Диссертация (Научное обоснование технологии совместного получения аммифурина и анмарина плодов амми большой (Ammi Majus L.)), страница 7

В связи с этим, в качестве оптимального,выбран экстрагент - этанол90% и 96 %, что позволит в промышленныхмасштабах использовать спиртовые отгоны в процессе экстракции.42(1)(2)Рисунок 11 – Влияние концентрации спирта этилового в экстрагенте на выходэкстрактивных веществ (1) и суммы фурокумаринов (2)Изучение кинетики экстракции суммы фурокумаринов в зависимости отвремени и кратности экстракций показало, что оптимальным является проведениетрехкратной экстракции: первая 4 часа, вторая 3 часа, третья 2 часа.

При этом впервом извлечении находится 70-74 % фурокумаринов от содержания их взагруженном сырье, во втором 20-22 %, в третьем 4-6 %. Таким образом,достигается максимальное истощение сырья (Рисунок 12).100,00%90,00%фурокумарины80,00%70,00%60,00%экстракт150,00%экстракт240,00%экстракт330,00%20,00%10,00%0,00%0 часов1 час2 часа3 часа4 часа5 часов6 часовРисунок 12 – Кинетика извлечения фурокумариновНаряду с этим, с целью рационального и экономически целесообразногоиспользования экстрагента нами предложено на следующую технологическую43стадию передавать только первое извлечение, при этом второе извлечениеподавать на свежее сырье т.е на первую экстракцию следующей загрузки, третьеизвлечение на вторую экстракцию, а для третьей экстракции - использоватьчистый экстрагент (Рисунок 13).10090807060выход кумаринов безпереподачи50выход кумаринов спереподачей403020100Экстракция 1Экстракция 2Экстракция 3Рисунок 13 – Сравнительная диаграмма двух режимов экстракцииПрименение данной схемы экстракции позволяет со второй загрузкидостичь содержания 90-95% фурокумаринов в первом извлечении от содержанияв сырье одной загрузки (Таблица 3).Преимуществом использования такой схемы является то, что в результатеэкстракции получается одно извлечение с высоким содержанием действующихвеществ.

Сравнительно небольшой объем извлечения позволяет сократить времяна стадии концентрирования и приводит к снижению расхода спирта на единицуконечного продукта. Что в свою очередь, в условиях промышленногопроизводства при использовании экстракционной установки из двух экстракторовпозволяет увеличить мощности процесса экстракции на 50 % и тем самым снизитьзатраты труда на единицу конечного продукта.44Таблица 3 - Динамика извлечения фурокумаринов с переподачей второго итретьего экстрактовВремя, ч1234Первая экстракцияСодержание аммифурина в экстрактев % от содержания в сырье одной загрузки.31,245,676,8 93,7Содержание мармезина в экстрактев % от содержания в сырье одной загрузки.28,144,578,3 93,1Вторая экстракцияСодержание аммифурина в экстрактев % от содержания в сырье одной загрузки.14,722,7Содержание мармезина в экстрактев % от содержания в сырье одной загрузки.13,324,1Третья экстракцияСодержание аммифурина в экстрактев % от содержания в сырье одной загрузки.2,34,7Содержание мармезина в экстрактев % от содержания в сырье одной загрузки.2,14,3Для подтверждения идентичности соотношения фурокумаринов в сырье иполученном экстракте нами проведено изучение процентного соотношенияфурокумариноваммифурина.Результатыпроведенногоисследованияпредставлены в таблице 4.Таблица 4 - Результаты определения содержания фурокумаринов аммифурина всырье и экстрактеКонтролируемыйСодержание компонентов, в%образецксантотоксинабергаптенаизопимпинеллинаСырье п.1Экстракт от п.1Сырье п.2Экстракт от п.2Сырье п.3Экстракт от п.322,322,225,424,637,837,226,526,523,924,120,721,851,251,350,751,341,541,0Согласно полученным данным, содержание и соотношение фурокумариновв сырье и экстракте сопоставимы, что позволяет судить о целесообразностипредложенной схемы экстракции.452.3.Оптимизация стадии выделения и очистки аммифуринаПолученное на стадии экстракции спиртовое извлечение содержит 90-95%отсодержаниявсырьефурокумаринов,представленных,бергаптеном,изопимпинеллином и мармезином.

Основополагающей операцией данной стадииявляется разделение суммы фурокумаринов,специфичных для субстанцийаммифурина и анмарина.Изучение структуры молекулы и растворимости фурокумаринов показало,что мармезин содержится в сырье в виде гликозида (мармезинин) и в отличие отостальных фурокумаринов растворим в воде. Данное свойство было использованодля отделения мармезинина в виде водного раствора, при этом нерастворимые вводе фурокумарины аммифурина выпадают в осадок, которые отделяются припомощи фильтрования.

Экспериментально установлено, что наибольшая полнотаосажденияфурокумариноваммифуринадостигаетсяприобработкеконцентрированного экстракта трех кратным объемом воды. Полноту осажденияконтролировалиметодомспектрофотометрии.Осадокфурокумариновподвергают дальнейшей очистке, а раствор мармезинина используют дляпроизводства лекарственной субстанции анмарин.В основе стадии очистки суммы фурокумаринов аммифурина лежитреакция раскрытия лактонного кольца под действием 10 % водного растворанатрия гидроксида в гомогенной реакционной среде, при этом балластныевещества удаляются неполярным растворителем. Для превращения солейфурокумариновых кислот в исходные кумарины с учетом технологических ихимических свойств выбрана фосфорная кислота (Рисунок 14).+2NaOH+2H3PO4O-H2OO- Na2HPO4Рисунок 14 – Реакция превращения кумаринов под действием гидроксида натрияи ортофосфорной кислоты46В ходе исследований были подобраны соотношение 10% растворагидроксида натрия и осадка фурокумаринов аммифурина, время гидролиза, типфорэкстрагента.Из данных таблицы 5 видно, что для очистки суммы фурокумариновдостаточно двукратного объема щелочи.Таблица 5 – Влияние количества раствора гидроксида натрия на выходаммифуринаСоотношение суммыфурокумаринов и щелочиВыход аммифурина, в %от содержания в осадке1:11:21:31:41:544,152,851,952,152,4При определении оптимального времени гидролиза было установлено, чтореакцию необходимо проводить в течение 1 ч, поскольку при увеличении временисодержание фурокумаринов снижается (Таблица 6).Таблица 6 – Влияние времени гидролиза фурокумаринов на выход аммифуринаВремя гидролиза, мин30601806001440Выход аммифурина, в %58,372,662,651,746,4от содержания в осадкеКроме того, нами изучено влияние времени гидролиза на соотношениекомпонентов суммы фурокумаринов.

Результаты, представленные в таблице 7,свидетельствуют о том, что при увеличении времени гидролиза более одного часаизменениясоотношенияксантотоксина,бергаптенаиизопимпинеллинапрактически не происходит (Таблица 7).Таблица 7 – Соотношение компонентов в сумме фурокумаринов в зависимости отвремени гидролизаСодержание компонентовВремя гидролиза, минв сумме фурокумаринов, в % 153060180300600900КсантотоксинаБергаптенаИзопимпинеллина30,024,545,432,0 33,422,0 20,846,0 45,833,621,245,234,020,945,134,120,845,032,223,943,947Методомоднофакторногоэкспериментаисследовановлияниетипафорэкстрагента и экстрагента на процесс очистки и извлечения суммыфурокумаринов.Таблица 8 – Влияние типа форэкстрагента и экстрагента на выход аммифуринаФорэкстрагент-экстрагентХлороформ-хлороформДихлорэтан-дихлорэтанЧетыреххлористый углерод-четыреххлористыйуглеродХлористый метилен-хлористый метиленЭфир петролейный-хлороформХлороформ-четыреххлористый углеродВыход аммифурина, в %от содержания в осадке64,956,364,555,445,466,1Из данных таблицы 8 следует, что для форэкстракции балластных веществцелесообразноиспользоватьхлороформ,адляэкстракцииаммифуриначетыреххлористый углерод.

Более того применение последнего способствуетполучениюболеечистоготехническогопродукта,кристаллизующегосянепосредственно при концентрировании извлечения, что упрощает процесскристаллизации фурокумаринов.Наряду с этим, для повышения выхода целевого продукта, предложенопроводить дополнительную обработку четыреххлористым углеродом водногоматочного раствора мармезининафильтрациитехническойсуммыи маточных растворов, полученных послефурокумариноввпроцессеочистки.Объединенную четыреххлористоводородную фракцию подвергают очистке наоксиде алюминия 1 степени и полученный продукт присоединяют к основнойсубстанции аммифурина. В этой связи, были проведены исследования повыделению аммифурина с использованием различных марок оксида алюминия исиликагеля. В результате установлено, что все марки оксида алюминия могутбыть использованы для этих целей (Таблица 9).48В свою очередь, силикагель 5-40 мкм в вышеописанных условиях проведенияэксперимента не был пригоден для выделения аммифурина.Таблица 9 – Выход аммифурина при очистке маточных растворов на различныхмарках окиси алюминия.СорбентОксид алюминия L 5-40(Chemapol, Чехия)Оксид алюминия LL 5-40(Chemapol, Чехия)Оксид алюминия «Дляхроматографии» (Украина)ТУ 6-09-3916-75Силикагель КСК 5-40 (Силослав,Россия).Выход от содержанияаммифурина вматочных растворах, в%95,1Содержание суммыфурокумаринов ваммифурине в %94,896,692,3100,5--96,2Для подтверждения рациональности подобранных условий и получениякачественной субстанции аммифурина, нами проанализировано соотношениекомпонентов суммы фурокумаринов в исходном сырье, промежуточных иготовом продукте.Данные таблицы 10 свидетельствует о том, что качественный составаммифурина зависит от соотношения фурокумаринов в сырье.Следуеттакжеотметитьцелесообразностьприсоединениясуммыфурокумаринов полученных из маточных растворов к основному продукту, чтоспособствует обогащению конечной субстанции ксантотоксином.

В результатеотработки технологии на 3 партиях сырья установлено, что выход аммифуринасоставляет не менее 65 % от содержания в сырье.Таким образом, усовершенствованная технология получения субстанцииаммифурин позволяет сократить затраты на производство и получить продукт споказателямидокументации.качествасоответствующимитребованиямнормативной49Таблица 10 – Изучение состава промежуточных продуктов и аммифуринаКонтролируемыйобразецСодержание компонентов, в %Плоды аммибольшойСпиртовой экстрактТехническая сумма фурокумариновМаточный раствор после фильтрациитехническогоаммифуринаМаточные растворы после фильтрацииаммифуринаТехнический аммифурин, основной выходТехническийаммифурин из водного растворамармезинаАммифурин полученный из техническогопродукта, основной выход (1)Аммифуринполученный изконцентрированных маточных растворов (2)Аммифурин (1+2)ксантотоксина бергаптена изопимпинеллина39,119,041,937,321,441,336,820,642,645,517,636,945,916,337,837,245,719,116,543,737,937,120,242,746,117,336,637,820,242,02.4 Оптимизация стадии выделения и очистки мармезина2.4.1.Изучение стадии гидролиза очищенного водного маточного раствора.На этой стадии необходимо провести гидролиз мармезинина (I) с цельюполучения мармезина (II) (Рисунок 15).глюкозаРисунок 15 – Реакция гидролиза мармезининаВ ходе исследований были подобраны время гидролиза, тип экстрагента,изучена стадия очистки мармезина.