способ получения урсоловой кислоты

Формула изобретения

Способ получения урсоловой кислоты из отходов ягод экстракцией изо-пропиловым спиртом при комнатной температуре с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве отходов ягод используют отжимки ягод черноплодной рябины Aronia Melanocarpa, a выделение целевого продукта проводят концентрирование экстракта до 1/8-1/10 от объема использованного экстрагента, захолаживанием изо-пропанольного концентрата, отделением выпавшей пасты, обработкой ее раствором едкого кали в изопропиловом спирте, подкислением до рН 6-7 профильтрованного раствора разбавленной соляной кислотой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения урсоловой кислоты формулы I

из растительного сырья, конкретно к способу выделения урсоловой кислоты из воздушно-сухих отходов ягод после их переработки на соки и экстракты.

Известен способ [Рябинин А.А. УРСОЛОВАЯ КИСЛОТА В ПЛОДАХ БРУСНИКИ, Журнал Общей Химии, 1946, том 16, вып.4-5, с 771-774] получения урсоловой кислоты в индивидуальном состоянии из отходов от производства брусничного сока - воздушно-сухих отходов ягод. Способ заключается в экстракции отходов ацетоном или серным эфиром, концентрировании экстрактов-вытяжек отгонкой экстрагента, последовательно промывании концентрата бензолом и экстракции кипящим этиловым спиртом, концентрировании спиртовых вытяжек и кристаллизации, после чего выпавшую кристаллическую массу обрабатывают кипящим раствором спиртовой щелочи (переводят урсоловую кислоту в раствор в виде калиевой соли), фильтруют раствор, кристаллизуют при охлаждении и отделяют выпавший урсолат калия, обработкой которого разбавленной соляной кислотой выделяют урсоловую кислоту, которую после промывки водой и сушки кристаллизуют из этанола, получая урсоловую кислоту в индивидуальном состоянии.

Недостатками способа-аналога является использование сложной многостадийной технологии, включающей манипуляции с большими объемами токсичных и пожароопасных экстрагентов-ЛВЖ (ацетон, серный эфир, бензол), а также использование относительно дефицитного сырья - отходов дикорастущей брусники.

Способом-прототипом заявляемому является получение урсоловой кислоты из отходов ягод дикорастущей клюквы Oxycoccus quadripetalus G. [SU 1816346 Шевцов С.А., Ралдугин В.А., Щукин Г.И. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УРСОЛОВОЙ КИСЛОТЫ, 1995.09.27], заключающийся в экстракции изо-пропиловым спиртом высушенных отжимок ягод клюквы (после переработки ее на сок), упаривании экстракта, промывки концентрата петролейным эфиром, растворении остатка в 5%-ном метанольном растворе щелочи, фильтрации, подкислении полученного раствора соляной кислотой и высушивании выпавшего осадка - урсоловой кислоты.

Недостатком способа-прототипа представляется дефицит сырья, обусловленный ограниченностью сырьевой базы дикорастущей клюквы в России и тем, что отжимки ягод клюквы являются вторичным сырьем пищевой промышленности, эффективно утилизуемым в производстве пищевых продуктов - джемов.

Технологическими недостатками способа-прототипа являются необходимость тщательной сушки отжимок, обусловленная использованием несмешивающегося с водой дефицитного петролейного эфира при промывке концентрата экстракта, трудоемкость и пожароопасность операций промывки концентрата петролейным эфиром и последующей сушки от петролейного эфира, а также использование токсичного метанола при обработке концентрата экстракта его щелочным раствором.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение урсоловой кислоты из доступного сырья технологичным, пожаробезопасным и экономически эффективным способом.

Поставленная задача обеспечения доступности сырья решается тем, что для производства урсоловой кислоты используются отходы от производства сока ягод черноплодной рябины Aronia Melanocarpa - широко культивируемой и высокоурожайной сельскохозяйственной культуры.

Поставленная задача создания экономически эффективной и безопасной технологии решается тем, что воздушно-сухие отходы ягод экстрагируют изо-пропанолом при комнатной температуре, экстракт концентрируют до 1/8-1/10 объема, захолаживают и отделяют выпавшую пасту, которую растворяют в изо-пропанольном растворе едкого кали, фильтруют, раствор подкисляют разбавленной соляной кислотой и отделяют кристаллическую урсоловую кислоту, которую дополнительно кристаллизуют из этанола.

Приведенные ниже примеры свидетельствуют, что концентрированием экстракта до объема, большего 1/5 общего объема использованного экстрагента (при суммарном гидромодуле экстрагента 12 л/кг), приводит к неполному выделению технической урсоловой кислоты в виде пасты. Концентрирование экстракта до объема меньшего, чем 1/10-1/12 общего объема использованного экстрагента, приводит к получению пасты, загрязненной большим количеством примесей, что снижает выход урсоловой кислоты на стадии очистки. Показано, что оптимальным объемом концентрата экстракта является 1/8-1/10 от общего объема экстрагента (при суммарном гидромодуле 12 л/кг).

Экстракцию проводят в лабораторных условиях (примеры 1-4) с использованием стандартного стеклянного оборудования и в пилотных условиях с использованием аппарата из нержавеющей стали емкостью 700 л (пример 5).

Пример 1. Воздушно-сухие отжимки ягод черноплодной рябины (1 кг) экстрагируют изо-пропиловым спиртом 3 раза по 4 л, концентрируют суммарный экстракт упариванием до 2,4 л (1/5 объема использованного экстрагента) и захолаживают до +5°С, отфильтровывают выпавшую пасту, при сушке которой на воздухе получают желто-серый порошок-1 (22 г). Последний обрабатывают 5%-ным изо-пропанольным раствором КОН (0,2 л), фильтруют, затем раствор подкисляют 5%-ной соляной кислотой до рН 6-7 и отделяют выпавший бледно-желтый порошок-2, который кристаллизуют из этилового спирта и получают 4,2 г урсоловой кислоты.

Примеры 2-4. Воздушно-сухие отжимки (1 кг) экстрагируют в условиях примера 1, экстракт концентрируют до 1/8, 1/10, 1/12 от общего объема использованного экстрагента и захолаживают. Выпавшую пасту отделяют фильтрованием и высушивают. Обработку порошка-1 и выделение урсоловой кислоты проводят аналогично описанному в примере 1. Данные о выходах порошка-1 и урсоловой кислоты представлены в таблице.

	Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4	Пример 5
Вес выжимок, кг	1	1	1	1	100
Объем экстрагента и кратность экстракции	3×4 л	3×4 л	3×4 л	3×4 л	3×400 л
Объем концентрированного экстракта, л	2,4 (1/5)*	1,5(1/8)*	1 (1/10)*	1 (1/12)*	150 (1/8)*
Количество высушенного порошка-1, г	22	28	38	43	**
Выход урсоловой кислоты после кристаллизации, г	4,2	5,0	4,6	4,5	480 г
* Отношение объема концентрата экстракта к объему использованного экстрагента.
** Паста без сушки обработана раствором едкого кали в изопропиловом спирте.

Пример 5. Воздушно-сухие отжимки (100 кг) экстрагируют изо-пропиловым спиртом 3 раза по 400 л, объединенный экстракт концентрируют до объема ˜150 л и захолаживают до +5°С. Выпавшую пасту отфильтровывают на нутч-фильтре и без высушивания обрабатывают кипящим 5%-ным раствором едкого кали в изо-пропаноле (20 л). Фильтруют смесь, раствор подкисляют 5%-ной соляной кислотой до рН 6-7. Выпавший порошок-2 отделяют на нутч-фильтре, промывают водой, высушивают на воздухе и кристаллизуют из этилового спирта, получая 480 г урсоловой кислоты с т.пл. 278-280°С [лит. данные: т.пл. 280-282°С (из этанола)].

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать урсоловую кислоту из доступного и дешевого сырья - отжимок-отходов ягод черноплодной рябины; исключить использование токсичных и пожароопасных растворителей - метанола и петролейного эфира.