способ получения бетулина (варианты)

Формула изобретения

1. Способ получения бетулина из березовой коры, включающий измельчение коры, разделение ее на бересту и луб, экстракцию бересты толуолом, отделение раствора с последующим удалением из него растворителя, отличающийся тем, что измельченную бересту с толуолом подвергают воздействию микроволнового излучения в течение 20 минут при температуре кипения смеси, фильтруют раствор при температуре 60÷70°C, упаривают раствор бетулина в толуоле, кристаллы бетулина промывают этиловым или изопропиловым спиртом, водой и сушат.

2. Способ получения бетулина из березовой коры, включающий измельчение коры, разделение ее на бересту и луб, экстракцию бересты толуолом, отделение раствора с последующим удалением из него растворителя, отличающийся тем, что измельченную бересту с толуолом подвергают воздействию микроволнового излучения в течение 20 минут при температуре 150°C под давлением 0,28 МПа, фильтруют раствор при температуре 60÷70°C, упаривают раствор бетулина в толуоле, кристаллы бетулина промывают спиртом этиловым или изопропиловым, затем водой и сушат.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к способам выделения ценных химических продуктов из отходов переработки древесины, а именно к способу получения бетулина из березовой коры, используемого в медицинской, ликеро-водочной и парфюмерной промышленности.

Известен способ получения бетулина из бересты березы, включающий в себя измельчение коры, разделение коры на бересту и луб, экстракцию бересты спиртом, отделение раствора с последующим удалением из него растворителя. Экстракцию осуществляют 90÷95% этиловым спиртом при температуре 70÷75°C в течение 3 часов, при этом во время экстракции добавляют активированный уголь [Патент РФ № 2172178, кл. A61K 35/78, C08H 5/04, 2001 г.].

Недостатком данного способа является длительность операции извлечения бетулина из березовой коры, а также необходимость добавления активированного угля массовой долей 35÷45% от веса абсолютно сухой бересты.

Известен способ получения бетулина из бересты березы, включающий ее активацию при температуре 180÷260°C, давлении 2÷5 МПа в течение 60÷300 с, обработку щелочью и экстракцию спиртом [Патент РФ № 2131882, кл. C07J 53/00, C07J 63/00, 1998 г.].

Недостатком данного способа является сложный процесс активации бересты, требующий использования повышенного давления и высокой температуры для получения перегретого водяного пара, что усложняет технологию и повышает энергоемкость процесса получения бетулина.

Наиболее близким по технической сущности способом является экстракция бересты смесью растворителей, содержащей петролейный эфир (ПЭ) с пределами выкипания 70÷100°C и 30÷75% толуол, при этом выход экстракта составляет от 16 до 25% от абсолютно сухого вещества, а содержание бетулина от 90 до 95% [Патент РФ № 2184120, кл. C07J 53/00, C07J 63/00, 2002 г.(прототип)].

В известном способе экстракцию бересты осуществляют смесью растворителей, содержащей петролейный эфир и толуол в течение трех часов. Для экстракции брали внешний слой коры березы Betula Pendula Roth. Бересту предварительно измельчали до размеров частиц 20×5×0,1 мм. В качестве экстрагента была использована смесь петролейного эфира (фракция 70-100°C) с толуолом 1:1 по объему (100 мл). Полученный экстракт упаривали на вакуумном испарителе и сушили при температуре 40°C над хлористым кальцием CaCl₂. При экстракции смесью ПЭ с толуолом бетулин не кристаллизуется, а выпадает в осадок. Выход экстракта составляет 19,6% от абсолютно сухого вещества. Методом колоночной хроматографии было установлено, что содержание бетулина в осадке составляет 93%.

Недостатками известного способа является длительность получения бетулина, невысокие выход и чистота продукта, вследствие этого низкая эффективность процесса.

Технической задачей изобретения является интенсификация технологического процесса получения бетулина, повышение эффективности его извлечения при улучшении качества целевого продукта. В качестве объекта для экстракции брали березу провислую (Betula pendula).

Поставленная задача решается следующим путем: способ получения бетулина из березовой коры включает измельчение коры, разделение ее на бересту и луб, экстракцию бересты толуолом, отделение раствора с последующим удалением из него растворителя, согласно изобретению измельченную бересту с толуолом подвергают воздействию микроволнового излучения в течение 20 минут при температуре кипения смеси, после чего фильтруют реакционную смесь при температуре 60÷70°C, затем упаривают фильтрат, содержащий раствор бетулина в толуоле, кристаллы бетулина промывают этиловым или изопропиловым спиртом, затем водой и сушат. Выход целевого продукта составляет 28%, полученный сухой порошок представляет собой бетулин 97% чистоты (порошок от белого до кремового цвета).

По второму варианту поставленная задача решается следующим образом: способ получения бетулина из березовой коры включает измельчение коры, разделение ее на бересту и луб, экстракцию бересты толуолом, отделение раствора с последующим удалением из него растворителя, согласно изобретению измельченную бересту с толуолом подвергают воздействию микроволновым излучением в течение 20 минут при температуре 150°C под давлением 0,28 МПа, после чего фильтруют реакционную смесь при температуре 60÷70°C. Затем упаривают толуол из раствора бетулина, кристаллы бетулина промывают этиловым или изопропиловым спиртом, затем водой и сушат. Выход целевого продукта составляет 33% от веса сухой бересты, полученный сухой порошок представляет собой бетулин 97% чистоты (порошок от белого до кремового цвета). Способы получения бетулина из березовой коры поясняются примерами.

Пример 1. Березовую кору измельчают на дробилке и разделяют измельченную кору на бересту и луб. Экстракцию бересты толуолом осуществляют в реакторе объемом 0,5 л. Масса бересты не более 0,05 кг. Толуол загружают в количестве не более 0,15 кг.

Смесь подвергают воздействию микроволнового излучения в течение 20 минут при температуре кипения 100÷110°C. После завершения процесса экстракции реакционную смесь фильтруют при температуре 60÷70°C. Фильтрующим элементом является ткань фильтро-миткаль или бельтинг. После окончания фильтрации упаривают толуол. Отогнанный толуол поступает на регенерацию. Для увеличения скорости отгонки толуола используется вакуум. Для получения более чистого продукта кристаллы бетулина промывают этиловым или изопропиловым спиртом, затем водой и сушат. Выход целевого продукта составляет 28% от веса сухой бересты, полученный порошок от белого до кремового цвета весом 14 грамм и представляет собой бетулин 97% чистоты.

Пример 2. Березовую кору измельчают на дробилке и разделяют измельченную кору на бересту и луб. Экстракцию бересты толуолом осуществляют в реакторе объемом 0,5 л. Смесь подвергают воздействию микроволнового излучения в течение 20 минут при температуре 150°C под давлением в 0,28 МПа. После завершения процесса экстракции реакционную смесь фильтруют при температуре 60÷70°C. Фильтрующим элементом является ткань фильтро-миткаль или бельтинг. После окончания фильтрации отгоняют толуол из раствора бетулина. Отогнанный толуол поступает на регенерацию. Для увеличения скорости отгонки толуола используется вакуум. Кристаллы бетулина счищают со стенок и дна, для получения более чистого продукта кристаллы промывают этиловым или изопропиловым спиртом, затем промывают водой и сушат. Выход экстракта составляет 33% от веса сухой бересты, полученный порошок от белого до кремового цвета и представляет собой бетулин 97% чистоты весом 16,5 грамм.

Бетулин по предложенным способам получается с выходом до 35% от веса сухой бересты за 20 минут, в то время как на получение бетулина, известным способом с выходом до 25% затрачивается от 1,5 до 3,0 часов на экстракцию и охлаждение бетулина в толуоле в течение 6÷10 часов до температуры 15÷5°C. В предложенном нами способе бетулин получается высокого качества в виде порошка от белого до кремового цвета с содержанием бетулина 97% чистоты.

Предлагаемые способы являются простыми и технологичными, все операции легко осуществимы, не используются концентрированные кислоты и щелочи. Полученный продукт представляет собой тритерпеновый двухатомный спирт - бетулин фармакопейной чистоты и является ценным сырьем для ликеро-водочной, фармацевтической и парфюмерной промышленности.