Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
docx

Студенческий документ № 052161 из НИЯУ МИФИ

Содержание

Введение.................................................................3

1 Физические свойства................................................4

2 Химические свойства...............................................5

3 Способы получения.................................................6

4 Очистка...............................................................10

Заключение............................................................11

Введение

Флавоноиды составляют обширную группу природных соединений.

В 1936 году А. Сент-Дьёрди и группой немецких ученых было показано, что целый ряд флавоноидов обладает ярко выраженной биологической активностью, свойственной витаминам. Они частично снимают остроту авитаминоза С, уменьшают проницаемость и ломкость капиллярных кровеносных сосудов и были названы витамином Р (от англ. permeability - проницаемость).

В середине 50-х годов был выделен и охарактеризован дигидрокверцетин - аналог кверцетина, тоже обладающий Р-витаминозной активностью, а также целым рядом других важных и полезных свойств, отсутствующих у большинства биофлавоноидов.

Уникальные свойства дигидрокверцитина дают возможность его использования как биологически активного соединения для создания различных фармакологических средств.

Содержится в большом количестве в комлевой части сибирской лиственницы или даурской лиственницы.

Химическая формула:

С15Н12О7

1 Физические свойства

Дигидрокверцетин белый кристаллический порошок, не имеющий запаха, со слабым горьковатым вкусом. Цвет зависит от степени чистоты препарата: желтый оттенок и аморфность свидетельствуют о наличии примеси. Порошок, в котором содержится менее 85% дигидрокверцетина, считается сырцом. Дигидрокверцетин отлично растворяется в ацетоне, метиловом и этиловом спирте, хорошо - в 1,2-пропиленгликоле, этилацетате. В хлороформе, диэтиловом эфире и других неполярных углеводородах не растворяется. Растворимость дигидрокверцетина в воде зависит от её температуры. Если при 20°С в воде растворяется примерно 0,1%; а при 90°С - 5,50 %, то в кипящей воде растворимость равняется 20г дигидрокверцетина в 100мл воды. Температура плавления этого антиоксиданта: 220 - 225°С, плавиться с разложением.

2 Химическое название и структурная формула

Химическое название дигидрокверцетина: 3,5,7,3',4'-пента-гидроксифлаванонон.

Номенклатурное название по ИЮПАК - (2R,3R)-2-(3,4-дигидроксифенил)-3,5,7-тригидрокси-2,3-дигидрохромен-4-он. Брутто формула C15H12O7.

Молекулярная масса: 304,25.

Структурная формула представлена на рисунке 1. Максимум поглощения в ультрафиолетовой области при длине волны 290+2нм. Химические свойства дигидрокверцетина ещё до конца не изучены.

3 Способы получения дигидрокверцетина

Первый способ относится к химико-фармацевтической промышленности. Суть способа: древесину лиственницы сибирской или даурской очищают от коры, раскалывают и сушат при 40-50 °С до остаточной влажности 15-25 %. Высушенную древесину измельчают и из опилок экстрагируют растворимые вещества 75 % водным раствором этилового спирта при температуре 40-50°С при соотношении сырье: экстрагент 1:(6-7). Далее экстрагент отгоняют, а водную часть экстракта охлаждают до 38-42 °С в течение 20-30 минут для удаления (осаждения) сопутствующих дигидрокверцетину тяжелых смолообразных примесей. Обессмоленный водный экстракт дигидрокверцетина подают на хроматографическую колонну, заполненную гидрофобным сорбентом ЛПС-500 на основе полидивинилбензола. Элюирование целевого продукта осуществляют 32-40 %-ным раствором этилового спирта. Элюат собирают в одну порцию или делят на две - три фракции, в зависимости от необходимой чистоты целевого продукта. Каждую фракцию упаривают до полного удаления этилового спирта, остаток кристаллизуют из деионизированной воды. Получают целевой продукт с выходом 1,5-2,5 % от массы абсолютно сухой древесины со степенью чистоты 95,5-99,5 %. Технический результат: упрощение способа, повышение экологи чности, сокращение его длительности и повышение чистоты целевого продукта до 99,5 %.

Способ получения дигидрокверцетина, включающий экстракцию высушенной и измельченной древесины лиственницы водным раствором этилового спирта при нагревании, отгонку этилового спирта, охлаждение водной части экстракта для отделения масла и смолы, отличающийся тем, что экстракцию измельченной древесины лиственницы осуществляют при соотношении сырье: экстрагент 1 :(6-7), водную часть экстракта дигидрокверцетина охлаждают до 38-42 °С, подают на хроматографическую колонну, заполненную гидрофобным сорбентом на основе полидивинилбензола, элюирование целевого продукта проводят 32-40 % этиловым спиртом, элюат собирают в одну порцию или делят на две-три фракции, каждую фракцию упаривают досуха, остаток кристаллизуют из воды, а колонну очищают промывкой 96 %-ным этиловым спиртом и далее заполняют водой для нанесения новой порции водного экстракта.

Второй способ получения дигидрокверцетина, заключается в экстракции влажной измельченной древесины лиственницы органическим растворителем - этилацетатом с последующим упариванием экстракта, обработке его горячей водой, фильтрации водного раствора от примесей и кристаллизации из него дигидрокверцетина, причем измельченную древесину непосредственно перед экстракцией насыщают водой, упаренный

экстракт обезжиривают гексаном или бензином, а водный раствор дигидрокверцетина перед кристаллизацией фильтруют от примесей.

Недостатком этого способа является сложность подготовки сырья, а также большой расход экстрагента.

Третий способ получения дигидрокверцетина в составе биофлавоноидного комплекса путем экстракции измельченной древесины лиственницы 96,5% этиловым спиртом с последующей реэкстракцией пропиленгликолем (пропандиол-1,2), смешиванием пропиленгликолевого экстракта с раствором хлорида натрия в воде, отделением смолы и эфирных масел, нанесением дигидрокверцетинсодержащего сырья на полиамидный сорбент, промывкой сорбента и элюированием смеси биофлаваноидов 96,5% этиловым спиртом, упариванием спирта, кристаллизацией и сушкой продукта Однако данный способ не позволяет выделить дигидрокверцетин в качестве самостоятельного компонента.

Четвертый способ выделения ДКВ, включает предварительную обработку древесины лиственницы кипящей водой с последующей экстракцией водным раствором ацетона и очистки водно-ацетонового экстракта жидкостной хроматографией на обращенно-фазных сорбентах типа сферисорб С2 - С18 с размером частиц 5 - 10 мкм с использованием в качестве подвижной фазы

- 50 % -ного раствора ацетона в 0,1 % -ном водном растворе трифторуксусной кислоты и удалении ацетона упариванием. Технический результат заключается в получении дигидрокверцетина высочайшей степени очистки, более 99,5 %. дигидрокверцетин антиоксидант биофлавоноид

Недостатком этого способа является его сложность и использование дорогостоящих ВЭЖХ сорбентов, что не позволяет эффективно его масштабировать для промышленной наработки высокоочищенного дигидрокверцетина.

Пятый способ получения высокоочищенного дигидрокверцетина из дигидрокверцетинсодержащего сырья, включает получение раствора дигидрокверцетинсодержащего сырья в полярном растворителе, по меньшей мере, один цикл хроматографии с нанесением пробы полученного раствора на колонку, заполненную гидрофобным сорбентом и термостатированную при 30-50 °С, элюирование сорбента подвижной жидкой фазой, упаривание элюата, сушку полученного продукта, причем в качестве полярного растворителя используют водный раствор алифатического спирта С\- С3, нанесение пробы осуществляют при концентрации спирта в растворе не выше 20 % об., при этом в качестве подвижной фазы используют водный раствор того же спирта при его концентрации в растворе, по меньшей мере, на 3 % превышающей концентрацию спирта в растворе, из которого осуществлено нанесение пробы, но не выше 30 % об. Предпочтительно, нанесение пр обы на колонку осуществляют при концентрации спирта в растворе 1-20 % об., а элюирование осуществляют при концентрации спирта в растворе 12- 30 % об. Способ обеспечивает получение ДКВ с чистотой

97, 1 -99,5 % и выходом 89-93 %.

Недостатками этого способа являются использование токсичного элюента (метиловый спирт), высокие энергозатраты для нагрева и поддержания постоянной температуры хроматографической колонны, способ не рассчитан для применения в производственных масштабах.

Технической задачей данного способа является упрощение известного способа и повышение его экологичности за счет сокращения объема сточных вод и энергозатрат на регенерацию экстрагента, а также исключения токсичного экстрагента (метилтретбутилового эфира).

Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем. Древесину лиственницы сибирской или даурской очищают от коры, раскалывают и сушат при 40-50 °С до остаточной влажности 15-25 %. Высушенную древесину измельчают и из опилок экстрагируют растворимые вещества 75 % водным раствором этилового спирта при температуре 40-50 °С при соотношении сырье: экстрагент 1 :(6-7). Далее экстрагент отгоняют, а опилки подают на пресс шнекового типа для механического отжима и дополнительного возврата спирта. Затем водную часть экстракта охлаждают до 38-42 °С в течение 20-30 минут для удаления сопутствующих ДКВ смолообразных примесей. Обессмоленную водную часть экстракта с температурой 38-42 °С подают на хроматографическую колонну диметром 800 мм, объемом 300 литров, заполненную гидрофобным сорбентом ЛПС-500 на основе полидивинилбензола с удельной поверхностью 700-900 м2/г с размером микросфер 75-100 мкм. Элюирование целевого продукта осуществляют

-40 %-ным раствором этилового спирта. Элюат собирают в одну порцию или делят на две - три фракции, в зависимости от необходимой чистоты целевого продукта. Каждую фракцию упаривают до полного удаления этилового спирта, остаток кристаллизуют из деионизированной воды. Из первой фракции получают ДКВ со степенью чистоты 99-99,5 %, из второй фракции - 97-98 %, из третьей фракции- 95-96 %. Колонну очищают промывкой 96 %-ным этиловым спиртом и далее заполняют водой для нанесения новой порции сырого упаренного водного экстракта. Сорбент в хроматографической колонне используется многократно: 300 и более раз без потери качества.

Способ позволяет получать целевой продукт с выходом 1,5-2,5 % от массы абсолютно сухой древесины со степенью чистоты 95,5-99,5 %. Определяющими существенными отличительными признаками заявляемого способа, по сравнению с прототипом, являются:

очистку целевого продукта проводят методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на гидрофобном сорбенте ЛПС-500 на основе полидивинилбензола с удельной поверхностью 700-900 м /г, с размером микросфер 75- 100 мкм, что позволяет значительно упростить способ, сократить его длительность и повысить чистоту целевого продукта;

на хроматографическую колонну подают водный экстракт дигидрокверцетина, что позволяет исключить дополнительную операцию по растворению в этиловом спирте и уменьшить потери целевого продукта;

элюирование осуществляют 32-40 %-ным раствором этилового спирта, что позволяет добиться максимального эффекта разделения дигидрокверцетина от сопутствующих примесей и родственных флавоноидов;

В результате получают целевой продукт с чистотой 95,5-99,5 % основного компонента ДКВ в промышленных масштабах.

4 Способы очистки дигидрокверцетина

Этиловый раствор дигидрокверцетина, состоящий из смеси биофлавоноидов, предварительно подогревают, пропускают через баромембранный фильтр и через угольный абсорбционный слой с электрохимическим потенциалом, разбавляют водой и осуществляют его перекристаллизацию. После разбавления водой фильтрат охлаждают до +10°С?12°С и пропускают его через магнитное поле, создаваемое одноименными полюсами постоянных магнитов, а при пропускании раствора через баромембранный фильтр на него воздействуют поляризационным полем При пропускании через угольный абсорбционный слой на него воздействуют электрическим полем постоянного тока низкого напряжения и малой силы тока, а разбавление фильтрата выполняют деионизированной водой в соотношении 1:2. Кристаллизацию продукта выполняют под вакуумом при температуре ниже -20°С. Устройство для очистки дигидрокверцетина включает в себя насос подачи и нагреватель этилового раствора дигидрокверцетина, баромембранный фильтр, угольный абсорбционный слой, средства подвода воды и кристаллизатор.

Известен также способ очистки дигидрокверцетина и дигидрокемпферола из экстрактов биофлавоноидов, полученных в процессе переработки древесины, заключающийся в том, что дигидрокверцетин выделяют из экстракта древесины лиственницы органическим растворителем - этилацетоном и водой, растворяют лиофильно высушенный экстракт, далее полученный раствор наносят на колонку, заполненную сорбентом - мочевиной, предварительно уравновешенной этилацетатом; колонку элюируют сложным эфиром и/или кетоном с температурой кипения ниже 120°C или этилацетатом и ацетоном; полученный элюант собирают, упаривают до начала кристаллизации и охлаждают, выпавшие кристаллы промывают и высушивают. Недостаток этого способа заключаются в том, что получаемый продукт представляет собой не чистый дигидрокверцетин, а смесь дигидрокверцетина, дигидрокемпферола и других биофлавоноидов, содержащую также следовые количества этилацетата, этилацетона и сложных эфиров, остающихся после технологического процесса и неприемлемых в составе продукта для использования в медицинских целях.

Заключение

Дегидрокверцитин используется чаще всего в фармакологиечской промышленности для создания БАДов-биологически активных добавок. Так же применяется в пищевой промышленности в качестве антиокислителя. Дигидрокверцетин, по сравнению с кверцетином, обладает меньшими токсическими и мутагенными свойствами. Является потенциальным химиопрофилактическим средством: в экспериментах было показано его ингибирующее действие на рост клеток опухоли яичника. Также это вещество стимулирует синтез и стабилизирует структуру волокон коллагена, потенцирует (in vitro) эффект антибиотиков - левофлоксацина и цефтазидима, угнетает синтез меланина и способствует осветлению кожи с такой же эффективностью, как и используемый в косметологии арбутин.

Существует также сильная корреляция (с коэффициентом корреляции 0,93) между антипролиферативным эффектами дигидрокверцетина производные на коже мышей фибробластов и человека с раком молочной железы.

Способность дигидрокверцетина стимулировать образование фибрилл и способствовать стабилизации фибриллярных форм коллагена может быть использовано в медицине.

Дигидрокверцетин усиливается также эффективность обычных антибиотиков, таких как левофлоксацин и цефтазидим в пробирке, которые имеют потенциал для комбинаторной терапии у пациентов, инфицированных метициллин-устойчивый золотистый стафилококк (MRSA).

Было установлено, что дигидрокверцетин, а также многие другие флавоноиды, может выступать в качестве неселективного антагониста из опиоидных рецепторов, хотя и с несколько слабой аффинностью .

Список использованной литературы

1) Патент на изобретение №2454429, "Способ получения арабиногалактана", Ю.А. Малков, Е.Н. Медведева, В.А. Бабкин, 2012г.

2) "Арабиногалактан лиственницы - свойства и перспективы использования (обзор)", Е.Н. Медведева, В.А. Бабкин,

Л.А. Остроухова, 2006г.

3) https://arabinogalactan.ru/

4) "Влияние способа выделения и очистки арабиногалактана из древесины лиственницы сибирской на его строение и свойства", Е.Н. Медведева, Т.Е. Федорова, А.С. Ванина, А.В. Рохин, Л.А. Еськова,

В.А. Бабкин, 2006г.

8

Показать полностью…
36 Кб, 20 июня 2017 в 6:23 - Россия, Москва, НИЯУ МИФИ, 2017 г., docx
Рекомендуемые документы в приложении