаном, проводят дополнительную отгонку метанола, экстракцию бутанолом, его упаривание, элюирование смесью хлороформ-метанол на колонке с окисью алюминия. Недостатком этого метода является невысокий выход экдистерона (0.26% от воздушно-сухого веса сырья), а также многостадийность и большая продолжительность процесса (на десять операций 115 часов). Three methods are also known for producing ecdysterone from a plant of the genus Serratula. According to one of them [Kholodova Yu.D., Baltaev U., Volovenko V.O. et al. Phytoecdysteroids Serratula xerathomoides. - "Chemistry of Natural Compounds", 1979, p. 171.] the isolation of ecdysterone from the inflorescences of Serratula xerathomoides is produced by grinding air-dried leaves, followed by extraction from them with methanol. The obtained extract was evaporated, diluted with water, extracted repeatedly with hexane, additional distillation of methanol, extraction with butanol, its evaporation, elution with a mixture of chloroform-methanol on an alumina column were carried out. The disadvantage of this method is the low yield of ecdisterone (0.26% of the air-dry weight of the raw material), as well as the multi-stage and long process time (115 operations for ten operations).

Согласно другому способу [Авторское свидетельство СССР N 1146050, A 61 K 35/78, 1985.], первичную экстракцию сырья проводят метанолом с одновременным упариванием в экстракторе вакуум-циркуляционной установки и последующим удалением сопутствующих веществ жидкостной экстракцией и очисткой продукта жидкостно-адсорбционной колоночной хроматографией на оксиде алюминия. Способ включает девять последовательных операций: три экстракции, три выпарки, одну операцию фильтрования, одну операцию растворения и колоночную адсорбционную хроматографию. Время осуществления способа 66 - 70 часов. Недостатками указанного способа являются использование операций жидкостно-жидкостной экстракции, которые требуют многократности их повторения и минимум трехкратного объема экстрагента к экстрагируемому объему на каждой операции экстракции, длительность, трудоемкость и многостадийность процесса, а также значительная энергоемкость способа вследствие трех операций выпарки и длительности работы вакуумно-циркуляционной установки. According to another method [USSR Author's Certificate N 1146050, A 61 K 35/78, 1985.], the primary extraction of the raw materials is carried out with methanol, while the vacuum circulating unit is evaporated in the extractor and then the associated substances are removed by liquid extraction and the product is purified by liquid adsorption column chromatography on alumina. The method includes nine sequential operations: three extractions, three residues, one filtration operation, one dissolution operation and column adsorption chromatography. The implementation time of the method 66 - 70 hours. The disadvantages of this method are the use of liquid-liquid extraction operations, which require multiple repetitions and a minimum of three times the volume of extractant to the extracted volume for each extraction operation, the duration, complexity and multi-stage process, as well as the significant energy consumption of the method due to three operations of evaporation and the duration of the vacuum circulation installation.

Согласно способу [Патент Российской Федерации N 2063763, A 61 K 35/78, 1996] , для получения экдистерона надземную часть растений рода Serratula измельчают и экстрагируют водой при температуре не выше 100^oC в течение 1 часа. Полученный экстракт пропускают через слой твердого гидрофобного сорбента, например активированного угля, диасорба, полисорба, осуществляя одновременно отделение сопутствующих веществ, и очистку целевого продукта. Затем конечный продукт экстрагируют с сорбента органическим растворителем. Недостатком этого способа является невысокий выход конечного продукта (0.49%), использование больших объемов органических растворителей, а также дистиллированной воды. В типовом примере описания изобретения для получения 1 г экдистерона расходуется 8 л дистиллированной воды, 4 л 20% этилового спирта (который не регенирируется), 8 л смеси (1:1) этилацетат-этанол, 200 г активированного угля.According to the method of [Patent of the Russian Federation N 2063763, A 61 K 35/78, 1996], in order to obtain ecdysterone, the aerial part of plants of the genus Serratula is crushed and extracted with water at a temperature not exceeding 100 ^o C for 1 hour. The obtained extract is passed through a layer of a solid hydrophobic sorbent, for example, activated carbon, diasorb, polysorb, simultaneously separating the accompanying substances and purifying the target product. Then the final product is extracted from the sorbent with an organic solvent. The disadvantage of this method is the low yield of the final product (0.49%), the use of large volumes of organic solvents, as well as distilled water. In a typical example of the description of the invention, 8 l of distilled water, 4 l of 20% ethyl alcohol (which is not regenerated), 8 l of a mixture (1: 1) ethyl acetate-ethanol, 200 g of activated carbon are consumed to obtain 1 g of ecdysterone.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение способа с одновременным увеличением выхода продукта, повышение производительности процесса, а также снижение удельного расхода органических растворителей и энергозатрат. The aim of the invention is to simplify the method while increasing the yield of the product, increasing the productivity of the process, as well as reducing the specific consumption of organic solvents and energy consumption.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа, позволяющим решить поставленные задачи, является отказ от первичной экстракции целевого продукта из растительного сырья с помощью органических растворителей или воды. Вместо экстракции применяют выжимание сока с последующей фильтрацией, что позволяет сразу получить концентрат суммы экдистероидов. Такой прием существенно упрощает процесс выделения экдистероидов. Также исключается длительный процесс сушки растительного сырья. Это значительно упрощает способ, увеличивает выход экдистерона, увеличивает производительность процесса, сокращает энергозатраты, уменьшает расход органических растворителей и трудоемкость способа и, как следствие, значительно удешевляет весь процесс. Процесс с момента сбора до получения конечного продукта занимает всего тридцать минут. Это позволяет применить этот метод для крупнотоннажного производства. An essential distinguishing feature of the proposed method, which allows to solve the tasks, is the rejection of the primary extraction of the target product from plant materials using organic solvents or water. Instead of extraction, juice squeezing is used followed by filtration, which allows you to immediately get the concentrate of the sum of ecdysteroids. This technique greatly simplifies the process of ecdysteroid secretion. A long drying process of plant materials is also excluded. This greatly simplifies the method, increases the yield of ecdysterone, increases the productivity of the process, reduces energy consumption, reduces the consumption of organic solvents and the complexity of the method and, as a result, significantly reduces the cost of the whole process. The process from the moment of collection to receipt of the final product takes only thirty minutes. This allows you to apply this method for large-scale production.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Из надземной части растений рода Serratula в день сбора или на следующий день выжимается сок (с помощью соковыжималки, пресса или других устройств), который фильтруют, и фильтрат (прозрачно-желтого цвета) концентрируют до 0.5 первоначального объема путем упаривания, вымораживания воды с отделением льда или другим приемом. Из полученного концентрата целевой продукт экстрагируют этилацетатом, экстракт упаривают (при температуре 40-65^oC) до 0.25 первоначального объема экстракта, охлаждают, и выпавшие кристаллы экдистерона отфильтровывают.On the day of collection or the next day, juice is squeezed out of the aerial parts of plants of the genus Serratula (using a juicer, press or other devices), which is filtered and the filtrate (transparent yellow) is concentrated to 0.5 of the original volume by evaporation, freezing of water with ice separation or another trick. From the obtained concentrate, the target product is extracted with ethyl acetate, the extract is evaporated (at a temperature of 40-65 ^o C) to 0.25 of the initial volume of the extract, cooled, and the precipitated crystals of ecdysterone are filtered off.

Примеры осуществления способа. Examples of the method.

Пример 1. Из 3 кг надземной части растений рода Serratula в день сбора выжимают сок. Полученные 1.5 л сока фильтруется и полученный прозрачно-желтый фильтрат концентрируется до 0.7 л. Из концентрата целевой продукт экстрагируют этилацетатом (1 л х 3), экстракты объединяют, упаривают этилацетат до 250 мл, охлаждают и фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона. Выход продукта 4.5 г, что составляет 0.15% от влажных листьев, или 1.17% в пересчете на воздушно-сухие листья (из 3 кг свежих листьев после сушки получено 0.350 кг сухих листьев). Example 1. From 3 kg of the aerial parts of plants of the genus Serratula juice is squeezed on the day of collection. The resulting 1.5 L of juice is filtered and the resulting clear yellow filtrate is concentrated to 0.7 L. The target product is extracted from the concentrate with ethyl acetate (1 L x 3), the extracts are combined, the ethyl acetate is evaporated to 250 ml, the precipitated crystals of ecdysterone are cooled and filtered. The product yield is 4.5 g, which is 0.15% of wet leaves, or 1.17% in terms of air-dried leaves (from 3 kg of fresh leaves after drying, 0.350 kg of dry leaves were obtained).

Пример 2. Из 3 кг надземной части растений рода Serratula coronata в день сбора выжимают сок объемом 1.5 л, который фильтруют и полученный прозрачно-желтый фильтрат концентрируют до 0.7 л частичным замораживанием и отделением образовавшегося льда. Из концентрата целевой продукт экстрагируют этилацетатом (1 л х 3), экстракты объединяют, упаривают этилацетат до 250 мл, охлаждают и (фильтруют выпавшие кристаллы экдистерона. Выход продукта 4.03 г, что составляет 0.13% от влажных листьев, или 1.15% в пересчете на воздушно сухие листья. Example 2. From 3 kg of the aerial part of plants of the genus Serratula coronata squeeze juice of 1.5 l on the day of collection, which is filtered and the resulting transparent yellow filtrate is concentrated to 0.7 l by partial freezing and separating the ice formed. The target product is extracted from the concentrate with ethyl acetate (1 L x 3), the extracts are combined, the ethyl acetate is evaporated to 250 ml, cooled and (the precipitated crystals of ecdysterone are filtered. The product yield is 4.03 g, which is 0.13% of wet leaves, or 1.15% in terms of air dry leaves.

Claims

A method of obtaining a concentrate of ecdysteroids and ecdysterone from plant materials, including extraction with an organic solvent, characterized in that the juice used is squeezed from freshly picked leaves of plants of the genus Serratula, which is filtered, concentrated and the concentrate is extracted with ethyl acetate, partially concentrated solvent is distilled from the obtained extract the extract is cooled and the precipitated crystals of ecdysterone are filtered.