專利名稱：麥角甾醇的分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及麥角甾醇(エルゴステロ一ル)的分離方法。
背景技術(shù)：
麥角甾醇是在菌類等微生物中含有的一種甾醇，并且是作為維生素D2前體的有用物質(zhì)。已經(jīng)知道如果在非水溶性的有機(jī)溶劑中對該麥角甾醇進(jìn)行結(jié)晶，就能夠得到固液分離性良好的粒狀聚集體(特開2002-80492號公報(bào))。然而，在這種情況下存在如下問題，相對于期望的晶體收率，實(shí)際的收率明顯降低，沒有回收的部分由固液分離后的濾液形成綿狀的微小晶體而逐漸析出，其中所述期望的晶體收率是由麥角甾醇在該有機(jī)溶劑中的溶解度而推斷出的。另一方面，已經(jīng)公知麥角甾醇會生成水合物結(jié)晶(S.E.Hull et a1.，ActaCryst.B32，2370-2373(1976))，但是，該現(xiàn)象與上述問題之間的關(guān)系還不清楚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供解決如上所述的收率惡化問題的方法，并為了能夠高收率地制得麥角甾醇晶體，更理想的是為了能夠高收率地制得固液分離性良好的麥角甾醇聚集體而提供工業(yè)上有利的麥角甾醇的分離方法。
本發(fā)明者對麥角甾醇的結(jié)晶進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果首次發(fā)現(xiàn)麥角甾醇結(jié)晶時(shí)水分量對收率影響很大，根據(jù)該認(rèn)識而完成本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的麥角甾醇的分離方法，其特征在于，向非水溶性有機(jī)溶劑溶液中提供水。通過本發(fā)明，能夠促進(jìn)麥角甾醇結(jié)晶的生成，并獲得高收率。此外，通過控制提供的水分量，能夠促進(jìn)固液分離性良好的麥角甾醇聚集體的生成，并獲得高收率。另外，控制水分量時(shí)得到的麥角甾醇聚集體能夠成為在晶體中含有無定形成分、結(jié)晶化率為50％或50％以上-90％或90％以下左右的聚集體。
即，本發(fā)明涉及麥角甾醇的分離方法，其特征在于，由含有麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑溶液分離麥角甾醇時(shí)，向該溶液中提供水，使麥角甾醇析出。
另外，本發(fā)明涉及上述方法，其中，提供的水的量是在不與非水溶性有機(jī)溶劑分離成2種液相范圍內(nèi)的量。
此外，本發(fā)明涉及上述方法，其中，含有麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑是從含有麥角甾醇的微生物中利用非水溶性有機(jī)溶劑提取麥角甾醇的溶液、或者利用其他溶劑提取后由非水溶性有機(jī)溶劑進(jìn)行交換而成的溶液；本發(fā)明涉及上述方法，其中，非水溶性有機(jī)溶劑是己烷、庚烷、辛烷或其混合物；本發(fā)明涉及上述方法，其中，水的提供方法是連續(xù)地或者間歇地對使麥角甾醇析出的裝置的氣相部位進(jìn)行增濕的方法；本發(fā)明涉及上述方法，其中，析出、分離的麥角甾醇是結(jié)晶化率為50％或50％以上-90％或90％以下的聚集體。
另外，本發(fā)明涉及結(jié)晶化率為50％或50％以上-90％或90％以下的麥角甾醇聚集體。
發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。
本發(fā)明的麥角甾醇分離方法的特征在于，向含有麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶液中提供水，使麥角甾醇析出。
麥角甾醇是在菌類等微生物中含有的一種甾醇，并且是作為維生素D2前體的有用物質(zhì)。具有代表性的菌類可列舉香菇(シイタケ)、奇果菌(マイタケ)等蘑菇類，酵母，在豆科植物的根部發(fā)現(xiàn)的根瘤菌等。另外，其他微生物可列舉小球藻(クロレラ)等單細(xì)胞藻類等。
本發(fā)明中所謂的非水溶性有機(jī)溶劑是指，作為一般性質(zhì)例如化學(xué)物質(zhì)安全性數(shù)據(jù)等顯示與水不溶或者難溶的物質(zhì)，具體地可列舉例如己烷、庚烷、辛烷等脂肪烴，苯、甲苯、二甲苯等芳香烴，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等鹵代烴等。這些可以單獨(dú)使用，也可以使用2種或2種以上。其中，出于進(jìn)行析出麥角甾醇的操作所需的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選麥角甾醇的溶解性低的脂肪烴。其中，更優(yōu)選己烷、庚烷、辛烷、其混合物等。
含有麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑可以列舉，例如只溶解麥角甾醇的非水溶性的有機(jī)溶劑；利用非水溶性的有機(jī)溶劑從含有麥角甾醇的菌類等微生物中提取麥角甾醇的提取液；利用其他溶劑從含有麥角甾醇的菌類等微生物中提取麥角甾醇后，由非水溶性有機(jī)溶劑進(jìn)行交換而成的溶液等。
作為用于提取的其他溶劑例如可列舉丙酮、乙醇、2-丙醇等水溶性有機(jī)溶劑，這些水溶性有機(jī)溶劑和上述非水溶性有機(jī)溶劑的混合物。
而且，當(dāng)利用非水溶性的有機(jī)溶劑從含有麥角甾醇的菌類等微生物中提取麥角甾醇時(shí)，可以在下一步的析出工序中直接使用所得提取液，或者在利用比麥角甾醇溶解性更高的非水溶性有機(jī)溶劑(芳香烴、鹵代烴)提取后，將該提取液由比麥角甾醇溶解性更低的非水溶性有機(jī)溶劑(脂肪烴)進(jìn)行交換而成的溶液，將所得溶液用于下面的析出工序。
當(dāng)從含有麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑析出麥角甾醇時(shí)，可以應(yīng)用一般公知的通過降低溶液溫度降低溶解度，從而使目標(biāo)物質(zhì)析出的冷卻結(jié)晶法；或通過蒸發(fā)有機(jī)溶解進(jìn)行濃縮，從而使目標(biāo)物質(zhì)析出的蒸發(fā)結(jié)晶法。在本發(fā)明中，與利用共沸等蒸發(fā)除水的蒸發(fā)結(jié)晶法相比，更優(yōu)選使用冷卻結(jié)晶法。
對于析出麥角甾醇時(shí)使用的裝置沒有特別的限制，例如可列舉使用帶夾套攪拌槽的間歇式結(jié)晶析出裝置、通過帶1副或多副夾套的攪拌槽進(jìn)行連續(xù)地供應(yīng)液體·取樣的連續(xù)式結(jié)晶析出裝置、塔形的連續(xù)結(jié)晶析出裝置等。
本發(fā)明中，在使麥角甾醇析出時(shí)供應(yīng)水，供應(yīng)的水的量優(yōu)選在不會與非水溶性有機(jī)溶劑分離成2種液相范圍內(nèi)的量。這里所謂的在不會與非水溶性有機(jī)溶劑分離成2種液相范圍內(nèi)的水量是能夠溶解在非水性有機(jī)溶劑中極微量的水量。該水量與在非水溶性有機(jī)溶劑中的水的溶解度有關(guān)，并根據(jù)非水溶性有機(jī)溶劑的種類而有所不同，例如，當(dāng)使用己烷作為非水溶性有機(jī)溶劑時(shí)，水的量優(yōu)選為相對于己烷1～100ppm左右。
如果水量過多，由于形成非水溶性有機(jī)溶劑相和水相2種液相，除了變得難以操作，麥角甾醇形成針狀晶體，存在固液分離性下降的趨勢。另一方面，如果完全不提供水，就不析出晶體，收率下降。
另外，如果以液體供應(yīng)水，即使其供應(yīng)量為最終沒有分離成2種液相的量，液相也會暫時(shí)形成不均勻的狀態(tài)，那時(shí)在局部存在水的地方會生成針狀晶體。為了防止上述問題，作為水的供應(yīng)方法，優(yōu)選采用如下方法，即通過對析出麥角甾醇的裝置的氣相部位(存在氣體的部位)增濕而供應(yīng)水，使液相保持均勻的狀態(tài)。
作為增濕氣相部位的方法，只要是能夠供應(yīng)不分離成2種液相的水即可沒有特別的限制，例如可列舉直接通入水蒸汽的方法、事先使通過水中的氮?dú)獾妊h(huán)的方法、由超聲波加濕器等產(chǎn)生霧狀水的供應(yīng)方法、使在產(chǎn)生霧狀水中通過的氣體流通的方法等。
另外，優(yōu)選連續(xù)或者間歇地供應(yīng)水。更優(yōu)選的是通過連續(xù)或者間歇地對析出麥角甾醇的裝置的氣相部位進(jìn)行增濕而供應(yīng)水的方式。
結(jié)晶溫度優(yōu)選為-30～80℃，更優(yōu)選為-20～60℃。結(jié)晶時(shí)間優(yōu)選為0.5～24小時(shí)，更優(yōu)選為1～6小時(shí)。另外，當(dāng)緩慢冷卻進(jìn)行結(jié)晶時(shí)，冷卻速度優(yōu)選為0.05～3℃/分，更優(yōu)選為0.1～1℃/分。
如上所述，使麥角甾醇析出后，利用過濾等進(jìn)行固液分離可以分離麥角甾醇。另外，通過在常溫或者加熱下、常壓或者減壓下對分離的麥角甾醇進(jìn)行干燥，可以獲得麥角甾醇的晶體。
麥角甾醇的回收率優(yōu)選為60％或60％以上，更優(yōu)選為70％或70％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為80％或80％以上，特別優(yōu)選為90％或90％以上。
在本發(fā)明的麥角甾醇分離方法中，特別是通過控制供應(yīng)的水分量析出、分離的麥角甾醇，是固液分離性良好的粒狀聚集體，但并不是一般公知的簡單水合物晶體，而是在晶體中含有水合物晶體和無定型(非晶質(zhì))成分的聚集體。由于無定型成分不含有結(jié)晶水，因此，利用少于為獲得全部水合物晶體所需的水分量，就能夠有效地析出聚集體，并能夠提高收率。因此，無定型成分較多是優(yōu)選的，但是，如果無定型成分太多就不能得到聚集體。因此，麥角甾醇的結(jié)晶化率優(yōu)選為50％或50％以上-90％或90％以下，更優(yōu)選為60％或60％以上-80％或80％以下。
在具有如上特征的聚集體中，為了構(gòu)成結(jié)晶成分畢竟需要微量的水，因此當(dāng)在析出麥角甾醇時(shí)不供應(yīng)水的場合，體系中的水分就被消耗完，不能提高收率。
上述結(jié)晶化率可以通過X射線衍射進(jìn)行測定，也可以通過熱重量分析而測定水合的水量而求得。在本說明書中，結(jié)晶化率是采用利用熱重量分析進(jìn)行測定而求得的值。也就是說，為了不損失結(jié)晶水而對自然干燥的聚集體進(jìn)行熱重量分析，測定其含水量，從而能夠求得聚集體中的結(jié)晶成分的量，即結(jié)晶化率。
具體地講，按照如下過程求得結(jié)晶化率?？梢哉J(rèn)為自然干燥的聚集體中的結(jié)晶成分是1水合物，而且無定型成分不合結(jié)晶水，因此存在于聚集體中的水的摩爾數(shù)＝結(jié)晶的摩爾數(shù)。另外，將供分析的試樣的重量記作W，將測定的重量減少量記作Δw，結(jié)晶的摩爾數(shù)Mc＝Δw÷水的分子量麥角甾醇的總摩爾數(shù)M＝(W-Δw)÷麥角甾醇的分子量，求得的結(jié)晶化率＝(Mc/M)×100。
此外，所得的粒狀聚集體的粒徑優(yōu)選為50μm或50μm以上，更優(yōu)選為100μm或100μm以上。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面，通過列舉實(shí)施例而描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
(實(shí)施例1)向使用500ml可分離燒瓶的間歇式結(jié)晶析出裝置中過濾500ml含有麥角甾醇濃度為4g/L的己烷溶液，一邊攪拌，一邊以0.2℃/分的冷卻速度將液溫由45℃冷卻至10℃。由35℃開始，每隔25分鐘，打開容器的上部利用注射器一次通入100ml經(jīng)40℃溫水加濕的空氣。冷卻結(jié)晶結(jié)束后，利用抽吸過濾裝置進(jìn)行固液分離，干燥后得到聚集體。所得晶體是粒徑100～200μm的粒狀聚集體，固液分離性良好，回收率(以裝料量為基準(zhǔn)，測定溶液濃度)為良好的78％。另外，使用熱重量分析裝置(セイコ-電子工業(yè)制TG/DTA220)，以10℃/分的升溫速度由30℃升溫至180℃，測定重量的減少量，求得結(jié)晶化率，該聚集體的結(jié)晶化率為66％。
(實(shí)施例2)連續(xù)地向內(nèi)徑30mm、高450mm的塔型連續(xù)結(jié)晶析出裝置供給濃度調(diào)整至4g/L麥角甾醇的己烷溶液。結(jié)晶析出裝置操作的進(jìn)行條件為，塔頂?shù)某隹跍囟?0℃、攪拌旋轉(zhuǎn)速度100rpm、液供給速度5ml/分(供給液維持在約50℃)、平均保留時(shí)間60分鐘。在裝置上端的氣相部位預(yù)先使氮?dú)饬魍?，其中所述氮?dú)馐峭ㄟ^由噴嘴加入水的收集管加濕的。對在裝置內(nèi)析出、沉降的結(jié)晶進(jìn)行取樣，結(jié)果得到粒徑200μm左右的粒狀聚集體，且固液分離性良好。裝置運(yùn)轉(zhuǎn)1小時(shí)后的回收率(以裝料量為基準(zhǔn)，測定裝置出口的溶液濃度)為良好的77％。另外，與上述同樣地進(jìn)行熱重量分析，其晶體的結(jié)晶化率為60％。
(實(shí)施例3)向使用500ml可分離燒瓶的間歇式結(jié)晶析出裝置中過濾500ml含有麥角甾醇濃度為4g/L的己烷溶液，一邊攪拌，一邊以0.2℃/分的冷卻速度將液溫由45℃冷卻至10℃。在冷卻過程中添加0.5ml水。添加的水不能溶于己烷，直到冷卻結(jié)束以液滴的形式存在。冷卻結(jié)束后，進(jìn)行固液分離，對結(jié)晶進(jìn)行減壓干燥后取出?；厥章?以裝料量為基準(zhǔn)，測定溶液濃度)為良好的87％，晶體形成針狀。另外，與上述同樣地進(jìn)行熱重量分析，該晶體的結(jié)晶化率為95％。
(比較例1)向使用500ml可分離燒瓶的間歇式結(jié)晶析出裝置中過濾500ml含有麥角甾醇濃度為4g/L的己烷溶液，一邊攪拌，一邊以0.2℃/分的冷卻速度將液溫由45℃冷卻至10℃。直到冷卻結(jié)束使裝置保持密閉狀態(tài)。冷卻結(jié)束后，進(jìn)行固液分離，對結(jié)晶進(jìn)行減壓干燥后取出。所得晶體是約200μm的粒狀聚集體，固液分離性良好，但是回收率(以裝樣量為基準(zhǔn)，測定溶液濃度)為較差的53％。
工業(yè)實(shí)用性通過本發(fā)明，能夠高收率地制得麥角甾醇晶體。另外，通過控制供應(yīng)的水量，能夠高收率地制得固液分離性良好的粒狀麥角甾醇聚集體。
權(quán)利要求
1.麥角甾醇的分離方法，其特征在于，在由含麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑溶液分離麥角甾醇時(shí)，向該溶液中提供水，使麥角甾醇析出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提供的水的量為在不與非水溶性有機(jī)溶劑分離成2種液相范圍內(nèi)的量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，含麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑溶液是從含麥角甾醇微生物中利用非水溶性有機(jī)溶劑提取麥角甾醇的溶液、或者利用其他溶劑提取后由非水溶性有機(jī)溶劑進(jìn)行交換而成的溶液。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，非水溶性有機(jī)溶劑是己烷、庚烷、辛烷或其混合物。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，水的提供方法是連續(xù)地或者間歇地對裝置的氣相部位進(jìn)行增濕的方法，其中所述裝置為使麥角甾醇析出的裝置。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，析出、分離的麥角甾醇是結(jié)晶化率為50％或50％以上-90％或90％以下的聚集體。
7.結(jié)晶化率為50％或50％以上-90％或90％以下的麥角甾醇聚集體。
全文摘要
本發(fā)明涉及麥角甾醇的分離方法，其特征在于，在由含麥角甾醇的非水溶性有機(jī)溶劑溶液分離麥角甾醇時(shí)，向該溶液中提供水，使麥角甾醇析出。通過使用本發(fā)明的方法，能夠高收率地制得麥角甾醇晶體。此外通過控制供應(yīng)的水量，能夠高收率地獲得固液分離性良好的粒狀麥角甾醇聚集體。
文檔編號C07J9/00GK1708508SQ20038010215
公開日2005年12月14日 申請日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月8日
發(fā)明者河內(nèi)秀夫 申請人:株式會社鐘化