Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения низкоминерализованного препарата на основе фульвовых кислот пелоидов

Изобретение относится к способам получения природной биологически активной субстанции - фульвовые кислоты - из низкоминерализованных иловых сульфидных грязей.

В настоящее время известно, что фульвовые кислоты (ФК) различного происхождения обладают биологической активностью и их используют в качестве ангиогенного, противовоспалительного и ранозаживляющего средства (1-2). В значительном количестве источников (3-8) приводятся способы получения ФК в комбинации с гуминовыми кислотами, которые извлекаются из различных природных ископаемых, в большинстве случаев, из карналлитов. ФК находят применение в сельском хозяйстве как адаптогенный стимулятор роста растений (3), как препарат для детоксикации и рекультивации деградированных и загрязненных почв (4), как биологически активные добавки в корм животным (5).

Наиболее близким по технической сущности по достигаемым результатам к предлагаемому является способ получения фульвовых кислот пелоидов (9), в котором нативную грязь декальцировали и десульфировали 2 моль/л раствором хлороводородной кислоты, ежесуточно производя замену растворителя до отрицательной реакции на ионы кальция и железа (III), после чего осадок промывали горячей водой с последующей декантацией и обработкой на фильтре дистиллированной водой до отрицательной реакции на хлорид-ионы. Для выделения гумусовых кислот экстракцию проводили 0,5 моль/л раствором натрия гидроксида в соотношении пелоид - растворитель 1:10 не более трех раз. К полученному экстракту прибавляли раствор 50% серной кислоты до рН 1,0 и оставляли на 18-20 часов для достижения полноты осаждения. Жидкость с осадка декантировали, фильтровали и переводили в адсорбированное состояние на активированном угле. Фракцию ФК снимали с угля раствором 0,5 моль/л раствора натрия гидроксида и переводили в Н-форму с использованием катионита КУ-2. Полученный раствор высушивали при температуре не превышающей 35°С.

В описанном способе (9) субстанцию получают из пелоидов с использованием хлороводородной кислоты высокой концентрации, что может оказывать негативное действие на нативную структуру фульвокислот кислот, вызывая необратимые изменения строения макромолекул. Высокая, по сравнению с гуминовыми и гиматомелановыми кислотами, растворимость, а также значительное количество кислотных групп, обуславливающее способность ФК к связыванию катионов различной природы, определяет зольность препарата. Получение ФК способом, предложенным авторами (9), характеризуются значением зольности в интервале 10-12% (масс.).

Цель изобретения - получение низкоминерализованной субстанции на основе фульвовых кислот пелоидов.

Поставленная цель достигается тем, что декальцинирование и десульфирование проводят с помощью раствора 1 моль/л хлорной кислоты, осадок обрабатывают раствором 0,5 моль/л натрия гидроксида, осаждают 30% серной кислотой, раствор фильтруют, пропускают через колонку с активированным углем марки БАУ, уголь промывают дистиллированной водой до нейтрального значения кислотности, обрабатывают 90% водным раствором ацетона до обесцвечивания элюента, промывают дистиллированной водой до исчезновения запаха ацетона, снимают с угля раствором 0,5 моль/л натрия гидроксида, раствор пропускают через колонку с катионитом КУ-2 до постоянного значения кислотности, высушивают на воздухе при температуре 20-25°С с принудительной вентиляцией. Воздушно-сухой образец растворяют в минимальном объеме раствора 0,001 моль/л натрия гидроксида, фильтруют через бумажный фильтр, высушивают в тонком слое с принудительной вентиляцией 20-25°С.

Использование хлорной кислоты на стадии декальцинирования и десульфирования представляется оптимальным, так как хлорная кислота не вступает во взаимодействие с ненасыщенными фрагментами макромолекул и в указанных концентрациях не проявляет окислительных свойств. Замена хлороводородной кислоты на хлорную позволяет сохранить нативную структуру ФК и уменьшить степень ее деструкции в процессе получения. Время пробоподготовки нативной грязи для извлечения ФК при использовании хлорной кислоты уменьшается в 1,5 раза. Переосаждение раствора ФК на последней стадии извлечения позволяет понизить зольность препарата до 2,0-2,5% (масс.)

Способ получение низкоминерализованной субстанции на основе фульвовых кислот пелоидов иллюстрируется примером.

Пример: 1 кг нативной низкоминерализованной иловой сульфидной грязи заливают 3 дм³ раствора 1 моль/л хлорной кислоты в емкости объемом 5 дм³. Содержимое перемешивают до прекращения интенсивного пенообразования и оставляют на 12 часов. Жидкость с осадка декантируют, осадок вновь заливают 3 дм³ раствора 1 моль/л хлорной кислоты и оставляют на 12 часов. После декантации осадок еще раз заливают 3 дм раствора 1 моль/л хлорной кислоты и оставляют на 12 часов. После декантации раствора осадок заливают водой, перемешивают и отстаивают в течение 1 часа, операцию повторяют до отрицательной реакции на ионы кальция (проба с оксалатом аммония) и ионы железа (III) (проба с тиоцианатом аммония). Освобожденный от растворимых минеральных примесей осадок переносят в емкость на 5 дм³, заливают 3,0 дм³ раствора 0,5 моль/л натрия гидроксида, плотно закрывают для предотвращения контакта с оксидом углерода (IV) воздуха и оставляют на 4 часа, жидкость с осадка декантируют в приемник, плотно укупоривают с целью предотвращения контакта с оксидом углерода (IV) воздуха. Операцию повторяют трехкратно.

Щелочной раствор, представляющий собой темноокрашенную жидкость, отстаивают 12 часов и фильтруют. К фильтрату небольшими порциями прибавляют раствор 30%-ной серной кислоты до значения кислотности 1 и оставляют на 24 часа. Жидкость декантируют с осадка, фильтруют через рыхлый бумажный фильтр (белая лента). Раствор повторно фильтруют через плотный бумажный фильтр (синяя лента). ФК из полученного раствора адсорбируют в колонке на активированном угле марки БАУ. Для освобождения от неспецифических органических веществ уголь промывают дистиллированной водой до нейтрального значения кислотности, после чего обрабатывают 90%-ным водным раствором ацетона до обесцвечивания. Уголь промывают водой до удаления остатков ацетона. ФК элюируют с угля раствором 0,5 моль/л натрия гидроксида. Для перевода в Н-форму щелочной раствор фульвата натрия пропускают через колонки с катионитом марки КУ-2 до постоянного значения кислотности. Раствор фульвовых кислот высушивают при температуре 20-25°С с принудительной вентиляцией. Полученное сухое вещество желто-коричневого цвета растворяют в минимальном объеме раствора 0,001 моль/л натрия гидроксида. Полученный раствор интенсивно желтого цвета фильтруют через бумажный фильтр и высушивают на воздухе при температуре 20-25°С с принудительной вентиляцией до воздушно-сухого состояния.

Готовый продукт представляют собой вытянутые блестящие желто-коричневые чешуйчатые кристаллы со слабым специфическим запахом, зольность препарата составляет 2,0-2,5% (масс.). Препарат следует хранить в бюксах с притертой пробкой в защищенном от света месте.

Идентификация выделенного препарата и отнесение его к фульвовым кислотам проводилась в соответствии с общепринятыми диагностическими признаками (6), (Приложение 1, таблица 1), к которым относят элементный состав в массовых и мольных процентах, степень окисленности, степень ароматичности, интенсивности окраски 0,001%-ного раствора натрия фульвата при 475 нм, толщине кюветы 1 см, характер ИК-спектров. Результаты исследования приведены в Приложениях 1-3.

Содержание углерода и водорода определяли по методу Коршун-Климовой (Климова В.А. 1975 г.), азота - микрометодом Кьельдаля (Черонис Н.Д. 1973 г.). Степень окисленности, ароматичности и коэффициент цветности Е₄/Е₆ рассчитывали по общепринятой методике (Орлов Д.С., 1990). Спектры поглощения препарата получены на спектрофотометре ИК-Фурье Spectrum 100 (Perkin Elmer), условия записи: интервал длин волн 4000-400 см^-1, подавление сигналов Н₂О и СО₂, спектры записаны относительно воздуха. Результаты всех приведенных экспериментов обрабатывались методом вариационной статистики с использованием коэффициента Стьюдента на персональном компьютере. Зольность полученного образца составляет 2,0-2,5%.

Результате проведенных физико-химических экспериментов приведены в таблице 2 и 3. Содержание элементов и таких характеристик, как степень ароматичности, коэффициент экстинкции полученных образцов фульвовых кислот находится в том же интервале значений, которые характерны для фульвовых кислот пелоидов. На фигуре 1 приведен ИК-спектр фульвокислот, а в таблице 4 приведено отнесение полос пропускания. Интерпретация полос пропускания в области 1400-1052 см^-1 не является однозначной, так как в ней проявляются деформационные колебания большого числа структурных фрагментов.

Таким образом, заявляемый способ может быть применен для получения низкоминерализованной субстанции на основе фульвовых кислот пелоидов в химической, фармацевтической промышленности.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Ангиогенное лекарственное средство и способ его получения. Патент РФ RU №2404783 от 27.11.2010.

2. Способ лечения ревматоидного артрита. Патент РФ №2504410 от 20.01.2014.

3. Способ получения биостимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих веществ. Патент РФ RU №2553641 от 10.06.2005.

4. Гуминово-минеральный реагент, способ его получения и способ его использования для очистки загрязненных грунтов. Патент РФ RU №2522616 от 20.07.2014.

5. Биологически активная кормовая добавка для крупного рогатого скота и способ ее получения. РФ RU №2352137 от 20.04.2009.

6. Способ получения гумусовых кислот с заданным групповым соотношением гуминовых и фульвокислот из каустобиолитов угольного ряда. Патент РФ RU №2536444 от 27.12.2014.

7. Способ получения солей гуминовых кислот. Патент Евразийское патентное ведомство №006824.

8. Комбинация фульвовой кислоты для лечения различных состояний и болезней. Патент РФ RU №2535037 от 10.12.2014.

9. Аввакумова Н.П. Биохимические аспекты терапевтической эффективности гумусовых кислот лечебных грязей: Монография. - Самара: ГП «Перспектива»; СамГМУ, 2002. - 124 с.

Способ получения низкоминерализованного препарата на основе фульвовых кислот пелоидов

Приложение 1

Способ получения низкоминерализованного препарата на основе фульвовых кислот пелоидов

Приложение 2

Способ получения низкоминерализованного препарата на основе фульвовых кислот пелоидов

Приложение 3