RU2443696C1

RU2443696C1 - Способ получения кверцетина

Info

Publication number: RU2443696C1
Application number: RU2010147329/04A
Authority: RU
Inventors: Борис Алексеевич Фадеев (RU); Борис Алексеевич Фадеев; Миля Григорьевна Мутовина (RU); Миля Григорьевна Мутовина; Тамара Александровна Бондарева (RU); Тамара Александровна Бондарева; Евгений Тимофеевич Тюрин (RU); Евгений Тимофеевич Тюрин
Original assignee: Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-02-27

Abstract

Изобретение относится к способу переработки древесины лиственницы с получением кверцетина для производства медицинских препаратов и одновременным получением ценного волокнистого полуфабриката, который может быть использован в целлюлозной промышленности. Способ включает обработку древесины лиственницы экстрагентом дигидрокверцетина, отделение экстракта от твердой фазы, окисление дигидрокверцетина в кверцетин в растворе бисульфита щелочного, щелочноземельного металла или аммония при температуре 125-145°С, где в качестве экстрагента используют воду, обработку древесины проводят совместно с ее измельчением в дисковой мельнице при температуре 20-60°С с получением дисперсии, состоящей из волокнистой массы и экстракта с растворенным дигидрокверцетином, в отделенный экстракт добавляют бисульфит щелочного, щелочноземельного металла или аммония до концентрации раствора 2% в ед. SO₂ и pH 4,0-6,0, нагревают полученный раствор, выдерживают его в течение 60 минут до полного окисления дигидрокверцетина в кверцетин, затем раствор охлаждают и выделяют целевой продукт, причем раствор бисульфита после выделения кверцетина и волокнистую массу после отделения экстракта кверцетина можно использовать для получения целлюлозного волокна. Разработан новый эффективный способ получения кверцетина, который позволяет использовать побочные продукты переработки древесины лиственницы для получения целлюлозы. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области переработки древесины лиственницы с получением волокнистого полуфабриката высокого выхода и кверцетина, используемого в производстве многих медицинских препаратов различного назначения, а также для других целей.

Известен способ получения кверцетина обработкой древесины лиственницы или гидролизата древесины лиственницы экстрагентом дигидрокверцетина - водным раствором бисульфита щелочноземельного металла или аммония, с растворением в экстракте дигидрокверцетина, отделением экстракта от твердых веществ, охлаждением его и выделением целевого продукта (а.с. 317653, C07D 7/16, C09B 61/00, опубл. 19.10.1971 г.). Обработку проводят при гидромодуле 4,5, температуре 110-160°С, pH раствора 1,5-5,0, с содержанием всего SO₂ 1,5-7%. Длительность обработки при заданной температуре 2 часа 40 минут - 3 часа. Выход сырого кверцетина 0,12-0,9%.

Недостатками способа являются большая длительность процесса, высокая степень загрязненности сырого кверцетина продуктами гидролитической деструкции древесины, появляющимися в жидкой фазе при высоких температурах обработки.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является способ получения кверцетина из древесины лиственницы обработкой древесины экстрактом дигидрокверцетина, в качестве которого используют водные растворы бисульфитов щелочного или щелочноземельного металла или аммония, с растворением в экстрагенте дигидрокверцетина (RU 2035460, C07D 311/32, опубл. 20.05.1995 г.). Обработку ведут раствором экстрагента с pH 4,0-6,0 при гидромодуле 4-4,5 и температуре 25-100°С в течение 60-90 минут. Затем экстракт отделяют от твердой фазы, нагревают до 125-145°С и выдерживают 15-90 минут. Далее раствор охлаждают и выделяют кверцетин. Выход кверцетина-сырца при окислении составляет 95-99%. Содержание в сырце чистого кверцетина достигает 68,5-69,5%.

Недостатками способа являются большая длительность обработки древесины (процесса экстракции дигидрокверцетина) и недостаточно высокая чистота конечного продукта.

Новыми техническими результатами от использования предлагаемого изобретения являются сокращение продолжительности процесса экстракции за счет быстрого размола древесины, а также повышение чистоты целевого продукта за счет резкого снижения содержания в экстракте продуктов гидролитического разложения древесины в процессе размола в не содержащей химикатов водной среде, а также обеспечение возможности получения в процессе в качестве товарного продукта целлюлозы.

Указанные результаты достигаются тем, что в способе получения кверцетина из древесины лиственницы, включающем обработку древесины экстрагентом дигидрокверцетина, отделение экстракта от твердой фазы, окисление дигидрокверцетина в кверцетин в растворе бисульфита щелочного, щелочноземельного металла или аммония при температуре 125-145°С, согласно изобретению в качестве экстрагента используют воду, обработку древесины проводят совместно с ее измельчением в дисковой мельнице при температуре 20-60°С с получением дисперсии, состоящей из волокнистой массы и экстракта с растворенным дигидрокверцетином, в отделенный экстракт добавляют бисульфит щелочного, щелочноземельного металла или аммония до концентрации раствора 2% в ед. SO₂ и pH 4,0-6,0, нагревают полученный раствор, выдерживают его в течение 60 минут до полного окисления дигидрокверцетина в кверцетин, затем раствор охлаждают и выделяют целевой продукт. Раствор бисульфита после выделения кверцетина и волокнистую массу после отделения экстракта кверцетина используют для получения целлюлозного волокна.

Способ осуществляют следующим образом. В качестве экстрагента дигидрокверцетина используют воду. Щепу древесины лиственницы подают вместе с водой в дисковую мельницу и размалывают при соотношении в мас.ч. воды и щепы 4-4,5:1. Гарнитура дисков мельницы обеспечивает при измельчении чередование нескольких зон растирания щепы на волокна и, соответственно, интенсивного и быстрого сжатия и обезвоживания массы с зонами ее распускания в жидкой фазе на волокна. В таких условиях происходит быстрое вымывание из древесного материала хорошо растворимого дигидрокверцетина, и за один проход сырья через мельницу более 50% этого вещества оказывается растворенным в экстрагенте. Из дисковой мельницы массу подают в шнек-пресс, в котором жидкую фазу (экстракт) отделяют от волокнистой массы. В экстракт подают бисульфит щелочного или щелочноземельного металла или аммония с получением бисульфитного раствора с заданными параметрами по содержанию общего SO₂ и pH. Раствор подогревают до температуры 125-145°С, выдерживают 60 минут, в течение которых дигидрокверцетин полностью окисляется в кверцетин, охлаждают, отделяют осадок кверцетина.

Раствор бисульфита после выделения кверцетина и волокнистую массу после отделения экстракта можно использовать для получения целлюлозного волокна.

Следующие примеры иллюстрируют эффективность предлагаемого способа.

При испытаниях способа использовали установку, содержащую шнековую мельницу, термостат, смеситель для приготовления бисульфитных растворов, термостатируемую емкость для выдерживания экстрактов при заданной температуре, фильтр, центрифугу, автоклав.

Во всех примерах для испытаний брали 800 г воздушно сухой щепы из древесины лиственницы с содержанием дигидрокверцетина 1,52% в расчете на абсолютно сухую массу сырья. Щепу заливали нагретой до заданной температуры водой объемом 3600 мл, смесь пропускали через дисковую мельницу. Массу из мельницы разделяли на фильтре на жидкую и твердую фазу. Объем жидкой фазы измеряли и из нее и расчетных количеств химикатов готовили бисульфитный раствор с общим содержанием химикатов 2% в ед. SO₂ и pH 4,0-6,0. Затем раствор нагревали до заданной температуры и при термостатировании выдерживали заданное время. Далее раствор охлаждали, выпавший осадок кверцетина отделяли на центрифуге, высушивали, определяли его чистоту.

В испытании обнаружилось, что объем экстракта во всех случаях примерно одинаков. Количество растворенного в экстрагенте дигидрокверцетина после размола в мельнице составляет 52% от исходного содержания его в сырье.

Результаты испытаний по примерам приведены в таблице.

Условия проведения испытаний и их результаты
№№ примеров	t° экстрагента	Катион бисульфита	t° экстракта при выдержке	Выход кверцетина	Содержание кверцетина в сырце
	°С		°С	%	%
1	20	Na⁺	125	51,8	82,0
2	40	Mg²⁺	135	52,1	81,3
3	60	NH₄ ⁺	145	52,1	81,0

Claims

1. Способ получения кверцетина из древесины лиственницы, включающий обработку древесины экстрагентом дигидрокверцетина, отделение экстракта от твердой фазы, окисление дигидрокверцетина в кверцетин в растворе бисульфита щелочного, щелочноземельного металла или аммония при температуре 125-145°С, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют воду, обработку древесины проводят совместно с ее измельчением в дисковой мельнице при температуре 20-60°С с получением дисперсии, состоящей из волокнистой массы и экстракта с растворенным дигидрокверцетином, в отделенный экстракт добавляют бисульфит щелочного, щелочноземельного металла или аммония до концентрации раствора 2% в ед. SO₂ и pH 4,0-6,0, нагревают полученный раствор, выдерживают его в течение 60 мин до полного окисления дигидрокверцетина в кверцетин, затем раствор охлаждают и выделяют целевой продукт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют раствор бисульфита после выделения кверцетина и волокнистую массу после отделения экстракта кверцетина для получения целлюлозного волокна.