SE425853B - Forfarande for isolering av ett betulinfritt beta-sitosterolkoncentrat - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7904548-5 2 lisk alkalilösning, varpå sterolerna kristalliseras genom till- sats av vatten och kylning. Den amerikanska patentskriften V 2866797 avser kristallisation av steroler ur oförtvålbart ma- É terial, som erhållits av vegetabiliska oljor, talloljor, socker- 4 rörsolja och liknande. Den oförtvålbara fraktíonen extraheras med etylendiklorid och små mängder vatten och metanol tillsät- tes för utfällning av sterolerna. 4 Bland nyare publikationer kan nämnas den amerikanska patent- skriften 3691211, som avser ett förfarande för framställning av steroler från växtkällor, speciellt tallbeck, genom extrak- tion i en vatten-alkohol-kolväteblandning med följande förtvál- ning och omkristallisation och lakning. Förfarandet, som ej kan jämföras med föreliggande förfarande, eftersom utgångsmateria- let är olika, ger ett gott utbyte av en blandning av B-sitoste- rol och en kampesterol. 4 I Chem.Abstr., vol 81 (1974) 51409v beskrives ett förfarande för, rening av rå fytosterol till S-sitosterol från sulfatsåpa. För-4 farandet innefattar lösning i ligroin vid 70-75°C, extraktion med 40-procentig etanolisk lösning vid 65-70°C och tvättning med vatten vid 65-70°C. Lösningen kyles sedan, varvid 90,4 % ren B-sitosterol erhålles med ett utbyte av 69,5 %.

I den amerikanska patentskriften 4044031 beskrives ett förfaran- de för separering av steroler från exempelvis samma neutral- substans som enligt föreliggande uppfinning. Förfarandet består i, att neutralsubstansen löses i ett med vatten blandbart lös- ningsmedel, lösningen extraheras med en hydrofil fas, som inne- håller små mängder vatten, och sterolerna utvinnes från den hyd- V rofila fasen. Detta förfarande, som använder extraktion med tvâ É lösningsmedelsfaser, kan utföras kontinuerligt med användning av motströmsextraktion. _ A § Jämfört med samtliga ovan nämnda förfaranden är föreliggande för- farande billigt och enkelt och ger en produkt med hög kvalitet.

Betulin, som vanligen ledsagar B-sítosterol vid reníngsprocessen och som är toxiskt, avlägsnas fullständigt vid föreliggande för- farande. 10 15 20 25 30 35 7904348-5 J Föreliggande uppfinning avser ett förbättrat förfarande för isolerillg av ett betulinfritt 3-sitosterolkoncentrat från den cförtvalbara ncutralsubstans som erhålles enligt det i den amerikanska patentskriften 3905085 beskrivna förfarandet. Uppflnningen avser närmare bestämt ett enkelt och ekonomiskt förfarande för isolering av S-sitosterol i en renhet med ungefär teknisk kvalitet ur de oförtvålbara neutrala ämnena, i det följande betecknade neutralsubstans, som erhålles som biprodukt vid sápframställning från rått sàpskum vid sulfatprocessen, där som råmaterial användes både furu och lövved, speciellt björk.

Neutralsubstansen innehåller vanligen över 10 % B-sitosterol och dessutom är betulin, betulaprenoler, d-sitosterol, kampeste- rol och andra neutrala substanser, såsom skvalen,lignoserylalko- hol och behenylalkohol och andra liknande beståndsdelar normalt närvarande.

Enligt föreliggande förfarande har ett förfarande i industriell skala utvecklats, där 5-sitosterol med teknisk kvalitet isoleras ur neutralsubstansen, som innehåller 70-80 % 6-sitosterol, var- vid totala mängden steroler uppgår till cirka 95 %.

Pâ bifogade ritning visas ett schematiskt flödesschema för en kontinuerlig operation enligt föreliggande förfarande. Under hänvisning till ritningen kan föreliggande uföringsform beskri- vas i ett antal steg.

Steg 1. Enligt föreliggande uppfinning suspenderas i allmänhet neutralfraktionen och aktivt kol i aceton vid en temperatur av cirka 40°C till ungefär den temperatur, där aceton börjar avko- ka, lämpligen vid 40-so°c, och med fördel 1 ett reaktlonskarl 10, som är försett med en omrörare 12 och upphettningsanordningar 14.

Förhållandet mellan neutralsubstansen och aceton ligger lämpligen mellan 1:3 och 1:10 och viktförhållandet mellan kol och neutral- substans ligger lämpligen mellan 1:20 och 1:60. Den olösliga de- len och kolet separeras, t.ex. genom filtrering i en centrifug 16, varigenom största delen av föroreningarna avlägsnas i den fasta delen, nämligen betulaprenoler, betulin, sitostanol, skvalen, lignoserylalkohol och behenylalkohol. Vid detta förfa- rande avlägsnas färg och lukt nästan fullständigt. 10 15 20 25 30 35 7904348-5 4 _ Den i lösning resterande B-sitosterolen innehåller som förore- ningar endast kampesterol och u-sitosterol. Dessa föroreningar avlägsnas delvis genom selektiv utfällning av B-sitosterolen ur en lösningsmedelsblandning på sätt som anges i följande steg.

Steg 2. I detta steg avdestilleras huvuddelen aceton från filt- ratet med användning av en vanlig destillationsapparat 18. Ace- tonen avdestilleras lämpligen nästan fullständigt och cirkule- ras på sätt som visas på ritningen. Därefter upplöses åter åter- stoden i en blandning av aceton och alkohol, lämpligen etanol.

Mängden aceton till etanol i förhållandet 4:1 till 1:2 har vi- sat sig ge goda resultat. Det lämpliga volymförhållandet är 5:2, varvid en produkt som innehåller över 70 % ß-sitosterol erhål- les med gott utbyte.

Bland andra alkoholer, som kan användas, kan nämnas metanol och isopropanol. B-sitosterol är mindre löslig i aceton-metanol än i aceton-etanol och mera löslig i aceton-isopropanol än i någon av de andra blandningarna. När sålunda isopropanol användes,är förhållandet aceton till isopropanol lämpligen 5:1 till 5:2.Med metanol är förhållandet aceton till metanol lämpligen 5:1 till 1:2.

Steg 3. B-sitosterolfraktionen kan utvinnas genom att aceton- etanollösningen kyles i tillräcklig grad för att åstadkomma ut- fällning ur lösningen. Detta sker lämpligen genom att använda en kristallisationsapparat 20 med en temperaturkontroll 22 och omröringsanordning 24. Största delen föroreningar kvarblír i lösning.

Steg 4. Fällningen avskiljes i en filtreringsanordning 26 och torkas¿ Lösningsmedlet återvinnas lämpligen i en destillations- -anordning 28 för att ånyo användas. B-sitosterol utfaller i kri- stallín form och torkas i'en torkanordning 30. gPastän fällning eller kristallisation kan utföras inom ett brett temperaturområde på minst 20°C till -10°C, utföres den lämpligen vid en temperatur av -5 till +S°C, varvid goda utbyten erhålles.

Huvuddelen d-sitosterol resterar i moderluten och kan utvinnas i destillationsapparaten 28. 10 15 20 30 35 7904-548-5 . '-5 Den resulterande kristallina B-sitosterolen kan behandlas för vidare användning genom malning i en kvarn 32 eller på annat sätt, som ej är föremål för föreliggande uppfinning.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan utföras satsvis även om ett kontinuerligt förfarande enligt ritningen är mest fördelaktigt av ekonomiska skäl. När man arbetar satsvis, är det lämpligt att avdestillera en del av acetonen. Genom att av- lägsna aceton reduceras den mängd alkohol, som skall tíllsättas, men detta är ej nödvändigt för att förfarandet skall kunna utfö- ras.

Enligt det beskrivna förfarandet utvinnes B-sitosterol med tek- nisk kvalitet med en B-sitosterolhalt av cirka 75 % och en total sterolhalt av cirka 95 % under relativt låga kostnader för råma- terial och arbete. Vid förfarandet avlägsnas nästan alla före- ningar, som skulle störa vidarebehandlingen till steroid-första- dier. På detta sätt kan cirka 70 % av den i neutralsubstansen ingående 6-sitosterolen utvinnas.

Produktens kvalitet kan förbättras vid förfarandet genom att mängden etanol ökas vid kristallisationsförfarandet. Den erhåll- na tekniska 6-sitosterolen kan omkristalliseras på känt sätt och användas som farmaceutiskt råmaterial. Från kristallisationsmo- derluten kan a-sitosterol isoleras i relativt ren form.

I det följande beskrives uppfinningen under hänvisning till utfö- ringsexempel, av vilka två är jämförande exempel och visar att förfarandena enligt den amerikanska patentskriften 3691211 och C.A.§l (1974) 51409v är underlägsna föreliggande förfarande, när neutralsubstansen användes som utgångsmaterial. Den i samt- liga exempel använda neutralsubstansen innehåller 12,5 % ß-sito- sterol, cirka 25 % betulaprenoler, 10 % u-sitosterol, 7 % kamp- esterol och 10 % betulin.

Exempel 1. (satsvis operation) 200 kg neutralsubstans och 5 kg aktivt kol suspenderas i 1000 liter aceton och blandningens temperatur höjes till 40-SOOC.

Blandningen filtreras i ett tryckfilter. Från filtratet avdestil- leras 500 liter aceton och 200 liter etanol tillsättes. Lösning- en upphettas till cirka 50°C och kyles till 0-5°C och den erhåll- 10 15 20 25 30 35 7904348-5 6 na B-sítosterol-fraktionen avskiljes. Utbytet färglösa kristal- ler efter torkning är 23,5 kg. Gaskromatografianalys av produk- ten ger följande resultat: 72,2 % rol och 16,8 % a-sitosterol. Den totala halten steroler utgör % och produkten är fri från betulin.

B-sitosterol, 6,1 % kampeste- sålunda 94 Exempel Z. 200 kg av neutralsubstansen behandlas enligt exempel 1 med den skillnaden, att volymförhållandet aceton till etanol är 1:1. Utbytet uppgår till 20 kg vita kristaller. Gaskromato- grafisk analys visar, att halten B-sitosterol uppgår till 80,8 %, halten kampesterol är 6,1 % och halten a-sitosterol 11,7 %, vil- ket ger en total sterolhalt av 98,6 %. Produkten är betulinfri.

Exempel 3. 200 kg av neutralsubstansen behandlas enligt exempel 1 men volymförhållandet aceton till etanol är 1:2. Utbytet vita kristaller uppgår till 15 kg. Ett gaskromatogram ger en ß-síto- sterolhalt av 84 %, en kampesterolhalt av 4 %, en a-sitostero1- halt av 12 % och intet betulin. Den totala sterolhalten är så- lunda 100 %. 1 Exempel 4. 200 kg neutralsubstans behandlas enligt exempel 1 men volymförhâllandet aceton till etanol är 3:1. Utbytet är 25 kg vita kristaller med en ß-sitosterolhalt av 70,0 %, en kamp- esterolhalt av 8,5 % 0 och en a-sitosterolhalt av 18,2 a.

Exempel 5. 2 kg neutralsubstans suspenderas i 8 liter aceton. 32 g aktivt kol tillsättes och blandningens temperatur höjes till 40-50°C. Blandningen filtreras och 2 liter etanol sättes till filtratet. Lösningen kyles till 0°C och fällningen avskil- jes genom filtrering. Utbytet uppgår till 200 g färglös produkt, som innehåller 68,5 % B-sitosterol, 7,0 % kampesterol och 23,5 % u-sitosterol.

Exempel 6. (jämförande exempel) Z kg av neutralsubstansen behandlas enligt den amerikanska pa- tentskriften 3696211, exempel 1, steg D. Substansen upphettas under återflöde i 10 liter metyletylketon i 45 min och centri- fugeras i hett tillstånd. Metyletylketonen avdestílleras och återstoden upphettas under återflöde i 3 liter metanol i 1-h, filtreras vid 60°C och tvättas med kall metanol och torkas. Ut-, bytet av brun produkt uppgår till 200 g. Gaskromatogram av pro- 10 15 20 25 7904-348-5 7 dukten visar, att halten 6-sitosterol uppgår till 55,9 %, hal- ten kampesterol är 15 % och halten u-sitosterol 25 %.

Exempel 7. (jämförande exempel) 2 kg av neutralsubstansen behandlas enligt C.A. §l, (1974) 51049v.

Den löses sålunda i 10 liter ligroin vid 75°C och lösningen tvät- tas med 10 liter 40-procentig etanol vid 65°C och sedan med vat- ten vid 65°C. Ligroinlösningen kyles sedan vid 13°C, varvid en produkt erhålles, som är så pastaformig, att den nästan är omöj- lig att hantera.

Exempel 8. 2 kg av neutralsubstansen suspenderas i 8 liter ace- ton. 32 g aktivt kol tillsättes och blandningens temperatur hö- jes till 40-50°C. Blandningen filtreras och 1,6 liter isopropa- nol sättes till filtratet. Lösningen kyles till -5°C och fäll- ningen avskiljes genom filtrering. Utbytet uppgår till 160 g färglös produkt, som innehåller 68,3 % B-sítosterol, 10,7 % kampesterol och 20,9 a a-sitosterol.

Exempel 9. 2 kg av neutralsubstansen behandlas enligt exempel 8 och efter den första filtreringen tillsättes 3,2 liter isopropa- nol och lösningen kyles till 0°C. Utbytet uppgår till 80 g av en produkt, som innehåller 73,6 % 3-sitosterol, 8,5 % kampeste- rol och 17,9 % a-sitosterol.

Exempel 10. 2 kg av neutralsubstansen behandlas enligt exempel 8 men i stället för isopropanol tillsättes 1,6 liter metanol och lösningen kyles till 0°C. Utbytet av färglösa kristaller uppgår till 192 g, som innehåller 60,1 % ß-sitosterol, 9,9 % kampeste- rol och 30,0 % u-sitosterol.

Exempel 11. 2 kg neutralsubstans behandlas enligt exempel 10, men mängden metanol uppgår till 4,8 liter. Utbytet uppgår till 0 256 g , B-sitosterolhalten är 59,9 %, u-sitosterolhalten 30,1 a 0 och kampesterolhalten 10,1 a.

Exempel 12. 2 kg neutralsubstans behandlas enligt exempel 11, men mängden metanol uppgår till 16 liter. Utbytet utgör 256 g, ß-sitosterolhalten är 59,2 %, a-sitosterolhalten 30,6 % och kampesterolhalten 9,8 %. 7904-348-5 Exemgel 13. (kontinuerligt förfarande) S Förfarandet åskådlíggöres i följande flödesschema: Destillat Neutral- *f Subfffllß Lösning __ Filtrering nesrillarion Aktlvt k°1 i aceton vid 40-50°C av aceton Qlöslíg del Tíllsats av aceton förbrän' och etanol nas Kylning å ß-sitosterol ____ Torkning ...___ Filtrering l Aceton Destíllatíon :Ltalml 4 a-sítosterøl

Claims (2)

1. 9 7904348 5 PATENTKRAY l. Förfarande för isolering ar ett betulinfritt 3-sito- sterolkoncentrai ur den ofërtvalbara neutrala fraktionen av råsàpa, även kallad neutralsnbstans, erhallen vid sulfatcellu- losaprocessen, k ä n n e t e c k n a t av, att p. a) neutralsubstans och aktivt kol suspenderas aceton, varvid viktförhallandet mellan kol och neutralsubstans ligger mellan 1:30 och 1:60, b] den erhållna suspensionens temperatur höjes till området 40°C till kokpunkten för aceton i blandningen, lämpligen till 40-SOOC, varvid en del av neutralsubstansen löser sig i acetonen, varefter c) lösningen separeras från den olösliga delen, och acetonen av- destilleras delvis eller helt och hållet och till återstoden till- föres en lägre alkohol eller en blandning av aceton och en lägre alkohol så att volymförhàllandet acetonzlägre alkohol är 5:1 - 1:2, d] lösningens temperatur justeras till SOOC till lösningens kok- punkt, varefter e) lösningen avkyles, lämpligen till -5 till +5°C, varvid 5-sito- sterol utfaller ur lösningen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av, att den lägre alkoholen i steg c) är etanol. 5. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av, att volymförhàllandet acetonzetanol i steg c) är 5:2.