Выделение и очистка фитохимических препаратов

Процессы выде­ления и получения препаратов определенной чистоты занимают большое место в общем технологическом цикле. Они представляют собой сово­купность различных методов, направленных на максимально возможное выделение и достижение требуемой чистоты целевых продуктов.

Универсальным методом очистки растворов от разнооб­разных примесей является адсорбция. Наиболее распространенными сорбентами, используемыми в фитохимии, являются активированные уг­ли и окись алюминия. Обычно количество адсорбента подбирается опыт­ным путем. Активированные угли с наибольшим эффектом применяют при очистке от органических примесей водных растворов в других по­лярных жидкостях. Окись алюминия применяется в основном для очи­стки растворов в органических жидкостях. Во многих случаях наряду с примесями сорбируется и основное вещество, которое регенерируют раз­личными методами. В некоторых случаях целесообразно проводить экстракционную очистку растворов от примесей. Так, очистка техниче­ского сантонина ранее проводилась трехкратной кристаллизацией из спирта с обработкой растворов на каждой стадии активированным уг­лем. Необходимость многократной кристаллизации диктовалась в дан­ном случае большим содержанием смол в техническом продукте. В на­стоящее время разработан способ очистки, заключающийся в растворе­нии технического сантонина в дихлорэтане и экстракции смол из раство­ра 2—4% раствором щелочи, отгонке дихлорэтана и однократной кристаллизации кубового остатка из спирта. Способ успешно внедрен.

Иногда смолистые примеси из раствора выделяются совместно с целевым продуктом, затрудняя его дальнейшую очистку. Поэтому в производстве часто применяется очистка раствора перед выделением целе­вого продукта активированным углем. Недостатком данного способа являются значительный расход активированного угля, длительность процесса очистки, а также использование для очистки постоянного ко­личества адсорбента. Количество смолистых примесей в растворах ме­няется в зависимости от качества растительного сырья, времени его заготовки, а также условий хранения. Поэтому количество активирован­ного угля, необходимого для очистки, в зависимости oт степени загряз­нения раствора меняется.

Иногда в фитохимии применяется метод осаждения примесей без выделения в твердую фазу основного вещества. В данном случае подра­зумевается в основном очистка раствора органических веществ от неор­ганических примесей, попавших в раствор из атмосферы, а также в результате загрязнения исходных продуктов и коррозии аппаратуры. Наи­более часто необходима очистка раствора от микропримесей металлов, так как в определенных условиях ряд органических продуктов может образовать прочные комплексы с железом, медью и др. Для очистки растворов от примесей железа широко применяется гидролитическая очистка путем создания pH раствора, необходимого для отделения же­леза в виде гидроокиси.

После очистки растворов предстоит решить задачу более полного выделения растворенного кристаллического продукта. Наиболее часто встречающийся в производстве лекарственных средств способ выде­ления целевого продукта заключается в охлаждении очи­щенного раствора. Растворимость большинства веществ уменьшается с понижением температуры.

В практике работы изогидрическая или так называемая охладитель­ная кристаллизация проводится чаще всего в объемных аппаратах. Для получения чистого продукта необходимо обеспечить рост более крупных кристаллов, что достигается нахождением оптимального режима охлаж­дения и гидродинамических условий процесса кристаллизации. В связи с этим необходимо учитывать некоторые общие положения теории крис­таллизации. Процесс кристаллизации состоит из образования зароды­шей и роста кристаллов. Общим условием для выделения вещества из раствора является получение пересыщенного (метастабильного) состоя­ния, т. е. наличие избыточной концентрации вещества в растворе сверх растворимости. На рост кристаллов, помимо пересыщения, скорости охлаждения, условий перемешивания, в сильной степени влияют приме­си в растворе. Это можно показать на примере работы по усовершенст­вованию метода выделения сантонина. Сантонин после извлечения из растительного сырья в виде растворимой кальциевой соли сантониновой кислоты и последующего подкисления диффузионного сока выделяется из кислого раствора при охлаждении. Из-за большого количества при­месей, экстрагируемых вместе с сантонином и препятствующих росту кристаллов, процесс кристаллизации длится 4—5 суток. Интенсивное перемешивание, высаливание, подкисление раствора до pH 2,0—2,5 ускоряют процесс выделения сантонина, но значительно снижают каче­ство технического продукта, так как образуемая мелкокристаллическая паста содержит большое количество смолистых примесей. Технический сантонин в настоящее время выделяют при барботаже воздуха через раствор, что способствует флотации смолистых примесей из раствора, образованию крупнокристаллического продукта с содержанием основ­ного вещества до 80%. Основная часть смол выделяется из раствора в течение 1,5—2 ч после подкисления, в дальнейшем барботаж нужен лишь для перемешивания раствора и создания условий, благоприятст­вующих росту кристаллов. Часто в фитохимии применяется известный прием — высаливание. Понижение растворимости вещества в растворе и его кристаллизацию можно вызвать добавлением третьего компонен­та. Во многих случаях выделение кристаллического продукта из рас­твора осуществляется за счет перевода его в малорастворимое состоя­ние. Химическая реакция и вызванная ею кристаллизация вновь обра­зованного вещества называются в совокупности процессом осаждения. Процессы осаждения из растворов протекают сложнее, чем обычная кристаллизация, потому что в этом случае кристаллический продукт выпадает в результате взаимодействия двух или более компонентов.

Возможность захвата разнообразных примесей осадками заметно возрастает в связи с повышенной дисперсностью осажденных частиц и менее упорядоченной структурой, чем у продуктов кристаллизации из растворов. На практике выделение кристаллический продуктов часто проводится концентрированием растворенного вещества за счет удале­ния части растворителя при выпаривании раствора. Выпаривание осуществляется при постоянной температуре его кипения, а процесс назы­вается изотермической кристаллизацией. Однако процесс этот не может быть применен к термолабильным соединениям. Известны и могут най­ти применение в фитохимии способы выделения кристаллических про­дуктов вымораживанием растворителя.