СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАКТЕРИОХЛОРОФИЛЛА А Российский патент 2000 года по МПК C12P17/16 C07D487/22 

Изобретение относится к химии биологически активных соединений и касается усовершенствования способа получения бактериохлорофилла a, который используется в качестве исходного сырья при создании сенсибилизаторов второго поколения для фотодинамической терапии рака.

Бактериохлорофилл a представляет из себя сложную молекулу тетрагидропорфирина:

Известен единственный способ получения бактериохлорофилла a, основанный на экстракции пигментов метанолом из биомассы пурпурных фототрофных бактерий родов Rhodopseudomonas viridis и Rhodospirillum rubrum, упаривании экстракта под вакуумом, с последующей очисткой бактериохлорофилла a с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии [1].

К недостаткам этого метода следует отнести:
1) большие потери бактериохлорофилла a на стадиях упаривания и хроматографической очистки за счет интенсивного окисления,
2) высокую стоимость и сложность процесса высокоэффективной жидкостной хроматографии,
3) низкую производительность и выход процесса по бактериохлорофиллу a.

Целью изобретения является улучшение способа получения бактериохлорофилла a и повышение его выхода.

Поставленная цель достигается следующим образом.

Биомассу пурпурных фотосинтетических бактерий Rhodopseudomonas capsulata заливают диоксаном, перемешивают и подвергают центрифугированию. Полученный раствор разбавляют петролейным эфиром и встряхивают в делительной воронке. Образуется два слоя. Нижний водно-диоксановый слой содержит водорастворимые вещества из экстракта, верхний - бактериохлорофилл a, каротиноиды, липиды и другие жирорастворимые продукты. Легкую фракцию отделяют и разбавляют двумя объемами воды. При встряхивании диоксан перераспределяется из петролейного эфира в воду и бактериохлорофилл a постепенно начинает выпадать в осадок. Суспензии дают отстояться и затем отфильтровывают. Полученный бактериохлорофилл a - сырец, растворяют в хлороформе (20 мл на 1 г бактериохлорофилла) и переосаждают петролейным эфиром (10 мл на 1 мл хлороформа) и затем отфильтровывают. Операцию переосажления повторяют несколько раз до тех пор, пока спектральные характеристики и ТСХ не подтвердят гомогенность соединения. Выход целевого продукта составляет от 1.2 до 1.5 г на 1 кг биомассы.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:
1) замена метанола на диоксан при экстракции бактериохлорофилла а из биомассы пурпурных бактерий,
2) осаждение бактериохлорофилла, что позволяет существенно ускорить очистку целевого продукта,
3) отказ от хроматографических методов очистки, ведущих к значительному окислению бактериохлорофилла.

Пример 1. 500 г замороженной биомассы Rhodopseudomonas capsulata (20% воздушно-сухой массы) заливают 1.1 л диоксана, после размораживания перемешивают, центрифугируют в течение 10 мин со скоростью 3000 об/мин, декантируют и помещают в двухлитровую делительную воронку вместе с 0.5 л петролейного эфира (т.кип. 70 - 90^oC). Смесь встряхивают и дают отстояться. Верхний слой отделяют и встряхивают с 1 л воды для частичной экстракции диоксана, при этом из петролейного эфира постепенно выпадает осадок бактериохлорофилла. Водный слой сливают, а углеводородный слой фильтруют под вакуумом. Осадок высушивают, растворяют в 20 мл хлороформа и заливают 200 мл петролейпого эфира. Выпавший осадок бактериохлорофилла отфильтровывают. Операцию переосаждения повторяют два раза.

Выход 0.60 г.

Электронный спектр в хлороформе, λ_max (соотношение интенсивностей) : 367, 581, 778 нм (1: 0.30: 0.95).

H¹ЯМР, (CDCl₃) м. д. : 9.4, 8.52, 8.38, 6.44, 4.21, 4.10, 3.86, 3.66, 3.44. 3.33, 2.5, 1.58, 1.41.

Пример 2. 300 г предварительно замороженной биомассы Rhodopseudomonas capsulata (18% воздушно-сухой массы) размораживают, заливают 0.7 л диоксана, тщательно перемешивают, центрифугируют, декантируют. Шрот заливают 0.1 л диоксана, центрифугируют, декантируют. Экстракты объединяют и помещают в двухлитровую делительную воронку вместе с 0.3 л петролейного эфира. Смесь встряхивают и дают отстояться. Нижний слой отделяют, а к верхнему приливают 1 л воды и встряхивают. После отстаивания водный слой сливают, а углеводородный слой фильтруют под вакуумом. Осадок промывают петролейным эфиром (2 раза по 50 мл), высушивают, растворяют в 15 мл хлороформа и бактериохлорофилл переосаждают 150 мл петролейного эфира. Осадок бактериохлорофилла отфильтровывают, промывают 100 мл холодного петролейного эфира и высушивают в вакуум-эксикаторе под вакуумом над парафином.

Выход 0.41 г.

Пример 3. 660 г предварительно замороженной и размороженной биомассы Rhodopseudomonas capsulata (22% а.с.в.) заливают 1.2 л диоксана, тщательно перемешивают и оставляют на 12 ч. Экстракт центрифугируют, декантируют и помещают в двухлитровую делительную воронку вместе с 0.5 л петролейного эфира. Смесь встряхивают и дают отстояться. Нижнюю фракцию отделяют, а к верхней фракции приливают 1 л воды и встряхивают. После отстаивания водный слой сливают, а углеводородный слой фильтруют под вакуумом. Осадок высушивают, растворяют в 50 мл хлороформа, к раствору постепенно добавляют 300 мл петролейного эфира. Выпавший осадок бактериохлорофилла отфильтровывают и высушивают.

Выход 1.05 г.

Пример 4. Способ осуществляют по примеру 1, экстракцию из диоксана и переосаждение из хлороформа проводят гексаном.

Выход 0.62 г.

Литература:
1. Berger, G.; Kleo, J.; Andrianambinintsoa, S.; Neumann, J. M; Leonhard, M.// Preparation and purification of chlorophylls, bacteriochlorophylls and of their derivatives. // J. Liq. Chromatogr., 13(2), 333-44, 1990.5

Изобретение относится к химии биологически активных соединений и применяется в фотодинамической терапии рака. Бактериохлорофилл а экстрагируют диоксаном с последующим переводом пигмента в петролейный эфир. Целевой продукт отделяют при уменьшении содержания диоксана в петролейном эфире. Проводят очистку целевого продукта переосаждением бактериохлорофилла а из хлорированных углеводородов насыщенными углеводородами. Способ позволяет повысить выход целевого продукта и снизить его себестоимость.

Способ получения бактериохлорофилла путем разрушения клеточных стенок в биомассе пурпурных бактерий, экстракции природного пигмента органическим растворителем и очистки целевого продукта, отличающийся тем, что экстракцию бактериохлорофилла а ведут диоксаном с последующим переводом пигмента в петролейный эфир и отделением целевого продукта при уменьшении содержания диоксана в петролейном эфире, а очистку целевого продукта проводят путем переосаждения бактериохлорофилла а из хлорированных углеводородов насыщенными углеводородами.