Способ выделения стероидных веществ из культуральной жидкости

 

Изобретение относится к химии стероидов. Цель изобретения упрощение процесса и увеличение выхода стероидов. Поставленная цель достигается применением высокопористого неионогенного полимерного сорбента с удельной поверхностью не менее 370 м²/г (полученного сополимеризацией дивинилбензола, этилстирола в присутствии модифицированной добавки) с последующей десорбцией стероида органическим растворителем. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к химии стероидов.

Известен единственный сорбционный способ выделения стероидных веществ из культуральной жидкости, который является наиболее близким по технической сущности и положительному эффекту. Данный способ заключается в том, что культуральную жидкость, содержащую стероид, пропускают через сильнонабухающий катионит (например СБС-2, СБС-3), последний обрабатывают органическим растворителем для десорбции стероида.

Выход стероида, считая от теоретического, составляет: для преднизолона 81% т.пл. 228,5-230^оС; для гидрокортизона не более 36,7% данные по качеству не приведены.

Основными недостатками данного способа являются: относительно низкий выход целевых продуктов; непрочность используемых катионитов из-за их сильной набухаемости, что приводит к потерям катионита и целевого продукта; необходимость предварительной подготовки катионита для повторного выделения стероидов; трудоемкость указанной операции, связанная с технологически неудобной обработкой катионита раствором соляной кислоты и, как следствие этого, с образованием больших объемов сточных вод, загрязнением окружающей среды, коррозией оборудования; необходимость предварительной фильтрации культуральной жидкости перед выделением преднизолона из нее.

Указанные недостатки затрудняют использование сорбционного способа выделения стероидов в промышленности.

Цель изобретения упрощение процесса, повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом выделения стероидов из культуральной жидкости, заключающимся в том, что стероид сорбируют из культуральной жидкости на высокопористом неионногенном полимерном сорбенте с удельной поверхностью не менее 370 м²/г (полученном сополимеризацией дивинилбензола, этилстирола в присутствии модифицированной добавки) с последующей десорбцией стероида органическим растворителем.

Для извлечения стероидов из культуральной жидкости последнюю перемешивают с указанным сорбентом или пропускают через него. В качестве органического растворителя используют, например, кетоны (как ацетон), низшие спирты (такие как метанол, этанол, изопропиловый спирт), этилацетат, ацетонитрил, бутилацетат, бензол, толуол.

В качестве модифицированной добавки используют, например, толуол, винилацетат, акриловые мономеры (метакриловая кислота), олигоэфиракрилаты.

Используемые в заявляемом способе сорбенты имеют высокие показатели удельной поверхности (S > 370 м²/г), механической прочности (> 80%), удельного набухания (2-4,3 см³/г). (Сильнонабухающие катиониты имеют удельную поверхность не более 30 м²/г, удельное набухание в 2-3 раза больше, чем заявляемые сорбенты, насыпную массу 0,3-0,52 г/см³). Наиболее предпочтительны сорбенты с удельной поверхностью > 800 м²/г.

Сведения о некоторых сорбентах, используемых в заявляемом способе, приведены в табл.1.

Существенным отличием предлагаемого способа является то, что впервые предложено использовать неионогенные сорбенты для сорбции стероидных веществ из культуральной жидкости.

Нами установлено, что это свойство характерно для указанных сорбентов, полученных определенным образом, а именно, на основе сополимеризации дивинилбензола, этилстирола в присутствии модифицированных добавок, и имеющих удельную поверхность не менее 370 м²/г.

Кроме этого, в процессе эксперимента выявлено, что сорбционная емкость указанных сорбентов возрастает с повышением их удельной поверхности, что позволяет выбрать наиболее оптимальный сорбент.

Способ осуществляют следующим образом.

П р и м е р 1. (Смешение сорбента с культуральной жидкостью, содержащей стероид). Смесь культуральной жидкости (250 мл), содержащей стероид, и сорбента (в набухшем виде), перемешивают до полной сорбции стероида при 25 5^оС. Сорбент и культуральную жидкость берут в весообъемном соотношении 1:50 при концентрации стероида 1 г/л (при более высокой концентрации стероида количество сорбента пропорционально увеличивают). Время полной сорбции устанавливают по исчезновению стероида в культуральной жидкости (анализ методом ТСХ).

После полной сорбции стероида сорбент отфильтровывают, смывают со стенок емкости водой и затем небольшими порциями растворителя десорбируют стероид. Собранный раствор обрабатывают активированным углем, растворитель упаривают до небольшого объема (2-3-х кратное количество по отношению к стероиду). После охлаждения выпавший осадок отфильтровывают. Полученный технический продукт кристаллизуют из того же растворителя.

В табл.2 приведены примеры выделения нижеуказанных стероидов путем сорбции при перемешивании культуральной жидкости и сорбента: гидрокортизона (1а) примеры 1-3; преднизолона (1б) примеры 4-7; 17 21-дигидроксипрегн-4-ен-3, 20-диона (1в) примеры 8 и 9; 17 , 21-дигидрокси-16 -метилпрегн-4-ен-3, 20-диона (1г) пример 10; 11 , 17 , 21-тригидрокси-16 -метилпрегн-4-ен-3, 20-диона (1д) пример 11; 11 , 17 , 21-тригидрокси-16 -метилпрегн-4-ен-3, 20-диона (1е) пример 12; 11 17 21-тригидрокси-16 -метилпрегна-1,4-диен-3, 20-диона (1ж) пример 13;
11 21-дигидрокси-16 ,17 -изопропилидендиокси-6 фторпрегна-1,4-диена-3, 20-диона (1з) пример 14.

П р и м е р 2. (Сорбция стероида из культуральной жидкости на колонке). В колонку (диаметр 25 мм) помещают сорбент в набухшем виде и пропускают через него 250 мл культуральной жидкости (содержащей стероид) со скоростью 15-20 мл/мин. Десорбцию осуществляют пропусканием органического растворителя со скоростью 5 мл/мин. Полученный раствор обрабатывают углем и из него выделяют стероид, как описано в примере 1. Данные приведены в табл.3.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет:
выделять стероиды с высоким выходом: преднизолон 81 и 97,6% гидрокортизон 36,7 и 96% в прототипе и предлагаемом способе, соответственно, остальные стероиды выделяют с выходами в пределах 90-97% а также упростить процесс выделения, а именно исключить необходимость предварительной трудоемкой подготовки сорбента для выделения стероида; исключить необходимость предварительной фильтрации культуральной жидкости перед выделением стероида; сократить расход сорбента благодаря замене сильнонабухающего катионита, обладающего невысокой механической прочностью и удельной поверхностью (< 30 м²/г), на высокопористый неионогенный сорбент с удельной поверхностью более 370 м²/г и механической прочностью > 80% который может многократно использоваться для сорбции стероида без регенерации.

Заявляемый способ пригоден для использования в промышленном производстве ряда стероидных препаратов, таких как гидрокортизон, преднизолон, дексаметазон и синафлан.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СТЕРОИДНЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ путем сорбции с последующей десорбцией стероидов органическим растворителем, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, сорбцию проводят с использованием в качестве сорбента высокопористого неионогенного полимерного сорбента с удельной поверхностью не менее 370 м²/г, полученного сополимеризацией дивинилбензола, этилстирола в присутствии модифицированной добавки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют сорбент с удельной поверхностью более 800 м²/г, полученный в присутствии модифицированной добавки винилацетата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3