Изучение факторов, влияющих на процесс экстракции алкалоида зонгорина из надземой части растения Aconitum monticola

Фармакологические исследования, проведенные сотрудниками Института химии растительных веществ Академии наук Узбекистана показали, что 1-О-бензолнапелина гидрохлорид обладает выраженным противоаритмическим действием и значительно превосходит по активности лекарства, используемые в настоящее время. Антиаритмическое действие препарата выделяется быстротой наступления терапевтического эффекта, высокой антифибрилляторной активностью и отсутствием инотропного действия [1].

1-О-бензоилнапеллин не является природным соединением, поэтому его получают модифицированием алкалоида напеллина. Алкалоид напеллин содержится в таких аконитовых растениях, как Aconitum altaicum, Aconitum baicalense, Aconitum czekanovskyi, Aconitum karakolicum, Aconitum soongaricum, Aconitum volubile. В перечисленных выше растениях алкалоид напеллин содержится в минорных количествах, поэтому, они не могут быть использованы в качестве промышленного сырья. В результате исследований выявлено, что напеллин с высоким выходом и можно получить из алкалоида зонгорина, содержащийся в растении Aconitum monticola.

Также, выявлена, что алкалоид зонгорин (рис.1) быстро восстанавливает кожный ткань [2].

М.м. 367 г/моль

Рисунок 1. Структурная формула зонгорина

Растение Aconitum monticola (борец горный) в своей надземной части содержит несколько алкалоидов, среди которых процентное содержание алкалоида зонгорина является относительно высоким [3]. Содержание зонгорина в растительном сырье колеблется от 0,1% до 0,3% от массы сырья, в зависимости от места произрастания, периода вегетации, условиям сбора и сушки растения.

Нами проведены исследования по разработке технологии производства алкалоида зонгорина из надземной части растения Aconitum monticola.

Цель исследований: Разработка технологии выделения алкалоида зонгорина из надземной части растения Aconitum monticola, в рамках которой, изучение таких факторов, влияющие на процесс, как: степень измельченности сырья, тип экстрагента и ее концентрация; температура, продолжительность и кратность экстракции.

Подбор эффективного растворителя, для использования в качестве экстрагента. По 0,5 кг сухого растительного сырья, измельченные в размере 5- 8 мм, загружали в 8 экстракторов. В экстракторы заливали этанолом разных концентраций, а также, хлороформом (при использовании хлороформа сырье предварительно смачивают щелочным раствором) до образования «зеркала» и оставили настаиваться при комнатной температуре на 8 часов (до отрицательной реакции с кремневольфрамовой кислотой). Полученные экстракты упаривали до 10% объема от первоначальной. С целью извлечения суммы алкалоидов, водно-кубовые остатки подщелачивали до рН 9-10 и экстрагировали хлороформом. Хлороформные извлечения сгущали и экстрагировали 5%-ным раствором серной кислоты. Полученные кислотные экстракты подщелачивали до рН 9-10 и экстрагировали хлороформом. Хлороформные экстракты упаривали досуха, получили суммы алкалоидов. Содержание зонгорина в сумме алкалоидов определяли методом хроматоспектрофотометрии. Результаты показаны на таблице 1. 

Таблица 1.

Влияние различных растворителей на выход суммы алкалоидов и зонгорина от содержания в сырье

Как видно из таблицы 1, при использовании 80%-ного водного раствора этилового спирта для экстрагирования растительного сырья, получен алкалоид зонгорин с относительно высоким выходом.

Изучение степени измельченности сырья на выход алкалоидов. По 0,5 кг сухого растительного сырья измельчали на лабораторной мельнице размерами частиц по 2- 4 мм, 5- 8 мм, 9- 12 мм и до 2 мм. В 1-экстрактор загружали неизмельченное (порезанное по 4-5 см) сырье, 2-3-4-5-экстракторы загружали сырье со степенью измельчения 9-12, 5-8, 2-4 и до 2 мм соответственно. Экстракторы заливали 80%-ным этиловым спиртом до образования «зеркала», оставили настаиваться на 8 часов, экстракты сливали. Спиртовые экстракты упаривали до водно-кубового остатка. Извлечение алкалоидов из водно-кубового экстракта и определение количества извлеченного зонгорина проводили по описанному выше (опыт по подбору экстрагента). Результаты показаны на таблице 2.

Как видно из таблицы 2, при использовании сырья, со степенью измельчения до 2-5 мм, содержание основного алкалоида в экстракте относительно высок. Но при этом, экстракт получается загрязненным механическими примесями, тем самым препятствуя фильтрацию экстракта для последующей обработки. Это предоставляет определенных затруднений для проведения дальнейших технологических процессов. При использовании

неизмельченного сырья выход основного алкалоида остается на низком уровне. Наиболее приемлемый результат получен при использовании сырья размером 2- 5 мм.

Таблица 2.

Влияние степени измельчения сырья на выход алкалоида зонгорина

Влияние температуры на процесс экстракции алкалоида зонгорина.

По 0,5 кг сырья со степенью измельчения 2- 5 мм загружали в экстракторы. В экстракторах поддержали температурные режимы: 1-экстрактор оставили при комнатной температуре, 2-3-4-экстракторы нагревали по 30-40°С, 40-50°С, 50-60°С соответственно.

При настаивании 8 часов, экстракты сливали. Обрабатывали и проанализированы по описанному вышеприведенных опытов. Результаты показаны на таблице 3.

Таблица 3.

Влияние температуры на выход алкалоида зонгорина

Как видно из табл. 3, влияние изменения температуры на выход алкалоида зонгорина имеет незначительные разницы. Кроме того, с повышением температуры экстракт загрязняется примесями других экстрактивных веществ. Также, для проведения процесса экстракции при высоких температурах требуется дополнительные энергозатраты, тем самым сделав технологию экономически нерентабельным. Исходя из этого, проведение процесса экстракции следует провести при комнатной температуре.

Влияние продолжительности экстракции на выход алкалоида зонгорина. С этой целью по 0,5 кг измельченного сырья (2- 5 мм) загружали в экстракторы, заливали 80%-ным раствором этилового спирта. Все опыты проводили при комнатной температуре. Процесс экстракции проводили 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 часов в экстракторах с соответствующей нумерацией. Экстракты из 7-ми экстракторов обрабатывали, проанализировали. Результаты из 6- и 7- экстракторов практически не отличались, поэтому, эксперимент под 7-номером не стали продолжать. Исходя из результатов анализов установили время первого слива при экстрагировании (таблица 4).

Таблица 4.

Изменение выхода алкалоида зонгорина по истечении времени

Для определения времени второго слива экстракта проводили эксперимент по нижеследующему: по 0,5 кг сырья к 6 экстракторам загружали сырье, экстрагировали в течении 6 часов. По истечении 6 часов, экстракт сливали, затем в экстракторы заливали свежей порцией 80%-ного раствора этилового спирта. По истечении 1, 2, 3, 4, 5 и 6 часов, экстракты сливали, обрабатывали, проанализировали по отдельности. Исходя из результатов анализов установили время 2-слива экстракта. Далее, в таком порядке установили время 3-, 4-, 5- и 6-сливов.

Выводы: Для достижения высокого выхода алкалоида зонгорина, следует использовать сырье со степенью измельчения 2- 5 мм; использование в качестве экстрагента 80%-ным этиловый спирт; провести процесс при комнатной температуре; 5-кратное экстрагирование по 6, 5, 4, 3 и 3 часов при 1-5 контактах фаз соответственно. При соблюдении данных технологических норм, выход алкалоида зонгорина составляет 95% от содержания в сырье.