RU2218345C2

RU2218345C2 - Method for preparing aloin by extraction

Info

Publication number: RU2218345C2
Application number: RU2001102512A
Authority: RU
Inventors: Авраам КОХЕН
Original assignee: Пакса Н.В.
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2003-12-10

Abstract

FIELD: natural compounds, chemical technology. SUBSTANCE: aloin is prepared from alloy yellow juice or its derivative by extraction and purification by crystallization. Extraction is carried out in the presence of aliphatic diol or triol of low molecular mass taken in the amount from 5 to 25% relatively to total mass of yellow juice. Glycol or glycerol is used as such diol or triol. Ethyl acetate or acetone is used as a solvent for extraction. Diol or triol is added to aloe yellow juice and concentrating is carried out before extraction. After extraction re-crystallization is carried out from alcohol in the presence of 0.5-5 wt.-% of water relatively to the total medium mass. Invention provides the enhanced yield of the end product. EFFECT: improved preparing method. 10 cl

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу получения алоина, в особенности к способу экстракции алоина из сока алоэ или из его производных продуктов, имеющему промышленную применимость и приводящему к получению целевого продукта хорошей чистоты с удовлетворительными выходами.FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing aloin, in particular, to a method for extracting aloin from aloe juice or from derivatives thereof, having industrial applicability and resulting in a target product of good purity with satisfactory yields.

Алоин представляет собой природное вещество, которое может быть получено классическим путем с помощью экстракции, исходя из геля алоэ. Это вещество является крайне интересным благодаря фармакологическим свойствам некоторых его производных, которые используют в различных лекарственных средствах. Например, в терапии применяют реин (диоксиантрахинонкарбоновую кислоту), который может быть получен из алоина и обладает слабительными, противоревматическими, противоартрозными и противоаритмическими свойствами. Aloin is a natural substance that can be obtained in the classical way by extraction, based on aloe gel. This substance is extremely interesting due to the pharmacological properties of some of its derivatives, which are used in various medicines. For example, rhein (dioxyanthraquinone carboxylic acid) is used in therapy, which can be obtained from aloin and has laxative, anti-rheumatic, anti-arthritic and anti-arrhythmic properties.

Уровень техники
Способы, которые обычно используют на протяжении ряда лет, как правило, включают экстракцию, начиная с твердой смолы из твердых остатков, которые получают, когда гель концентрируют путем его простого нагревания на открытом воздухе при атмосферном давлении. Экстракция приводит к алоину, который может быть очищен перекристаллизацией из подходящего растворителя.State of the art
Methods that have been commonly used for a number of years typically include extraction, starting with a solid resin from the solid residues that are obtained when the gel is concentrated by simply heating it in the open air at atmospheric pressure. Extraction results in aloin, which can be purified by recrystallization from a suitable solvent.

ЕР-А-374890 раскрывает способ экстракции алоина и эмодина алоэ из растений или растительных экстрактов с помощью гидрофильного растворителя, фильтрования и упаривания, чтобы получить сироп, который подвергают нескольким экстракциям, а затем перекристаллизации. Используют такие растворители, как спирты, ацетон, этилацетат и вода. EP-A-374890 discloses a method for extracting aloe and emodin from aloe plants or plant extracts using a hydrophilic solvent, filtering and evaporating to obtain a syrup that is subjected to several extracts and then recrystallization. Solvents such as alcohols, acetone, ethyl acetate and water are used.

Обычное химическое название алоина представляет собой 10-глюкопиранозил-1,8-дигидрокси-3-гидроксиметил-9(10Н)-антраценон. Алоин существует в форме двух изомеров, А и В, которые различаются положением глюкозной группы на антроновом основании, их соотношения варьируются, в зависимости от природы растений и применяемых способов экстракции. Более предпочтителен алоин с высоким содержанием А изомера. The usual chemical name for aloin is 10-glucopyranosyl-1,8-dihydroxy-3-hydroxymethyl-9 (10H) -anthracenone. Aloin exists in the form of two isomers, A and B, which differ in the position of the glucose group on an anthron base, their ratios vary, depending on the nature of the plants and the extraction methods used. Aloin with a high A isomer content is more preferred.

Сущность изобретения
Проведенные исследования и тесты показали, что возможно значительно усовершенствовать способ классической экстракции при использовании добавок, которые облегчают экстракцию и, следовательно, способствуют улучшению очистки. В частности, способ в соответствии с настоящим изобретением приводит к повышенной селективности экстракции и значительному снижению количеств растворителя, используемого при очистке в условиях, при которых способ осуществляют в промышленном масштабе.SUMMARY OF THE INVENTION
Studies and tests have shown that it is possible to significantly improve the method of classical extraction using additives that facilitate extraction and, therefore, contribute to improved cleaning. In particular, the method in accordance with the present invention leads to increased selectivity of extraction and a significant reduction in the amount of solvent used in the purification under conditions under which the method is carried out on an industrial scale.

Способ получения алоина в соответствии с настоящим изобретением по существу включает экстракцию эксудата алоэ, в частности желтого сока алоэ, например aloe barbadensis или aloe capensis или их производных, в присутствии алифатических диолов или триолов с низким молекулярным весом с последующей очисткой кристаллизацией. The method for producing aloin in accordance with the present invention essentially involves the extraction of aloe exudate, in particular yellow aloe juice, for example aloe barbadensis or aloe capensis or their derivatives, in the presence of low molecular weight aliphatic diols or triols, followed by crystallization purification.

В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения алифатические диолы или триолы с низким молекулярным весом добавляют к желтому соку алоэ на первой стадии, после чего проводят концентрирование, а затем на второй стадии осуществляют экстракцию. Конечно, первая стадия может быть реализована с использованием алоинсодержащего производного сока, такого как твердая смола, но предпочтительно непосредственно использовать желтый сок, который соответствует менее разложившемуся веществу. According to a preferred embodiment of the invention, low molecular weight aliphatic diols or triols are added to the yellow aloe juice in the first stage, after which concentration is carried out and then extraction is carried out in the second stage. Of course, the first stage can be implemented using an aloin-containing derivative of the juice, such as a solid resin, but it is preferable to directly use yellow juice, which corresponds to a less decomposed substance.

За экстракцией следует перекристаллизация из спирта, который может быть выбран среди этанола, н-пропанола, изопропанола, н-бутанола, трет-бутанола и изобутанола. The extraction is followed by recrystallization from alcohol, which can be selected from ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, tert-butanol and isobutanol.

Согласно настоящему изобретению определение "алифатический диол или триол с низким молекулярным весом" означает диол или триол, содержащий в своей углеродной цепи не более чем 15 атомов углерода, предпочтительно не более чем 10 атомов углерода. Алифатический диол или триол с низким молекулярным весом, используемый в настоящем изобретении, может быть, например, гликолем или глицерином. Гликоль предпочтительно выбирают из этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, бутиленгликоля, трипропиленгликоля и триэтиленгликоля. Алифатические диол или триол используют в количествах, которые находятся между 5 и 25 мас.%, предпочтительно между 7 и 15 мас.%, по отношению к массе желтого сока, используемого как исходный продукт. According to the present invention, the term “low molecular weight aliphatic diol or triol” means a diol or triol containing in its carbon chain no more than 15 carbon atoms, preferably no more than 10 carbon atoms. The low molecular weight aliphatic diol or triol used in the present invention may be, for example, glycol or glycerol. The glycol is preferably selected from ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, tripropylene glycol and triethylene glycol. Aliphatic diol or triol is used in amounts that are between 5 and 25 wt.%, Preferably between 7 and 15 wt.%, Relative to the weight of the yellow juice used as the starting material.

Как указано выше, после концентрирования желтого сока в присутствии алифатического диола или триола осуществляют экстракцию растворителем, выбранным предпочтительно из этилацетата и ацетона. As indicated above, after concentrating the yellow juice in the presence of an aliphatic diol or triol, extraction is carried out with a solvent, preferably selected from ethyl acetate and acetone.

Для достижения удовлетворительных выходов важен выбор растворителя для экстракции. Так, сравнительные тесты показали, что общий выход относительно алоина, содержащегося в исходном продукте, составляет около 50%, если использован этилацетат, в то время как при использовании хлороформа и петролейного эфира экстракция неполная и составляет менее 10%. Чистота продукта после экстракции, то есть содержание в нем алоина, также составляет ниже 10%, если этилацетат или ацетон заменяют на хлороформ. To achieve satisfactory yields, the choice of solvent for extraction is important. Thus, comparative tests showed that the total yield relative to aloin contained in the initial product is about 50% if ethyl acetate is used, while extraction with chloroform and petroleum ether is incomplete and less than 10%. The purity of the product after extraction, that is, the content of aloin in it, is also below 10% if ethyl acetate or acetone is replaced with chloroform.

Способ в соответствии с настоящим изобретением приводит к значительному улучшению селективности экстракции по сравнению с классическими методами, поскольку содержание алоина в извлеченном продукте до очистки находится на уровне 60%, в то время как в случае проведения экстракции обычными методами он составляет порядка 50%. The method in accordance with the present invention leads to a significant improvement in the selectivity of extraction compared to classical methods, since the aloin content in the extracted product before purification is at the level of 60%, while in the case of extraction by conventional methods it is about 50%.

Качество полученного алоина и его общий выход могут быть оптимизированы, если во время очистки перекристаллизацией из спирта осуществлять контроль за содержанием воды. Так, в соответствии с предпочтительной особенностью изобретения очистку перекристаллизацией осуществляют в присутствии от 0,5 до 5 мас. %, предпочтительно от 0,5 до 2 мас.%, воды относительно общей массы среды. Количество воды может быть, как обычно, урегулировано либо путем ее добавления, когда ее содержание оказывается низким, либо путем азеотропной перегонки, когда оно высокое. The quality of the obtained aloin and its overall yield can be optimized if, during purification by recrystallization from alcohol, the water content is monitored. So, in accordance with a preferred feature of the invention, purification by recrystallization is carried out in the presence of from 0.5 to 5 wt. %, preferably from 0.5 to 2 wt.%, water relative to the total mass of the medium. The amount of water can, as usual, be regulated either by adding it when its content is low, or by azeotropic distillation when it is high.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет получать продукт, в котором содержание алоина составляет более 80%, как правило, лежит между 85 и 90% и даже составляет выше 90%, если за содержанием воды во время очистки осуществляют контроль. В условиях, которые применяют при реализации способа в промышленном масштабе, общий выход относительно алоина, присутствующего в исходном материале (желтый сок алоэ или его производное) составляет выше чем 50%. The method in accordance with the present invention allows to obtain a product in which the aloin content is more than 80%, usually lies between 85 and 90% and even exceeds 90%, if the water content is monitored during cleaning. Under the conditions that are used in the implementation of the method on an industrial scale, the total yield relative to aloin present in the starting material (yellow aloe juice or its derivative) is higher than 50%.

Другое преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что он позволяет значительно снизить количество спирта, используемого на стадии очистки, следующей за стадией экстракции. Так, в случае перекристаллизации из изобутанола количество спирта составляет от 10 до 20 объемов на объем присутствующего в среде алоина, против от 40 до 60 объемов в известных способах. Another advantage of the method in accordance with the present invention is that it can significantly reduce the amount of alcohol used in the purification step following the extraction step. So, in the case of recrystallization from isobutanol, the amount of alcohol is from 10 to 20 volumes per volume of aloin present in the medium, against 40 to 60 volumes in known methods.

Алоин, полученный способом в соответствии с изобретением, может быть использован для приготовления лекарственных средств на основе реина и его производных, которые используют при лечении артрозов, артритов и различных воспалений. Aloin obtained by the method in accordance with the invention can be used to prepare medicines based on rhein and its derivatives, which are used in the treatment of arthrosis, arthritis and various inflammations.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Следующие примеры приведены для подтверждения изобретения, не ограничивая его объем.Information confirming the possibility of carrying out the invention
The following examples are provided to confirm the invention without limiting its scope.

Если не оговорено особо, части и проценты даны в единицах массы. Unless otherwise specified, parts and percentages are given in units of mass.

ПРИМЕР 1
Для сравнения алоин получен способом, приведенным ниже.EXAMPLE 1
For comparison, aloin is obtained by the method below.

В колбе для упаривания емкостью 1 л концентрируют 200 г желтого сока aloe vera при давлении около 4•10³ Па на водяной бане, нагретой примерно до 55^oС. После удаления 75% воды концентрат переносят в 600 мл этилацетата при температуре между 55 и 60^oС при энергичном перемешивании в течение 30 минут.200 g of yellow aloe vera juice is concentrated in a 1-liter flask with a pressure of about 4 • 10 ³ Pa in a water bath heated to about 55 ^o C. After removing 75% water, the concentrate is transferred into 600 ml of ethyl acetate at a temperature between 55 and 60 ^o With vigorous stirring for 30 minutes.

После декантации верхний органический слой отделяют и водный остаток трижды экстрагируют этилацетатом при температуре между 50 и 60^oС. Экстракты объединяют и концентрируют в вакууме, поддерживая при этом температуру между 45 и 50^oС. Получаемый при этом окрашенный в коричнево-оранжевый цвет твердый продукт, имеющий содержание алоина примерно 45-50%, вновь растворяют в 640 мл изобутанола при 70^oС (то есть 40 объемов изобутанола по отношению к присутствующему алоину).After decantation, the upper organic layer was separated and the aqueous residue was extracted three times with ethyl acetate at a temperature between 50 and 60 ^° C. The extracts were combined and concentrated in vacuo, while maintaining the temperature between 45 and 50 ^° C. The resulting brown-orange-colored solid product having an aloin content of about 45-50% is redissolved in 640 ml of isobutanol at 70 ^° C (i.e. 40 volumes of isobutanol in relation to the aloin present).

Изобутанольный раствор охлаждают до 5^oС и выдерживают при этой температуре в течение четырех часов.The isobutanol solution is cooled to 5 ^o C and maintained at this temperature for four hours.

Выкристаллизовавшийся алоин собирают на воронке Бюхнера, при этом осадок на фильтре промывают 20 мл изобутанола. Crystallized aloin is collected on a Buchner funnel, while the filter cake is washed with 20 ml of isobutanol.

После высушивания получают продукт в виде желто-коричневого порошка, имеющего содержание алоина 86%, что определено хроматографически (HPLC, жидкостная хроматография высокого давления). After drying, the product is obtained in the form of a tan powder having an aloin content of 86%, as determined by chromatography (HPLC, high pressure liquid chromatography).

Выход чистого алоина по отношению к алоину, содержащемуся в желтом соке, используемом в качестве исходного продукта, составляет 40%. The yield of pure aloin in relation to aloin contained in the yellow juice used as a starting product is 40%.

ПРИМЕР 2
Используют способ в соответствии с настоящим изобретением, следуя принципу экстракции, описанному в примере 1, но модифицируя его, как показано ниже.EXAMPLE 2
Use the method in accordance with the present invention, following the principle of extraction described in example 1, but modifying it as shown below.

В колбу для упаривания емкостью 1 л помещают 200 г желтого сока aloe vera, идентичного тому, что использован в примере 1, но к которому предварительно добавляют 20 г этиленгликоля, и концентрируют при давлении около 4•10³ Па. После удаления 75% воды концентрат помещают в 600 мл этилацетата при тех же самых условиях, как в примере 1.200 g of yellow aloe vera juice, identical to that used in Example 1, but to which 20 g of ethylene glycol was previously added, were placed in a 1 L evaporation flask and concentrated at a pressure of about 4 • 10 ³ Pa. After removal of 75% water, the concentrate was placed in 600 ml of ethyl acetate under the same conditions as in example 1.

После декантирования верхний органический слой удаляют и водный остаток трижды экстрагируют этилацетатом, затем экстракты объединяют и концентрируют в вакууме, поддерживая при этом температуру между 45 и 50^oС.After decantation, the upper organic layer is removed and the aqueous residue is extracted three times with ethyl acetate, then the extracts are combined and concentrated in vacuo, while maintaining the temperature between 45 and 50 ^o C.

Получаемый при этом окрашенный в коричневый цвет маслянистый продукт, имеющий содержание алоина примерно 55-60%, вновь растворяют в 240 мл изобутанола при 70^oС (то есть 15 объемов изобутанола по отношению к присутствующему алоину).The resulting brownish oily product having an aloin content of about 55-60% is redissolved in 240 ml of isobutanol at 70 ^° C (i.e. 15 volumes of isobutanol with respect to the aloin present).

Изобутанольный раствор охлаждают до 5^oС и выдерживают при этой температуре в течение порядка четырех часов, как в примере 1.The isobutanol solution is cooled to 5 ^o C and maintained at this temperature for about four hours, as in example 1.

Выкристаллизовавшийся алоин собирают на воронке Бюхнера и после промывки с помощью 20 мл изобутанола и сушки получают продукт в виде желто-коричневого порошка, имеющего содержание алоина 87%, что определено хроматографически (HPLC). Соотношение алоина А и алоина В составляет примерно 3:1. Crystallized aloin is collected on a Buchner funnel and after washing with 20 ml of isobutanol and drying, the product is obtained in the form of a tan powder having an aloin content of 87%, as determined by chromatography (HPLC). The ratio of aloin A and aloin B is approximately 3: 1.

Выход чистого алоина по отношению к алоину, содержащемуся в желтом соке, используемом в качестве исходного продукта, составляет 53%. The yield of pure aloin relative to aloin contained in the yellow juice used as a starting product is 53%.

ПРИМЕР 3
Проводят тот же процесс, что описан в примере 2, но этиленгликоль заменяют на то же количество диэтиленгликоля.EXAMPLE 3
The same process is carried out as described in example 2, but ethylene glycol is replaced with the same amount of diethylene glycol.

Получают 87% чистого алоина с выходом 52%. Get 87% pure aloin with a yield of 52%.

ПРИМЕР 4
Проводят тот же процесс, что описан в примере 2, но заменяют этиленгликоль на то же количество глицерина.EXAMPLE 4
Carry out the same process as described in example 2, but replace ethylene glycol with the same amount of glycerol.

Получают продукт, имеющий содержание алоина 87%, с общим выходом 48%. A product is obtained having an aloin content of 87%, with a total yield of 48%.

ПРИМЕР 5
Проводят тот же процесс, что описан в примере 2, но после экстракции этилацетатом полученный экстракт переносят в 240 мл изобутанола, при этом количество воды поддерживают на уровне 1% по отношению к общей массе среды.EXAMPLE 5
The same process is carried out as described in example 2, but after extraction with ethyl acetate, the extract obtained is transferred to 240 ml of isobutanol, while the amount of water is maintained at 1% relative to the total weight of the medium.

Получают продукт, имеющий содержание алоина 90%, при общем выходе 56%. A product is obtained having an aloin content of 90%, with a total yield of 56%.

Claims

1. The method of obtaining aloin from yellow aloe juice or its derivative by extraction and purification by crystallization, characterized in that the extraction is carried out in the presence of an aliphatic diol or triol with a low molecular weight.

2. The method according to claim 1, characterized in that the low molecular weight aliphatic diol or triol is added to the yellow aloe juice and then concentrated prior to extraction.

3. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the extraction is followed by recrystallization from alcohol.

4. The method according to claim 3, characterized in that the alcohol is selected from ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, tert-butanol and isobutanol.

5. The method according to claim 1, characterized in that the juice is subjected to extraction of aloe vera, aloe barbadensis or aloe capensis.

6. The method according to claim 1, characterized in that glycol or glycerin is used as an aliphatic diol or triol with a low molecular weight.

7. The method according to claim 6, characterized in that the glycol is selected from ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, tripropylene glycol and triethylene glycol.

8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the amount of aliphatic diol or triol with a low molecular weight lies in the range between 5 and 25% relative to the total mass of yellow juice.

9. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the extraction is carried out with a solvent selected from ethyl acetate and acetone.

10. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the recrystallization is carried out in the presence of 0.5-5% water from the total mass of the medium.