способ получения арабиногалактана

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРАБИНОГАЛАКТАНА путем экстракции опилок древесины лиственницы водой, отделения экстракта, его упаривания, охлаждения целевого продукта, его промывания и высушивания, отличающийся тем, что упаривание проводят непосредственно после отделения экстракта, а осаждение осуществляют ацетоном при комнатной температуре в присутствии хлорида натрия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и касается способа выделения арабиногалактана (АГ). Название "арабиногалактан", введенное в научную литературу с 70-х гг. адэкватно прежнему названию "арабогалактан".

Арабиногалактан является биологически активным веществом, обладающим иммунологической активностью [Phytochemistry. V. 27, N 8, Р. 2511-2517, 1988] используется как нетоксичное связующее вещество для изготовления таблеток и как эмульгатор для стабилизации масляных эмульсий [J. Pharmac. Sci. V. 50, N 7, Р.Р. 546-47, 560-63, 1961]

Известен способ получения арабиногалактана из древесины лиственницы [Авт. свид. N 303877 С 08 b 19/00, бюл. N 10, 1975] путем экстракции водой при нагревании (80-90^оС), охлаждения, фильтрации водного экстракта, пропускания его через колонку с полиамидным сорбентом, промывания колонки водой, упаривания объединенного элюата в вакууме и осаждения из него арабиногалактана 6-кратным объемом этилового спирта [Химия древесины. N 4, С. 60-62, 1976]

Недостатки этого способа заключаются в необходимости использования хроматографии на полиамидном сорбенте и неэкономичности расходования этилового спирта.

Полиамидный сорбент в РФ промышленностью не производится и, как правило, получается на лабораторном уровне, поэтому он имеет высокую стоимость и нестабильные показатели качества.

Учитывая, что исходное сырье заливают 7-10-кратным количеством воды, затем после пропускания слитого экстракта через колонку к нему добавляется 4-кратное количество промывных вод, то даже после концентрирования в 3-4 раза объединенных элюатов общий объем водного раствора остается большим. Количество же приливаемого этилового спирта должно в 6 раз превышать этот объем. В итоге расход этилового спирта на выделение 0,1 кг арабиногалактана составляет 60-90 л арабиногалактана. Этиловый спирт плохо регенерируется из водных растворов. В целом такой способ выделения арабиногалактана может применяться только в ограниченном лабораторном масштабе.

Наиболее близким к заявляемому является способ выделения арабиногалактана из древесины лиственницы [Pat. US N 3509126 Cl= 260-209.5 С 086, 1967] путем экстракции 4-кратным (по отношению к сырью) количеством воды в течение 24 ч при температуре 24^оС, добавления к полученному экстракту 0,5%-ного водного раствора хлордиоксида ClO₂ и перемешивания в течение 1 ч с целью окисления примесных фенольных соединений, удаления избытка хлордиоксида продуванием азота, упаривания при температуре 60-70^оС, осаждения арабиногалактана при температуре 60^оС 5-кратным объемом (по отношению к экстракту) метилового спирта, промывания осадка арабиногалактана 3-кратным объемом метилового спирта и высушивания его при температуре 65-70^оС.

Использование этого способа в промышленности затруднено из-за участия в технологическом процессе сильного окислителя (хлорноватой кислоты HClO₃) и относящегося к категории ядов метилового спирта, что обуславливает повышенные требования к химической устойчивости аппаратуры и коммуникаций и к режиму проведения технологического процесса. Этот способ небезопасен в экологическом отношении.

Целью изобретения является упрощение процесса за счет сокращения числа стадий и исключения нагревания при осаждении.

Поставленная цель достигается тем, что опилки древесины лиственницы экстрагируют 5-7-кратным количеством воды по отношению к массе абс. сухого сырья при обычной температуре, водный экстракт отфильтровывают, упаривают до 1/2 исходного объема, выливают при постоянном перемешивании в 1,5-кратный объем ацетона с добавлением 0,2-0,3% хлорида натрия (от водного экстракта), надосадочную жидкость декантируют, осадок арабиногалактана промывают ацетоном и высушивают при температуре 60-70^оС.

Предлагаемый способ выделения арабиногалактана сохраняют все достоинства прототипа и дополняет их следующими преимуществами:

1. Из технологии исключается использование сильного окислителя хлордиоксида ClO₂ и соответственно исключается стадия окисления фенольных примесей.

2. Из технологии исключается использование метилового спирта, относящегося к группе ядов и требующего соблюдения особых условий хранения и особого режима работы с ним.

3. На стадии осаждения исключается необходимость нагревания до температуры 60^оС осадителя (5-кратного количества метилового спирта), предназначенного для осаждения арабиногалактана из горячего (температура 60^оС) водного раствора.

4. Раздельно осуществляемые стадии очистки от фенольных примесей путем их окисления и осаждения арабиногалактана нагретым метиловым спиртом заменяются одностадийной обработкой упаренного водного экстракта ацетоном с добавлением хлорида натрия.

5. Продолжительность способа выделения арабиногалактана сокращается до 5,25 ч по сравнению с 30 ч по прототипу (табл.).

6. Ацетон, имея низкую температуру кипения (56^оС), легко регенерируется из водных растворов путем отгонки.

Основные свойства полученного по заявленному способу арабиногалактана сравнимы со свойствами арабингалактана, полученного по способу прототипа. Обычно фенольные примеси в арабиногалактане обнаруживаются по появлению у водных растворов арабиногалактана поглощения в области 280-290 нм. По данным УФ-спектроскопии в образце арабиногалактана, осажденного и промытого ацетоном, содержится менее 0,07% фенольных примесей. Отсутствие фенольных примесей подтверждено также методом ВЭЖХ. На хроматограмме в интервале 3-7 мин, где обычно проявляются пики фенольных соединений, в анализируемом образце арабиногалактана характерные для фенольных соединений пики отсутствуют, за исключением слабого пика на уровне шумов базовой линии при 5,44 мин. Этот пик соответствует фенольному соединению дигидрокверцетину, примесь которого к арабиногалактану по данным ВЭЖК равна 0,06% В то же время на хроматограмме, приведенной на фиг. 2, отчетливо виден пик дигидрокверцетина (время удерживания 5,43 мин) и слабый пик другого фенольного соединения дигидрокемпферола (6,91 мин), содержание которых в пересчете на сухой остаток водно-ацетоновой смеси составляет 2,4% Полученные хроматограммы свидетельствуют о том, что процесс осаждения арабиногалактана и промывания его ацетоном приводит к практически полной очистке от фенольных примесей, которые остаются в водноацетоновой смеси (надосадочной жидкости). Зольность образцов арабиногалактана лежит в интервале 0,1-0,2%

Таким образом, получаемый арабиногалактан имеет степень чистоты выше 99%

Способ иллюстрируется примерами.

П р и м е р 1. 10,0 г опилок древесины лиственницы (влажность 7,1%) заливают 46,5 мл дистиллированной воды (соотношение сырье-вода 1:5), периодически встряхивают в течение 1,5 ч при комнатной температуре (19^оС), после чего водный экстракт отфильтровывают (37,0 мл), упаривают до объема 18,5 мл и при постоянном перемешивании вливают струей в 28 мл ацетона и добавляют 0,04 г хлорида натрия (0,2% от водного экстракта). Немедленно происходит осаждение арабиногалактана. Надосадочную жидкость сливают, осадок промывают 3 мл ацетона и сушат при температуре 60-70^оС. Выход арабиногалактана 0,84 г (9,1% в пересчете на массу а.с.д.). Зольность 0,18% содержание фенольных примесей 0,06% степень чистоты 99,75%

П р и м е р 2. 150 г опилок древесины лиственницы (влажность 7,1%) заливают 975 мл дистиллированной воды (соотношение сырье-вода 1:7), периодически встряхивают в течение 1,5 ч при комнатной температуре (22^оС), водный экстракт отфильтровывают (760 мл), упаривают до объема 380 мл, при постоянном перемешивании вливают струей в 570 мл ацетона и добавляют 1,4 г хлорида натрия (0,3% от водного экстракта).

С осадка арабиногалактана сливают надосадочную жидкость, осадок промывают 45 мл ацетона и сушат при температуре 60-70^оС. Выход арабиногалактана 13,6 г (9,8% в пересчете на массу а.с.д.). Зольность арабиногалактана 0,2% содержащие фенольных примесей по данным ВЭЖХ 0,1% степень чистоты 99,7%

Таким образом, в предлагаемом способе выделения арабиногалактана из измельченной древесины лиственницы задача упрощения способа решается за счет исключения из технологии стадии окисления фенольных примесей и исключения нагревания при осаждении арабиногалактана. Предлагаемое осаждение арабиногалактана ацетоном сочетает в себе функции очистки и выделения арабиногалактана из раствора. Добавление хлорида натрия содействует коагуляции и быстрому осаждению арабиногалактана. Выявлено, что оптимальное осаждение происходит при добавлении 0,3% хлорида натрия (в пересчете на водный экстракт). При этом осадок арабиногалактана не содержит хлорид-ионов (проба с нитратом серебра).