Способ получения арахидоновой кислоты

ZIP архив

Текст

Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 897766по делам нэобретеннй н отрытнй(72) Авторы изобретения Московский ордена Трудового Красного 3 мени институт тонкой химической технологиии им, М В, Ломоносова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРАХИДОНОВОЙКИСЛОТЫ Изобретение относится к усовершен ствованному способу получения арахи" доновой кислоты.Арахидоновая (цис, 8, 11, 14 эйкозатетраеновая) кислота входит в состав липидов клеточных мембран и является физиологически-активным веществом, кроме того она является предшественником простагландинов (ПГ), которые в последнее время на 10 ходят все более широкое применение в качестве эффективных лекарственных препаратов. В связи с перспективностью использования ПГ в самых различных областях медицины и ветеринарии15 необходимы доступные методы получения как самих ПГ, так и их предшественников, В настоящее время для получения ПГ, наряду с химическим синтезом, представляющим сложный и много 20 стадийный процесс, широко применяется их биосинтез из биологических предшественников с помощью ферментных препаратов простагландин-синтетазы,выделяемых из различных источников животного происхождения,Для успешного протекания процесса биосинтеза арахидоновая кислота не должна содержать примесей других кислот, а также изомеров с иным расположением двойных связей, которые активно ингибируют ферментативный процесс превращения субстракта в целевые соединения.Источником получения арахидоновой кислоты (АК) могут служить липиды различного происхождения, в которых наряду с остатками АК содержатся радикалы других жирных кислот, отличающихся как количеством углеродных атомов, так и числом и расположением двойных связей.Для получения АК из липидов известен ряд методов, основанных на различии физико-химических свойств липидов, таких как температуры плавпения и кипения, растворимость в различных растворителях, утойчивость35 40 45 50 55 комплексов с различными комплексо.образователями, стереохимические свойства молекул и другие характеристики.Для разделения жирных кислот широко используют различные их произвоДные, в частности бром- и ртуть-производные ненасыщенных жирных кислот 1, а также соединения включения с мочевиной или тиомочевиной 2. В последнее время для указанной цели все чаще применяют разнообразные хроматографические методы 31,Однако применение какого-либо одного из указанных методов не дает возможности выделить из смеси сложного состава индивидуальное вещество, в частности арахидоновую кислоту.Известен способ получения АК из липидов животного происхождения, включающий омыление липидов, фракционную низкотемпературную кристаллизацию полученной смеси жирных кислот, обработку концентрата ненасыщенных жирных кислот мочевиной и кристаллизацию мочевинных комплексов, разложение соединений включения кислот с мочевиной, этерификацию и фракционную перегонку в вакууме, омыление и фракционирование в вакуумеч 1.Совокупность выбранных приемов выделения и очистки не позволяет получить химически чистую АК, так как каж. дая из этих стадий основана лишь на незначительных различиях либо в растворимости, либо в стереохимии молекул, либо в температуре кипения.Для получения концентратов с достаточно высоким процентным содержанием АК приходится несколько раз повторять отдельные операции, что приводит к большим потерям целевого соединения. Кроме того, указанными методами не удается полностью отделиться от изомеров АК, которые делают ее непригодной для использования в качестве субстрата в биосинтезе проста. гландинов.Таким образом, к недостаткам данного метода следует отнести большую трудоемкость процесса, низкий выход (менее 303) и неудовлетворительное качество получаемой арахидоновой кислоты.Наиболее близким к предложенному является способ получения арахидоновой кислоты из липидов путем их омыЛения с использованием низкотемпературной кристаллизации при 0-(-5)ОС,5 1 о 15 го 25 зо извлечения из жидкой фазы неомыляемой части липидов экстракцией петролейным эфиром, Оставшуюся жидкую фазу подкисляют минеральной кислотой, из полученной реакционной массы экстрагируют жирные кислоты петролейным эфиром экстракт подвергают кристаллизации при (-28) - (-30)С, а затем при (-75) - (-78)д С, петролейный эфир отгоняют, полученную смесь кислот подвергают кристаллизации в ацетоне при (-77) - (-78) С с последуюощей его отгонкой.Полученный при этом концентрат арахидоновой кислоты этерифицируют метиловым спиртом и очищают хроматографией на силикагеле, импрегнированном нитратом серебра, в колонке с использованием в качестве элюента гексана и/или диэтилового эфира, причем последний берут в количестве 5 - 1001 от веса гексана, Из полученного концентрата метиловых эфиров выделяют арахидоновую кислоту путем испарения элюента с последующим щелочным гидролизом, экстракцией петролейным эфиром, подкислением полученной реакционной смеси минеральной кислотой и экстракцией арахидоновой кислоты петролейным эфиром 5 .Недостатком данного способа является сложность технологического процесса. Цель изобретения - упрощение процесса и повышение качества целевогопродукта,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения арахидоновой кислоты из липидов путем ихомыления, низкотемпературной кристаллизации полученной при этом смесивысших жирных кислот, этерификацииалканолом, хроматографической очисткина колонке с селикагелем, импрегнированным азотнокислым серебром, щелочного гидролиза полученного эфираарахидоновой кислоты и выделения целевого продукта экстракцией петролейнымэфиром кристаллизацию смеси высшихжирных кислот осуществляют из диэтилового эфира при (-50) - (-25) С, полученную после этерификации смесь низших алкиловых эфиров жирных кислотподвергают фракционной вакуумной пере-.гонке при остаточном давлении 0,050,1 мм рт.ст. и последующую хроматографическую очистку соответствующегоэфира арахидоновой кислоты проводятс использованием в качестве элюентасистемы толуол-ацетон,Основу данного способа выделенияАК составляет хроматографическоеразделение на колонке с силикагелем,импрегнированным нитратом серебра.Для выделения на колонке в системетолуол-ацетон можно использовать сравнительно бедные смеси, содержащиетолько 20 АК. Поэтому в большинствеслучаев необходимо лишь небольшоеобогащение арахидоновой кислотой смеси жирных кислот, получаемой из исходного сырья, Обычно это обогащениедостигается уже после отделения насыщенных и части ненасыщенных кислотнизкотемпературной кристаллизациейи перегонкой смеси эфиров жирных кислот в вакууме, В случае же использования сырья, содержащего сравнительно большое количество АК (печеньмлекопитающих жир некоторых рыб ит,п. ), можно ограничиться лишь отделением насыщенных кислот низкотемпературной кристиллизацией их из раствора в подходящем растворителе. Химически чистую арахидоновую кислоту получают следующим образом,Иетиловый эфир АК, полученный после выделения на колонке, омыляют поизвестному методу водным растворомщелочи в спирте, Проведение указанногго процесса в атмосфере инертного газа и при низкой температуре (40-50 ). не вызывает каких-либо изменений вструктуре АК, что подтверждается различными методами (ПМР УФ- и ИК-спектроскопия, элементный анализ, кулонометрия и т,п,),П р и м е р 1 , Использованиеотходов производства инсулина,К 1000,0 г водной эмульсии липидов приливают 500 мл этилового спирта, добавляют 250,0 г ацетата калияи смесь перемешивают в токе азотапри 40 С в течение 1 ч, после чегорастворитель отгоняют в вакууме (1520 мм), Остаток после охлаждения до18 - 20 С подкисляют 2000,0 мл разнобавленной соляной кислоты (б д 1,03)и выделившуюся смесь жирных кислотизвлекают хлороформом (2 раза по500 мл), хлороформ упаривают в вакууме (15 - 20 мм), а остаток растворяют в 2000,0 мл серного эфира и подвергают низкотемпературной кристаллизации при (-30) - (-25)ф С в течение1,5 - 2 ч с последующим обратным фи 5 1 О 15 26 23 Э", 33 49 43 Ю И льтрованием, Осадок смешивают с 250 млсерного эфира и снова охлаждают при( 30) - (-25)о С в течение 15 ч. СмесьФильтруют, а объединенные маточныерастворы подвергают дальнейшей кристаллизации при -50" С в течение 1,5-2 ч,Выпавший осадок отделяют тем же способом, Фильтрат упаривают в вакууме(15 - 20 мм), а остаток растворяютв 250 мл метанола, добавляют 1 млхлористого ацетила и нагревают прикипении в течение 30 мин, после чегоотгоняют избыток метанола и образовав.шийся метилацетат. К остатку послеоохлаждения до 20 - 25 С добавляют200 мл петролейного эфира. Получен-ный раствор промывают насыщенным водным раствором хлористого натрия, после чего его пропускают чсрез слойсиликагеля ( 50 г, высота слоя 5 см ),сушат сернокислым натрием, растворитель удаляют в вакууме 15 - 20 мма остаток 51,0 г подвергают Фракционной перегонке при остаточном давлении 0,05 мм, Отбирают фракцию(9,2 г) с т.кип, 126 - 131 С (в парах), которую хроматографируют наколонке с силикагелем, импрегнированным нитратом серебра.Адсорбент готовят следующим образом,К смеси 150 г силикагеля Л 100/160меш и 15,0 г нитрата серебра добавляютпри интенсивном перемешивании 150 млдистиллированной воды. Полученнуюпастообразную массу сушат и затемРактивируют при 120 - 130 С в течениеч. Затем адсорбент охлаждают до20 - 25 С и добавляют 200 мл толуола при перемешивании, после чегосмесь переносят в хроматографическуюколонку длиной 800 и диаметром 35 мм.Смесь метиловых эфиров высших жирныхкислот (9,2 г), выделенных при фракционной перегонке, растворяют в 10 млтолуола и наносят на колонку обычным способом. В качестве элюентаиспользуют смесь толуол-ацетон (9:1).Отбирают фракции по 10 мл, состав которых определяют с помощью ТСХ напластинках с силикагелем, импрегнированным нитратом серебра, или с помощью метода ГЖХ. Фракции, содержащиехроматографически чистый метиловыйэфир АК, объединяют, растворительудаляют в вакууме (15 - 20 мл), аостаток растворяют в 25 мл петролейного эфира. Полученный раствор промывают последовательно водой (50 мл), 89776625 50 0,5 М раствором соляной кислоты(50 мл) и вновь водой (2 раза по50 мл), Эфирный раствор сушат сульфатом натрия, Фильтруют, растворитель удаляют в вакууме (15 - 20 мм) 5и получают 1,62 г химически чистогометилового эфира ЛК, чистоту которого проверяют методом ГИХ,Для приготовления арахидоновойкислоты полученный метиловый эфир ее 1 О(или этанола), добавляют ч мл 50 ного водного раствора КОН и смесьперемешивают в токе азота при чО"Св течение 15 мин. После охлаждения 15до 25 - 30 С к смеси при перемешивании в токе азота добавляют 50 мл разробавленной соляной кислоты (д,1 1,05)и АК экстрагируют петролейным эфиром(3 раза по 50 мл). Объединенные эфирные экстракты сушат сульфатом натрия,фильтруют, растворитель удаляют ввакууме (10 - 15 мм), а остаток досушивают при остаточном давлении0,05 - 0,06 мм рт.ст. в течение30 мин, Получают 1,ч 8 г арахидоновойкислоты в виде прозрачного желтоватого масла с выходом 12,23, считаяна исходные липиды.Показатель преломления полученногообразца АК составляет и1,4915 (по2 олитературным данным п 2 о 1,1901), иодное число 333,50 (среднее по результатам трех измерений), что совпадаетс расчетным.Число двойных связей в расчете наодну молекулу полученной АК по данным кулонометрического титрования(среднее по результатам трех измерений) и по значению иодного числа,о.40По данным УФ- и ПМР-спектров полученный продукт представляет собой химически чистую арахидоновую кислоту,По данным ГЖХ в стандартных условиях метипового эфира АК, приготовлен. 45ного обработкой 5 мг АК диазометаномв эфирном растворе содержание примесей в целевом продукте составляетменее 0,13 (в кацестве внутреннегостандарта использовали метиловыйэфир линолевой кислоты).Аналогичные результаты были получены при использовании на стадии омыления метилового, пропилового и изопропилового спирта. 55П р и м е р 2 . Использованиеотходов производства препарата "Арахиден". К 63,ч отходов, представляющихсмесь этиловых эфиров высших жирныхкислот и содержащих по данным ГНХ3,24 этилового эфира АК, приливают70 мл этилового спирта и раствор10 г КОН в 20 мл воды, Смесь перемешивают в токе азота при 80 С в течеоние 1 ч, затем отгоняют 50 мл спирта,а к остатку после охлаждения до 2.30 С при перемешивании добавляют100 мл разбавленной соляной кислоты(д 1,05) и извлекают смесь жирныхкислот петролейным эфиром (2 раза по100 мл), Объединенные экстракты промывают водой (2 раза по 150 мл),после чего сушат сульфатом натрия.Петролейный эфир удаляют в вакууме(10 - 15 им), к остатку добавляют300 мл серного эфира и полученнуюсмесь подвергают кристаллизации при(-55) - (-50) С в течение 2 ц. Вы,павший осадок отделяют обратным фильтрованием, От маточного раствораотгоняют растворитель в вакууме(10 - 15 мм), а остаток нагреваютпри кипении со 100 мл метанола втоке азота в присутствии 1 мл хлористого ацетила в течение 2 ч. Реакционную массу затем обрабатывают пометодике, приведенной в примере 1.После фракционной перегонки в вакууме (0,05 - 0,06 мм) выделяют фракцию с т. кип, 126 - 131 С (в парах),из которой получают 1,02 г химическичистой АК с помощью хроматографиина колонке с силикагелем, импрегнированным нитратом серебра, и последующим омылением метилового эфира вусловиях, описанных в примере 1,Выход арахидоновой кислоты составляет 50/, считая на исходную смесьэтиловых эфиров высших жирных кислот.Чистоту полученного образца АКдоказывают методами, указанными впримере 1.Характеристики продукта идентичныполученным в примере 1.Аналогичные результаты были получены при использовании на стадии омыления метилового, пропилового и изопропилового спиртов,Применение предложенного способаполучения АК позволяет испольэоватьбольшое количество липидных отходовпроизводства эндокринных препаратов.Формула изобретенияСпособ получения арахидоновой кислоты из липидов путем их омыления,897766 толуол-ацетон,Составитель Н. ТокареваРедактор Л. Веселовская Техред А, Ач Корректор М. Шароши Заказ 11860/32 Тираж 447 ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Подпи сное еФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная,низкотемпературной кристаллизац иполученной при этом смеси высшихжирных кислот, этерификации алканолом, использования хроматографической очистки на колонке с силикагелем,импрегнированным азотнокислым серебом, щелочного гидролиза полученногоэфира арахидоновой кислоты и выделения целевого продукта экстракциейпетролейным эфиром, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения качествацелевого продукта, кристаллизациюсмеси высших жирных кислот осуществляют из диэтилового эфира при(-50) - (-25) С, полученную послеэтирификации смесь низших алкиповыхэфиров жирных кислот подвергаютфракционной вакуумной перегонке приостаточном давлении 0,05-0,1 мм рт.ст.и последующую хроматографическую очистку соответствующего эфира арахидоновой кислоты проводят с использованием в качестве элюента системы 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Хроматография в тонких слоях.Под ред. Э, Шталя. М "Мир", 1970,со с. 236 - 243,2. Физер Л физер М. Реагентыдля органического синтеза, т. 2,М., "Мир", 1970, с. 316 - 321.3. Кейтс М. Техника липидологии,ь М., "Мир"., 1975 с. 128 - 136.Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2339452/2304,кл. С 07 С 57/02, 1976.5, Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2403863,кл. С 07 С 57/02, 1976 (прототип).

Смотреть

Заявка

2454731, 21.02.1977

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ТОНКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИМ. М. В. ЛОМОНОСОВА

ЕВСТИГНЕЕВА РИММА ПОРФИРЬЕВНА, САРЫЧЕВА ИРИНА КОНСТАНТИНОВНА, ШВЕДОВ БОРИС ДМИТРИЕВИЧ, АЛЕКСЕЕВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ, АНДРЕЕВА ЕЛЕНА ПАВЛОВНА, КУЗЬМЕНКО ВЕРА НИКОЛАЕВНА

МПК / Метки

МПК: C07C 57/02

Метки: арахидоновой, кислоты

Опубликовано: 15.01.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-897766-sposob-polucheniya-arakhidonovojj-kisloty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения арахидоновой кислоты</a>

Похожие патенты