Способ получения медного комплекса хлорофилла

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к технологии синтеза медного комплекса хлорофилла из растительного сырья, и может быть использовано в пищевой промышленности, косметике и медицине.

Известны способы получения медного комплекса хлорофилла (МКХ) экстракцией растительного сырья или отходов от переработки лекарственных растений органическими растворителями (бензином, спиртом, толуолом) с последующей обработкой солями меди [RU 1782603, МПК A61K 35/80, опубл. 23.12.1992 г.; RU 955929, МПК A61K 35/78, опубл. 07.09.1982; RU 2040266, МПК A61K 35/78, опубл. 25.07.1995; RU 2310658, МПК C07D 487/22/, опубл. 21.11.2007].

Известные способы многостадийны, сложны, имеют малый выход целевого продукта от исходного сырья и низкую степень чистоты получаемого готового продукта.

Известен способ получения катализатора - МКХ экстракцией 70-100%-ной уксусной кислотой, содержащей растворенный ацетат меди, сухих листьев крапивы или экскрементов тутового шелкопряда [RU 1028671, МПК C07D 487/22, опубл. 15.07.1983].

Недостатком известного способа является ограниченность области применения и сырьевой базы, использование токсичной и едкой концентрированной уксусной кислоты, которая требует повышенных мер безопасности при ее использовании, а также вызывает коррозию оборудования.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является «Способ получения медных производных хлорофилла», включающий извлечение лекарственного препарата из растительного сырья и обработку его отхода производства, липидного комплекса, этанольным раствором хлорной меди, при этом используют отход переработки травянистого сырья, а обработку проводят при pH 4,0-5,5. [RU 2034556, МПК A61K 35/78, A61K 33/34, опубл. 1995 г.].

Недостатком указанного способа является ограниченность сырьевой базы и области применения, многостадийность процесса переработки сырья, нагревание липидного комплекса при выпаривании кубового остатка и использование кислоты при экстрагировании, что ведет к разрушению хлорофилла, протеканию побочных реакций и образованию большого количества смолистых примесей, уменьшению выхода продукта и изменению цвета продукта на буро-зеленый при хранении. Отсутствие контроля за содержанием в растворах свободной меди, не вступившей в реакцию комплексообразования.

Задачей изобретения является создание способа получения медного комплекса хлорофилла с увеличенным выходом, расширяющего арсенал средств данного назначения, а именно для получения пищевого красителя стабильного при хранении и использовании.

Техническим результатом заявляемого изобретения является усовершенствование способа за счет сокращения стадий процесса и увеличения выхода МКХ.

Технический результат, достигается способом получения медного комплекса хлорофилла, согласно изобретению, характеризующимся обработкой растительного сырья водно-спиртовым раствором хлорной меди в соотношении 1:25, приготовленным исходя из объемного соотношения вода:спирт 1:(4,0-4,4) и содержания хлорной меди исходя из весового соотношения сухое растительное сырье:хлорная медь 100:(5,0-6,0), при температуре 45-65°С в течение 20-30 минут, при использовании спирта, содержащего в цепи от двух до четырех атомов углерода.

Сущность заявляемого решения заключается в способе получения медного комплекса хлорофилла из растительного сырья, например листьев крапивы двудомной, люцерны, шпината и др., в свежем, высушенном или замороженном виде. Измельченное растительное сырье нагревают при температуре 45-65°С в водно-спиртовом растворе хлорной меди в соотношение 1:25 в течение 20-30 минут. Полученный осадок фильтруют. Из фильтрата отгоняют 75-80% спирта. Полученную суспензию фильтруют через вакуумный фильтр. Осадок на фильтре многократно промывают водой для удаления несвязанных ионов меди. Наличие свободной меди в фильтрате определяют по отсутствию розового окрашивания при добавке в фильтрат раствора желтой кровяной соли (гексацианоферрата(II) калия). Предел обнаружения - 10 мкг. Получают пасту МКХ с выходом по МКХ 92,6-95,8%.

Отличие заявляемого решения от известного заключается в использовании водно-спиртового раствора хлорной меди для обработки растительного сырья. Это позволяет получить медный комплекс хлорофилла в одну стадию, включающую обработку нагреванием растительного сырья в водно-спиртовом растворе и замещение атома магния в хлорофилле на атом меди.

Для получения водно-спиртового раствора используют спирт, содержащий в цепи от двух до четырех атомов углерода. Установлено, что замещение иона магния в молекуле хлорофилла на ион меди в нейтральной среде происходит только в водно-спиртовом растворе при соотношении вода:спирт 1:(4-4,4). Из солей меди выбрана хлорная медь, с которой реакция замещения идет лучше, чем с другими солями, например сульфатом меди. Оптимальными условиями процесса являются весовое соотношение сухое растительное сырье:хлорная медь 100:(5,0-6,0), длительность обработки - 20-30 мин при температуре 45-65°С. Об окончании реакции замещения судят по спектральным характеристикам. Спиртовый раствор хлорофилла имеет максимум поглощения при длине волны 662-664 нм, а МКХ - 648-652 нм.

По окончании процесса реакционную смесь отфильтровывают. Осадок промывают на фильтре этанолом до полного удаления МКХ. Полноту удаления проверяют визуально по отсутствию окраски в фильтрате.

Пример 1. К 500 г сухих измельченных листьев крапивы добавляют 12,5 дм³ водно-этанольного раствора хлорной меди с объемным соотношением вода : спирт 1:4, содержащего 25 г хлорной меди из расчета 5 г хлорной меди на 100 г растительного сырья. Реакционную массу нагревают до 65°С и выдерживают при данной температуре 30 мин. Затем фильтруют и промывают осадок на фильтре до бесцветного фильтрата. Из фильтрата отгоняют 75% этанола методом вакуумной перегонки. Полученную суспензию фильтруют через вакуумный фильтр. Осадок на фильтре трехкратно промывают водой для удаления несвязанных ионов меди, сушат и получают 3,8 г МКХ темно-зеленого цвета с выходом 95,3% от теоретического.

Пример 2. К 100 г замороженных измельченных листьев люцерны добавляю 2,5 дм³ водно-пропанольного раствора хлорной меди с объемным соотношением вода : спирт 1:4, содержащего 5 г хлорной меди из расчета 5 г хлорной меди на 100 г растительного сырья. Реакционную массу нагревают до 55°С и выдерживают при данной температуре в течение 20 мин. Затем фильтруют и промывают осадок на фильтре до бесцветного фильтрата. Из фильтрата отгоняют 75% пропанола методом вакуумной перегонки. Полученную суспензию фильтруют через вакуумный фильтр. Осадок на фильтре трехкратно промывают водой для удаления несвязанных ионов меди, сушат и получают 0,8 г МКХ темно-зеленого цвета с выходом 93,2% от теоретического

Пример 3. К 300 г свежих измельченных листьев шпината добавляют 7,5 дм водно-этанольного раствора хлорной меди с объемным соотношением вода:спирт 1:4, содержащего 18 г хлорной меди из расчета 6 г хлорной меди на 100 г растительного сырья. Реакционную массу нагревают до 45°С и выдерживают при данной температуре 30 мин. Затем фильтруют и промывают осадок на фильтре до бесцветного фильтрата. Из фильтрата отгоняют 80% этанола методом вакуумной перегонки. Полученную суспензию фильтруют через вакуумный фильтр. Осадок на фильтре трехкратно промывают водой для удаления несвязанных ионов меди, сушат и получают 4,2 г МКХ темно-зеленого цвета с выходом 95,1% от теоретического.

Примеры конкретного выполнения и свойства полученного МКХ приведены в табл. 1

Из таблицы 1 следует, что предлагаемый способ обеспечивает получение из растительного сырья МКХ, стабильного при хранении и применении в качестве пищевого красителя с выходом от 92,6 до 95,8%