Способ получения хлорина е6

 

Изобретение относится к химии и медицине. Проводят экстракцию хлорофилла а из биомассы спирулины с последующей обработкой экстракта кислотой с целью получения феофитина а. Осуществляют щелочной гидролиз его и выделение целевого продукта. Причем при подготовке феофитина а к гидролизу проводят его очистку путем перерастворения феофитина а в ацетоне. Хлорин е₆, выделенный из реакционной смеси по окончании гидролиза, промывают подкисленной дистиллированной водой. Изобретение позволяет повысить выход и чистоту продукта. 1 з.п. ф-лы.

Предлагаемое изобретение относится к органической химии и медицине, а именно к улучшенному способу получения хлорина ₆ (18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7-12,17 тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты) или его солей.

Хлорин е₆ относится к классу растительных порфиринов, получаемых на основе хлорофилла а. Известно, что растительные порфирины, в том числе хлорофилл и его производные, являются фармакологически активными соединениями и могут быть использованы в медицинской практике, в том числе как фотосенсибилизаторы для (ФДТ)[1]. В настоящее время известны способы получения хлорина е₆, основанные на химических превращениях хлорофилла.

В частности, известен способ получения хлорина е₆ из листьев крапивы [2]. Для этого листья крапивы заливают этанолом. В результате получают экстракт, содержащий смесь хлорофиллов а и b. Экстракт обрабатывают кислотой, в результате чего из каждой формы хлорофилла, содержащегося в экстракте, образуется соответствующая форма феофитинов а и b. Последующее щелочное омыление разных форм феофитина приводит к образованию в реакционной массе как минимум двух продуктов: хлорина е₆ и родина g₇. Наряду с этими основными продуктами в реакционной смеси присутствуют их эфиры, а также фитольные остатки.

Недостатком описанного способа получения хлорина е₆ является сложность технологического процесса, небольшой выход и низкая чистота целевого продукта (из 1 кг сухих листьев крапивы получают 1 г хлорина е₆, чистота которого не превышает 60%).

Прототипом является способ получения хлорина ее, описанный в патенте [3]. В качестве исходного сырья используют биомассу цианобактерий, например рода Spirulina, выращенных на свету в контролируемых условиях. Биомассу цианобактерий, содержащих только одну форму хлорофилла - хлорофилл а, обрабатывают водно-спиртовым раствором щелочи, отфильтровывают и экстрагируют хлорофилл а этиловым спиртом. Экстракт обрабатывают органической или соляной кислотой, образовавшийся феофитин отфильтровывают и промывают неполярным органическим растворителем. Затем феофитин растворяют в спирте, в раствор добавляют КОН и проводят щелочной гидролиз при нагревании в отсутствии кислорода воздуха. При этом образуются щелочные соли хлорина. После охлаждения реакционной смеси хлорин е₆ осаждают соляной кислотой с последующей фильтрацией и промывкой. Выход целевого продукта составляет 3,5 г при чистоте до 90%.

В описанном прототипе имеются существенные недостатки.

В способе получения хлорина е₆, в частности в процессе гидролиза, а также на завершающей стадии выделения хлорина е₆ из реакционной смеси возникают условия, способствующие образованию нежелательных примесей, которые снижают выход и чистоту конечного продукта.

В задачу предлагаемого изобретения входило усовершенствование способа получения хлорина е₆, с целью повышения выхода и степени чистоты конечного продукта.

Поставленная задача достигается тем, что на стадии растворения феофитина, предшествующей процессу синтеза хлорина, а также на завершающей стадии получения хлорина е₆ применяются дополнительные операции, обеспечивающие повышение чистоты и выхода конечного продукта.

В основу этих операций была положена возможность повышения чистоты раствора феофитина, используемого в синтезе хлорина ₆. В реакции синтеза хлорина используют щелочной гидролиз феофитина, растворенного в спирте. В результате низкой растворимости феофитина в спирте в растворе могут присутствовать нерастворенные частицы феофитина, что приводит к снижению выхода целевого продукта и загрязнению его примесями.

С целью устранения этого недостатка была разработана дополнительная операция предварительного растворения феофитина в ацетоне, очистки его от примесей, образовавшихся, например, в процессе хранения, с последующим перерастворением его в ацетоне.

На завершающей стадии получения хлорина e₆ была введена дополнительная операция промывки конечного продукта, которая также обеспечила повышение его чистоты.

Установлено, что хлорин е₆, выделенный из реакционной смеси, содержит примеси, снижающие степень его чистоты. Удаление этих примесей было решено путем промывки хлорина е₆, на фильтре подкисленной дистиллированной водой. Таким образом, за счет сочетания операций очистки феофитина перед гидролизом, а также промывки хлорина после завершения реакции синтеза в данном способе обеспечено получение конечного продукта со стабильно высокой чистотой (не ниже 90%), а выход хлорина составляет не ниже 5 г из 1 кг биомассы сухой спирулины. В способе-прототипе выход конечного продукта составляет 3,5 г при той же степени чистоты, т.е. увеличение выхода конечного продукта по сравнению с прототипом составляет более 40%.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из полследующего подробного описания способа получения хлорина е₆ в конкретных примерах осуществления этого способа.

Пример 1.

1 кг биомассы цианобактерий заливают 1,5 л щелочного раствора этилового спирта, который получают при растворении 40 мл 1н. NaOH в 1 л дистиллированной воды и последующем смешивании с этиловым спиртом в соотношении 1:2 соответственно.

Биомассу промывают указанным раствором в течение 3-5 минут, фильтруют, а затем экстрагируют этиловым спиртом для извлечения хлорофилла а. В полученный экстракт добавляют по 1,2 мл концентрированной НС1 на каждый литр экстракта. Образующийся при этом осадок феофитина а отфильтровывают и промывают на фильтре гексаном. Выход феофитина а составляет 10 г, чистота 94,5%.

Полученный феофитин перерастворяют в ацетоне. В реакционный сосуд с этанолом добавляют раствор феофитина в ацетоне. Реакционную смесь нагревают при продувке азотом в течение 20 минут. Затем добавляют раствор КОН в этаноле и проводят гидролиз в течение 35 минут при температуре 60-70°С под азотом. После этого реакционную смесь охлаждают и нейтрализуют концентрированной соляной кислотой до образования осадка хлорина е₆. Хлорин выделяют на фильтре, промывают подкисленной водой с рН 1,8 и сушат на воздухе в темноте. Выход 5,0 г, чистота 92,5%.

Пример 2.

Феофитин а получают, как в примере 1. Ацетоновый раствор феофитина без очистки путем фильтрации смешивают с этанолом. Дальнейшие операции проводят, как изложено в примере 1. Выход и хлорина 4,8 г из 1 кг сухой биомассы спирулины при чистоте 90%.

Выполнение заявляемого способа в соответствии с примером 2 целесообразно только в случае использования свежеприготовленного феофитина а с высокой степенью чистоты.

Пример 3. Способ в соответствии с примером 1 при промывке хлорина е₆ на фильтре дистиллированной водой с рН 4,5. Выход хлорина 5,0 г, из 1 кг сухой биомассы спирулины при чистоте 92,5%.

Источники информации

1. Сухин Г.М., Мещерякова А.Л. и др. Результаты биологических испытаний нового типа фотосенсибилизатора на основе хлорина при диагностике и терапии злокачественных новообразований. Международные медицинские обзоры. 1996 г., № 4, № 5.

2. Авт.свид. № 4734016/04 СССР от 22.07.90 г. (авт. Гуринович Г.П., Саржевская А.В.).

3. Патент РФ № 254476 от 14.07.93 г. (авт. Мещерякова А.Л., Альбицкая О.Н. и др.).

Формула изобретения

1. Способ получения хлорина е₆ (18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этинил-13-этил-2,3-дигидро-3,7-12,17-тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты), включающий экстракцию хлорофилла а из биомассы спирулины с последующей обработкой экстракта кислотой с получением феофитина а, щелочной гидролиз его и выделение целевого продукта в виде хлорина е₆, отличающийся тем, что при подготовке феофитина а к гидролизу проводят его очистку путем перерастворения феофитина а в ацетоне, а хлорин е₆, выделенный из реакционной смеси по окончании гидролиза, промывают подкисленной водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорин е₆, выделенный из реакционной смеси, промывают дистиллированной водой с рН 1,8-4,5.