Способ получения кверцетина

 

Использование: в медицине, пищевой и химической промышленности, в частности в качестве ингибитора окисления, комплексообразователя и красителя. Сущность изобретения: квертицин -3, 5, 7, 3ʹ, 4ʹ пентаоксифлавон, т. пл. 310-317°С. Реагент 1: древесина лиственницы. Реагент 2: водный раствор м-сульфита щелочного или щелочно-земельного металла или бисульфита аммония (pH 4-6). Условия реакции: реагент 1 обрабатывают реагентом 2 при 25-100°С с последующим отделением отработанного раствора, содержащего квертицин, и термообработкой при 125-145°С. Способ обеспечивает повышение чистоты кверцитина до 68,5-69,5% и выход до 99%.

Изобретение относится к способу переработки древесины лиственницы на волокнистые полуфабрикаты и ценные химические продукты, в частности к способу получения кверцетина.

Кверцетин 3,5,7,3',4'-пентаоксифлавон желтый кристаллический порошок с tпл. 310-317^о С, без запаха и вкуса, практически не растворим в воде, растворим в спирте, ацетоне и разбавленных растворах щелочей. Кверцетин нетоксичен, обладает биологически активным и антиокислительными свойствами, широко используется в медицине. Может использоваться в пищевой, химической и других отраслях промышленности в качестве ингибитора окисления, комплексообразователя и красителя.

Известен способ получения кверцетина из дигидрокверцетина путем взаимодействия водного раствора дигидрокверцетина не менее чем с одним соединением, выбранным из группы бисульфитов щелочных металлов и бисульфата аммония при температуре 40-100^о С [1] При этом в качестве бисульфита щелочного металла используют бисульфит натрия и бисульфит калия.

Известный способ позволяет получать кверцетин с достаточно высоким выходом (до 85% от исходного дигидрокверцетина).

Однако по этому способу окисление дигидрокверцетина в кверцетин представляет собой длительный процесс.

Известен способ получения кверцетина путем обработки коры дугласовой пихты и сосны Джефри водным раствором, отделения экстракта, содержащего дигидрокверцетин, введения в экстракт окислителя, выбранного из группы, содержащей сульфит натрия, гидрооксид натрия, ацетат натрия или смесь гидрооксида натрия и сульфита натрия, и последующего отделения целевого продукта [2] Известный способ сложен и продолжителен, требует применения дефицитного растительного материала.

Ближайшим аналогом заявляемого технического решения по технической сущности является способ получения кверцетина путем обработки древесины лиственницы водным раствором бисульфита щелочно-земельного металла или аммония, отделения отработанного раствора, содержащего флавоноиды, охлаждения полученного раствора кверцетина и его последующего выделения [3] При этом лиственницу обрабатывают при 110-160^о С бисульфитным раствором щелочно-земельного металла или аммония, характеризующимся следующими показателями: рН 1,5-5,0; содержание всего SO₂ 1,5-7% а в качестве бисульфита щелочно-земельного металла используют бисульфит магния и бисульфит калия.

По этому способу щепу лиственницы обрабатывают раствором бисульфита в течение 1-3 ч. В результате такой обработки попавший в раствор дигидрокверцетин окисляется до кверцетина. Затем горячий раствор, содержащий кверцетин, отделяют от твердой фазы, охлаждают до комнатной температуры и выпавший осадок кверцетина отфильтровывают.

Недостатками этого способа являются сильная загрязненность сырого кверцетина продуктами гидролитической деструкции древесины, серосодержащими соединениями и солями металлов.

Новым техническим результатом предлагаемого способа является повышение чистоты целевого продукта при сохранении высокого выхода кверцетина в ходе окисления.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения кверцетина путем обработки древесины лиственницы водным раствором бисульфита щелочного или щелочно-земельного металла или аммония, отделения отработанного раствора, содержащего флавоноиды, охлаждения полученного раствора кверцетина и его последующего выделения, обработку древесины лиственницы проводят водным раствором бисульфита щелочного или щелочно-земельного металла или аммония с рН 4,0-6,0 при температуре 25-100^о С, а отделенный отработанный раствор, содержащий дигидрокверцетин, подвергают термообработке при температуре 125-145^о С.

В качестве водного раствора бисульфита щелочного или щелочно-земельного металла используют водные растворы бисульфита натрия, бисульфита магния и бисульфита калия. А процесс обработки древесины лиственницы осуществляют при гидромодуле 4,0-4,5 в течение 60-90 мин.

В предлагаемом способе процесс экстракции дигидрокверцетина из древесины лиственницы бисульфитсодержащим раствором проводят при температуре 25-100^о С, что исключает гидролитическую деструкцию древесины, а также окисление дигидрокверцетина в кверцетин. Последующее отделение отработанного раствора, содержащего дигидрокверцетин, от древесины позволяет получить на следующих стадиях целевой продукт с высокой степенью чистоты.

Установлено, что при проведении экстракции дигидрокверцетина и окислении его до кверцетина с использованием раствора бисульфита при рН 1,5-3,5, имеет место высокое гидролитическое воздействие на древесину. Кроме того, при таких значениях рН раствор обладает более низкой окислительной способностью по отношению к дигидрокверцетину. В связи с этим проведение всего процесса при рН 4-6 позволяет получить более чистый кверцетин и повысить эффективность реакции окисления дигидрокверцетина бисульфит-ионами.

В отличие от водной экстракции растительного сырья, описанной в указанной аналоге, бисульфитная экстракция по предлагаемому способу протекает интенсивнее, то есть с большей степенью извлечения дигидрокверцетина, так как бисульфитные растворы обладают более сильной экстрагирующей способностью по отношению к флавоноидам, чем вода. Кроме того, в отличие от данного аналога предлагаемый способ получения кверцетина более прост в технологическом плане, так как не требуется технически сложная стадия промежуточного введения в раствор окислителя, сопровождающаяся существенным его разбавлением.

П р и м е р 1. Способ получения кверцетина осуществляют следующим образом: 800 г а.с.щ. лиственницы загружают в пропиточную камеру емкостью 4500 мл, снабженную системой циркуляции, заливают раствором бисульфита натрия с рН 4,5 при гидромодуле 4 и проводят обработку при температуре 100^о С в течение 60 мин. Затем отделяют отработанный раствор (2200 мл), содержащий дигидрокверцетин, помещают в автоклав емкостью 2500 мл и термообрабатывают при 145^оС. Термообработку проводят в течение 30 мин, после чего раствор сливают, охлаждают до комнатной температуры, а выпавшие кристаллы кверцетина отделяют центрифугированием. Выход кверцетина при окислении дигидрокверцетина составляет 97% Неочищенный кверцетин порошок зеленовато-желтого цвета имеет температуру плавления 295^о С и содержит 68,5% кверцетина (чистота).

П р и м е р 2. Способ получения кверцетина осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что обработку проводят бисульфатом калия с рН 6,0, при температуре 25^о С в течение 90 мин, а термообработку экстракта при 125^о С в течение 60 мин. Выход кверцетина при окислении составляет 99% Неочищенный кверцетин имеет tпл. 301^о С и чистоту 69,5% П р и м е р 3. Способ получения кверцетина осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что обработку осуществляют бисульфатом магния с рН 4,0 при температуре 65^о С в течение 60 мин, а термообработку экстракта при 135^о С в течение 45 мин. выход кверцетина при окислении составляет 98% неочищенный кверцетин имеет t_пл. 296^о С и чистоту 68,7% П р и м е р 4. Способ получения кверцетина осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что обработку осуществляют бисульфитом аммония с рН 5,0 при температуре 70^о С в течение 60 мин, а термообработку экстракта при 135^о С в течение 15 мин. Выход кверцетина при окислении составляет 95% Неочищенный кверцетин имеет t_пл. 298^о С и чистоту 68,5% П р и м е р 5 (по прототипу). Способ получения кверцетина осуществляют следующим образом: 350 г а.с.щ. лиственницы загружают в автоклав емкостью 2500 мл, снабженный системой циркуляции, и заливают раствором бисульфита натрия, содержащим 4% всей SO₂ и рН 4,0 при гидромодуле 4,5. Автоклав нагревают до 140^оС в течение 160 мин, после чего отработанный бисульфитный раствор, сливают, охлаждают до комнатной температуры. Выпавшие в осадок кристаллы кверцетина отделяют центрифугированием. Выход кверцетина при окислении в среде бисульфита составляет 90% Неочищенный кверцетин порошок темно-зеленого цвета имеет температуру плавления 240^о С и чистоту 42,5% П р и м е р 6 (контрольный). Способ получения кверцетина осуществляют аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что обработку древесины осуществляют водой, а бисульфатный раствор добавляют на стадии окисления дигидрокверцетина. Неочищенный кверцетин имеет t_пл. 270^о С и чистоту 62% Выход кверцетина при окислении составляет 81% Показатели чистоты и температуры плавления полученного кверцетина свидетельствуют о преимуществах предлагаемого способа. Температурный интервал обработки древесины лиственницы 25-100^о С позволяет уменьшить загрязненность кверцетина продуктами гидролитической деструкции древесины, а также предотвратить окисление дигидрокверцетина на стадии предварительной экстракции.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КВЕРЦЕТИНА обработкой древесины лиственницы водным раствором бисульфита щелочного или щелочноземельного металла или бисульфита аммония с последующим отделением отработанного раствора, содержащего флавоноиды, охлаждением полученного раствора кверцетина и его выделением, отличающийся тем, что обработку древесины лиственницы проводят при 25 - 100^oС, а отделенный отработанный раствор, содержащий дигидрокверцетин, подвергают термообработке при 125 145^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водный бисульфитсодержащий раствор с pH 4 6.