close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL160653B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITAPOLSKA
(12) OPIS PATENTOWY
(19) PL
(11)160653
(13) B1
(21) N um er zgłoszenia.
281069
(51) IntCl5:
C12P 27/00
17.08.1989
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(22) Data zgłoszenia:
(54)
Sposób wydzielania giberelin z zanieczyszczonych roztworów pofermentacyjnych
(43)
Zgłoszenie ogłoszono:
(73)
25.02.1991 B U P 04/91
(72)
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.1993 W UP 04/93
PL 160653
B1
(57)
Uprawniony z patentu:
Instytut Chemii Przemysłowej,
Warszawa, PL
Twórcy wynalazku:
Ryszard Heropolitański, Warszawa, PL
Marianna J. Kominiak, Kutno, PL
Marian Sykuła, Kutno, PL
Jacek Ostapczuk, Kutno, PL
1 . S posób w ydzielania giberelin z zanieczyszczonych roztw orów poferm entacyjnych przez
przepuszczenie tych roztw orów przez złoże anionitów z czynną grupą funkcyjną, znamienny tym,
ze przez złoże anio n itu przepuszcza się gibereliny w roztw orze w odnoorganicznym zaw ierającym nie mniej niż 30% alkoholu alifatycznego o C 1 -C 3 lub acetonu jak o składnika organicznego,
następnie desorbuje się ze złoża gibereliny przem yw ając go w odno-organicznym roztw orem o
zaw artości 30-60% składnika organicznego z dodatkiem powyżej 2% kw asu, z eluatu wydziela
się gibereliny w znany sposób, zaś zanieczyszczenia desorbuje się ze złoża w odnym lub w odnoorganicznym roztw orem substancji alkalicznych.
Sposób wydzielania giberelin z zanieczys zczonych roztworów pofermentacyjnych
Zastrzeżenia
patentowe
1. Sposób wydzielania giberelin z zanieczyszczonych roztworów pofermentacyjnych przez
przepuszczenie tych roztworów przez złoże anionitów z czynną grupą funkcyjną, znamienny tym, że
przez złoże anionitu przepuszcza się gibereliny w roztworze wodnoorganicznym zawierającym nie
mniej niż 30% alkoholu alifatycznego o C 1 - C 3 lub acetonu jak o skład nika organicznego, następnie
desorbuje się ze złoża gibereliny przemywając go wodno-organicznym roztworem o zawartości
30-60% składnika organicznego z dodatkiem powyżej 2% kwasu, z eluatu wydziela się gibereliny w
znany sposób, zaś zanieczyszczenia desorbuje się ze złoża wodnym lub wodno-organicznym
roztworem substancji alkalicznych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w procesie sorpcji stosuje się roztw ór wodnoorganiczny o zawartości 60-90% składnika organicznego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w procesie desorpcji stosuje się kwas siarkowy,
solny, fosforowy lub octowy.
4 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gibereliny wydziela się z eluatu przez rozcieńczenie wodą 1 ekstrakcję octanem etylu.
* * *
Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania giberelin z zanieczyszczonych roztworów
pofermentacyjnych, zwłaszcza gibereliny A-3.
Gibereliny, zwłaszcza kwas giberelinowy A-3, są stosowane coraz szerzej w rolnictwie jako
stym ulatory wzrostu ja k również rozwoju roślin przy odpowiednich warunkach agrotechnicznych.
Po zakończeniu fermentacji i odsączeniu biomasy, gibereliny znajdują się w klarownym
roztworze wodnym zwanym bulionem. W bulionie gibereliny występują w niewielkich stężeniach
rzędu 0,03-0,05% stąd duże trudności w ich wydzieleniu i często duże straty w kolejnych operacjach
do uzyskania gotowego produktu.
Jedną z m etod wydzielania giberelin z bulionu jest ekstrakcja alkoholem n-butylowym.
M etoda ta wymaga użycia bardzo dużych ilości rozpuszczalnika i jest mało wydajna. Z polskiego
opisu patentowego nr 126 043 znany jest sposób wydzielania giberelin, który polega na tym, ze
gibereliny wydziela się z bulionu po biosyntezie przepuszczając go przez kolumny wypełnione
niejonową i niepolarną lub średniopolarną żywicą adsorpcyjną. Zasorbowane na żywicy gibereliny
poddaw ane są następnie selektywnej desorpcji za pom ocą wodnych roztworów acetonu, metanolu
lub etanolu.
Na podstawie znanej ogólnie metody wychwytywania substancji kwaśnych na anionitach
opracow ano również sposób wydzielania giberelin z bulionu przy użyciu wymieniaczy jonowych.
Jednakże m etoda stosująca wymieniacze anionowe do wydzielania giberelin z roztworu wodnego
cechuje się wydajnością z reguły nie większą niż 60-70%. Jest to spowodow ane znacznym stopniem
rozkładu giberelin na czynnych grupach żywic amonitow ych. Następuje pękanie pierścienia laktonowego giberelin, co powoduje całkowitą dezaktywcję biologiczną cząsteczki.
Po szeregu operacjach uzyskuje się przeważnie rozcieńczone wodno-organiczne roztwory
zawierające gibereliny w ilości do 0,3%, które odzyskuje się podczas dalszego przerobu polegającego na oddestylowaniu rozpuszczalnika organicznego i wydzieleniu giberelin z zatężonego roztworu wodnego znanym sposobem, np. przez ekstrakcję. W procesie długotrwałego odparow yw ania rozpuszczalnika następuje jednak znaczny rozkład giberelin wynoszący 20-25%.
Nieoczekiwanie okazało się, że można wyeliminować niekorzystne operacje powodujące rozkład giberelin, jeżeli zastosuje się sposób według wynalazku. Polega on na tym, że przez złoże
amonitu z czynną grupą funkcyjną przepuszcza się gibereliny w roztworze wodno-organicznym
160 653
3
zawierającym nie mniej niż 30% alkoholu alifatycznego C 1 -C 3 lub acetonu jak o skład nika organicznego. W sposobie według wynalazku stwierdzono nieoczekiwanie, że destrukcyjne działanie czynnych amonitowych grup na gibereliny w roztworze zawierającym co najmniej 30% rozpuszczalnika
organicznego, jak rozpuszczalne w wodzie alkohole czy aceton, jest praktycznie całkowicie
zahamowane.
Stosowane w sposobie według wynalazku wodno-organiczne roztwory giberelin wytworzone z
bulionu bądź będące p roduktam i pośrednimi w innych m etodach lub też ekstraktem wodnoo rg a nicznym zawierają z reguły bardzo duże ilości substancji smolistych i barwnych, które w
dużym stopniu przeszkadzają w dalszym przerobie zmniejszając krystalizację giberelin, co zmniejsza również wydajność końcową wydzielania. Stwierdzono jednak, że stosowane w sposobie
według wynalazku anionity sorbują z roztworów tylko nieznaczne ilości zanieczyszczeń. Stwierdzono również, że sorpcja substancji barwnych i smolistych z roztworów zmniejsza się bardzo w
miarę wzrostu w nich ilości składnika organicznego. Korzystnie jeżeli stosuje się w procesie sorpcji
roztwór wodno-organiczny giberelin o zawartości 60-90% składnika organicznego. Po przepuszczeniu przez kolumnę anionitową odpowiedniej ilości roztworów, gwarantującej pełne wychwycenie giberelin oraz wykorzystanie pełnej pojemności sorpcyjnej, przeprowadza się selektywną
desorpcję. W tym celu anionit obsadzony giberelinami i zanieczyszczeniami, przemywa się wodnoorgamcznym roztworem substancji kwaśnych o zawartości 30-60% składnika organicznego i
dodatkiem powyżej 2 % kwasu, korzystnie kwasu siarkowego, solnego, fosforowego lub octowego.
Ta operacja powoduje całkowitą desorpcję giberelin z niewielką ilością zanieczyszczeń. Po desorpcji
giberelin przeprowadza się desorpcję substancji smolistych, równocześnie regenerując sorbent.
Desorpcję zanieczyszczeń przeprowadza się wodnym lub wodno-organicznym roztworem
substancji alkalicznych, a następnie jonit przemywa wodą lub czystym roztworem wodnoorganicznym, do odmycia anionitu od substancji alkalicznych. Gebereliny wydziela się z kwaśnego
eluatu wodno-organicznego znanym sposobem bez konieczności odparowywania rozpuszczalnika,
korzystnie przez rozcieńczenie w odą i ekstrakcje octanem etylu. Sposób ten dzięki znacznemu
zagęszczeniu pierwotnych roztworów giberelin i wyeliminowaniu konieczności długotrwałego
odparowywania rozpuszczalników organicznych, pozwala na podwyższenie wydajności wydzielania do około 90-96% w stosunku do ilości giberelin, która znajdowała się w bulionie.
P r z y k ł a d I. W przykładzie użyto roztwór wodno-m etanolow y o zawartości 78% metnaolu i
0,29% kwasu giberelinowego, uzyskany w wyniku przepuszczania bulionu przez złoże sorbentu
niejonowego i desorpcji giberelin roztworem wodno-m etanolow ym. Roztwór ten przepuszczano
przez układ trzech kolumn pracujących szeregowo, od m om entu gdy po kolumnie pracującej jako
pierwsza, stężenie kwasu gibereliny A-3 wynosiło około 2/3 stężenia wyjściowego. Wyciek z
kolumny pierwszej kierowany był na kolumnę d rugą a z drugiej na trzecią. Kolumny wypełnione
były silnie zasadową żywicą anionowymienną o s tr u k tu rz e makroporowatej w formie wodorotlenowej (czynne grupy funkcyjne) o nazwie handlowej Amberlit IRA-910. Przez kolumny przepuszczono ogółem 25 objętości ro ztworu, licząc na objętość sorbentu w jednej kolumnie. Po zakończeniu
sorpcji, kolumnę pracującą ja k o pierwsza odłączono i przemyto 1 objętością 60% roztworu
metanolu Następnie prow adzono desorpcję giberelin w sposób następujący. Na kolumnę dozowano 45% wodny roztwór m etanolu i 4% H C l. Frakcję główną giberelinową rozpoczęto odbierać z
chwilą ukazania się wycieku kwaśnego (pH 4,3). Frakcji głównej odebrano 1,5 objętości. Po
zdesorbowaniu całej ilości giberelin (co określano znaną m etodą analityczną) przeprowadzono
desorpcję substancji smolistych. W tym celu przez kolumnę przepuszczono 1,5 objętości 45%
wodnego roztworu metanolu, po czym 1 objętość wody, a następnie 2 objętości 4% wodnego
roztworu wodorotlenku sodowego. Ilość ta odm yła całkowicie substancje smoliste. Następnie
amonit przemyto wodą do pH wycieku 9,3. Uzyskany eluat kwaśny zawierał 2,7% giberelin i około
49% metanolu. Eluat ten rozcieńczono wodą w stosunku 2:1 i zalkalizowano do pH 4,5, po czym
przeprowadzono czterokrotną ekstrakcję octanem etylu w ilości 1:1. Frakcję octanową zlano
razem i osuszono bezwodnym siarczanem sodowym. Następnie część octanu odparow ano, pod
zmniejszonym ciśnieniem do m om entu ukazania się pierwszych kryształów gibereliny A-3. Po
oddzieleniu wydzielonych k ryształów uzyskano p rodukt z wydajnością 93,5%.
P r z y k ł a d II. Roztw ór m etanolow o-w odny o zawartości 55% metanolu i około 0,21%
gibereliny A-3 przepuszczano przez układ dwóch kolum n wypełnionych żywicą anionowymienną o
4
160 653
nazwie handlowej Amberlit IRA-47 w formie wodorotlenowej. Jest to anionit żelowy, słabo
zasadowy. Roztw ór przepuszczano przez sorbent do chwili ukazania się w wycieku po kolumnie
drugiej śladowych ilości giberelin. Ogółem przez kolumnę przepuszczono 28 objętości roztworu w
stosunku do objętości sorbenta w jednej kolumnie. Następnie w ykonano desorpcję giberelin w
sposób następujący. N a złoże anionitu dozow ano wodny roztwór zawierający 35% metanolu oraz
3% kwasu siarkowego. Z chwilą ukazania się kwaśnego wycieku o p H 4,5 rozpoczęto odbierać
główną frakcję eluatów giberelinowych. Po odebraniu 1,6 objętości eluatów w wycieku nie stwierdzono giberelin. Następnie sorbent w kolumnie przemyto 1 objętością 30% wodnego roztworu
m etanolu, po czym dozow ano taki sam roztwór z dodatkiem 4% w odorotlenku potasu. Roztwór ten
dozow ano do m om entu gdy wyciek był lekko zabarwiony na kolor żółty. Następnie kolumnę
przem yto czystym roztworem w odno-m etanolow ym o zawartości 59% metanolu w ilości 2 objętości. Uzyskany kwaśny eluat przerabiano podobnie jak w przykładzie I, uzyskując p ro dukt z
wydajnością 92,9%.
P r z y k ł a d III. W przykładzie użyto roztwór acetonowo-wodny o zawartości 42% acetonu i
około 0,35% gibereliny A-3. Roztwór przepuszczano przez kolumnę wypełnioną żywicą anionowymienną o nazwie handlowej W ofatyt AD-41 w formie wodorotlenowej. Jest to anionit słabo
zasadowy, mikroporow aty. Przez kolum nę przeuszczono 10 objętości roztworu licząc na objętość
sorbentu. Desorpcję przeprow adzano w sposób następujący. Sorbent przem yto jedną objętością
wody w celu częściowego odmycia acetonu. Następnie przez kolumnę przepuszczono 30% wodny
roztw ór acetonu z 6% kwasu ortofosforowego. D o pełnej desorpcji użyto 2 objętości tego roztworu. Następnie złoże przem yto 4% wodnym roztworem N aO H do całkowitego odmycia zanieczyszczeń, następnie wodą do p H około 8.5. Postępując dalej jak w przykładzie I uzyskano produkt
z wydajnością 95,6%.
P r z y k ł a d IV. W przykładzie użyto roztwór etanolowo-wodny o zawartości 73% etanolu i
0,31% gibereliny A-3. Roztwór przepuszczano przez dwie kolumny wypełnione anionitem słabo
zasadowym w formie O H o nazwie handlowej Amberlit IRA-93; jest to anionit m akroporowaty.
D o m om entu śladowego przebicia złoża w kolumnie drugiej przez układ przeuszczono 21 objętości
roztworu. Desporcję przeprow adzano w sposób następujący. Po osiągnięciu przecibia jonitu,
sorbent w kolumnie pierwszej przem yto jedną objętością 59% wodnego roztworu etanolu i następnie dozow ano 30% wodny roztwór etanolu zawierający 2,5% kwasu solnego. Po ukazaniu się
kwaśnego wycieku rozpoczęto odbierać frakcję główną giberelinową. D o całkowitej desorpcji
geberelin odebrano 1,5 objętości eluatów. Następnie złoże przem yto 1 objętością 30% etanolu i 1
objętością wody. Po czym przeprow adzono desorpcję substancji smolistych i równoczesną regeneracją grup funkcyjnych sorbenta, przepuszczając przez złoże 3 objętości 3% wodnego roztworu
N aO H . Następnie przepuszczono wodę do odmycia - do pH 8,5. Ogółem uzyskano 1,5 objętości
eluatów kwaśnych zawierających 45% etanolu i 0,31% giberelin. Eluat ten rozcieńczono wodą
destylowaną w stosunku 3:1 i bez odparow ywania rozpuszczalnika prow adzono dalszy przerób
znanym sposobem. Uzyskano czystą gibereliną A-3 z wydajnością 96%.
P r z y k ł a d V. W przykładzie użyto silnie zanieczyszczo ny roztwór metanolowo-wodny o
zawartości 81% m etanolu 1 0,24% giberelin. Roztwór ten przeuszczano przez układ trzech kolumn
pracujących szeregowo, wypełnionych Amberlitem IRA-47 w formie wodorotlenowej. Roztwór
przepuszczano do chwili osiągnięcia pełnego przebicia sorbentu po kolumnie pierwszej. Stan
przebicia uzyskano po przepuszczeniu przez układ 35 objętości roztworu. Po osiągnięciu przebicia
zasorbowane w kolumnie pierwszej gibereliny p o ddano desorpcji. Desorpcję przeprowadzono w
sposób następujący. Przez sorbent w kolumnie przepuszczono 2,5 objętości eluenta składającego
się z 45% m etanolu, 5% kwasu octow
e go i 50% wody. Po przepuszczeniu tego roztworu na kolumnę
dozow ano 40% roztwór metanolu bez kwasu. Główny eluat giberelinowy rozpoczęto odbierać z
chwilą ukazania się wycieku o pH 4,8. Po odebraniu 2 objętości eluatów n a stąpiła całkowita
desorpcja giberelin. Sorbent w kolumnie przemyto 1 objętością wody, po czym desorbowano
substancje smoliste i przeprow adzono regenerację sorbentu podobnie jak w przykładzie IV. Uzyskano produkt z wydajnością 97,3%.
Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 10 000 zł
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
384 Кб
Теги
pl160653b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа