Область техники
Настоящее изобретение относится к области экстракции каннабиноидов из растительного материала; в частности, оно относится к экстракции (-)-каннабидиола (CBD) и получению его в форме высокочистых кристаллов из сортов технической конопли.
Предшествующий уровень техники
Каннабиноиды или каннабинолы представляют собой химические вещества природного происхождения и биохимически классифицируются как терпенофенолы. Они представляют собой соединения, объединенные способностью взаимодействовать с каннабиноидными рецепторами.
Термином «каннабиноиды» обычно обозначают семейство химических соединений, присутствующих в Cannabis sativa.
К настоящему моменту идентифицировано около семидесяти таких соединений, из которых наиболее важными являются:
тетрагидроканнабинол (THC, Δ9-THC), каннабидиол (CBD), тетрагидроканнабиварин (THCV), каннабинол (CBN), каннабихромен (CBC), каннабициклол (CBL), каннабиелсоин (CBE), каннабигерол (CBG), каннабинодиол (CBND), каннабитриол (CBT), каннабиварин (CBV), каннабидиварин (CBDV), каннабихромеварин (CBCV), каннабигероварин (CBGV), и каннабигерола моноэтиловый эфир (CBGM).
Недавно на рынок был выведен Sativex – лекарственное средство, экстрагированное из Cannabis Sativa, со стандартизованным содержанием каннабиноидов (THC и CBD).
Каннабиноиды находятся в растениях конопли Cannabis sativa в форме их карбоксильных производных, каннабиноидных карбоновых кислот, из которых получают так называемые “нейтральные каннабиноиды” посредством декарбоксилирования, т.е. отщепления CO2. Так, например, каннабидиол (CBD) образуется при декарбоксилировании каннабидиоловой кислоты (CBDA).
(-)-Каннабидиол (CBD) может находиться в растениях как в кислотной форме (CBDA), так и в декарбоксилированной форме (CBD). Большее или меньшее количество той или иной формы каннабиноида в биомассе может зависеть как от условий произрастания растений и от параметров окружающей среды, так и от условий, применяемых при дальнейшей переработке и хранении. В процессе переработки технической конопли биомасса может подвергаться сушке, которая вследствие нагревания может приводить к декарбоксилированию кислотной формы каннабиноида (CBDA) до его декарбоксилированной формы (CBD). Этот процесс декарбоксилирования может протекать даже при низкой температуре (при комнатной температуре), если биомасса хранится длительное время перед использованием.
Процессы выделения нейтральных каннабиноидов, в частности CBD, известные в данной области техники (см., например, описание в US2015/0038567), довольно трудоемкие, и не всегда возможно получить их с высокой степенью чистоты посредством способов, легко применимых в промышленных масштабах.
Целью настоящего изобретения является разработка способа получения CBD или других нейтральных каннабиноидов из технических сортов конопли в высокочистой кристаллической форме.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение позволяет решить указанные выше проблемы посредством способа получения CBD или других нейтральных каннабиноидов, где указанный способ включает:
i) контактирование биомассы, содержащей CBD и/или CBDA, или указанный другой нейтральный каннабиноид или в форме карбоновой кислоты, с экстрагирующим растворителем в течение по меньшей мере 10 минут при температуре от 0°C до температуры кипения растворителя, с получением, после удаления биомассы, проэкстрагированного раствора; при этом указанный экстрагирующий растворитель выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана, ацетона, пропанола, этанола, метанола, этилацетата, толуола, метиленхлорида и их смесей;
продолжение согласно процессу (A), включающему:
ii-a) контактирование проэкстрагированного раствора с водно-спиртовым раствором и доведение значения pH до 7,5-12,5 подходящим щелочным раствором, с получением, после разделения фаз, первой водно-спиртовой фазы и первой органической фазы; в случае когда экстрагирующий растворитель представляет собой смешивающийся с водой растворитель, добавляют также первый несмешивающийся с водой растворитель, выбранный из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, метилциклогексана и их смесей;
iii-a) контактирование первой водно-спиртовой фазы со вторым несмешивающимся с водой растворителем и кислым раствором, подходящим для доведения значения pH до 2,0-6,5 с получением второй органической фазы и второй водно-спиртовой фазы; указанный второй несмешивающийся с водой растворитель выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, метилциклогексана и их смесей;
iv-a) упаривание второй органической фазы и нагревание полученного масла при температуре между 65°C и 180°C в течение по меньшей мере 10 минут с достижением декарбоксилирования CBDA до CBD;
или продолжение согласно процессу (B), включающему:
ii-b) упаривание проэкстрагированного раствора до получения проэкстрагированного масла, и контактирование полученного проэкстрагированного масла со спиртом при температуре ниже 20°C в течение по меньшей мере 10 минут с получением суспензии экстракта и восков, где указанный спирт выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола и их смесей;
iii-b) фильтрование и упаривание суспензии с получением освобожденного от воска проэкстрагированного масла и контактирование полученного освобожденного от воска проэкстрагированного масла с несмешивающимся с водой органическим растворителем и водно-спиртовым раствором, с получением органической фазы, содержащей освобожденный от воска и смолы экстракт, и водно-спиртовой фазы, содержащей смолы;
iv-b) упаривание органической фазы, содержащей освобожденный от воска и смолы экстракт, и хроматография полученного остатка на силикагеле с применением подходящего элюента со сбором фракций, содержащих CBD или другой нейтральный каннабиноид;
и в заключение
v) кристаллизация CBD или другого нейтрального каннабиноида из третьего несмешивающегося с водой растворителя, выбранного из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана и их смеси.
Неожиданно было обнаружено, что способ экстракции и выделения (-)-каннабидиола (CBD) по настоящему изобретению можно применять к “биомассе”, имеющей любое соотношение кислотной формы (CBDA) и декарбоксилированной формы (CBD), согласно любому из двух процессов, обозначенных в настоящем тексте как процесс А и процесс В.
Следует отметить, что благодаря своей особенной простоте процесс А показан для применения в области фармакологии, в которой действуют более ограничивающие правила.
Помимо выделения CBD, процесс B можно применять также для получения других каннабиноидов (например, CBG, CBN и т.д.).
Подробное описание изобретения
Согласно настоящему изобретению, растворители пентан, гексан, гептан и октан представляют собой н-пентан, н-гексан, н-гептан, н-октан или смеси их изомеров.
Предпочтительно, согласно настоящему изобретению применяемое сырье (т.е. биомасса) представляет собой техническую коноплю (вид Cannabis Sativa; подвид Sativa). Как равноценно предпочтительная альтернатива могут применяться сорта технической конопли, например: Antal, Armanca, Beniko, Bialobrzeskie, Cannakomp, Carma, Carmagnola, Carmaleonte, Chamaeleon, Codimoro, CS, Dacia Sacuieni, Delta-Ilosa, Delta-405, Denise, Diana, Dioica 88, Eletta Campana, Epsilon 68, Fedora 17, Felina 32, Férimon, Fibranova, Fibrol, Finola, Futura 75, Ivory, KC Bonusz, KC Dora, KC Virtus, KC Zuzuna, Kompolti, KompoltiHibrid TC, Lipko, Lovrin 110, Marcello, Markant, Monica, Rajan, Ratza, Santhica 23, Santhica 27, Santhica 70, SecuieniJubileu, Silvana, Szarvasi, Tiborszallasi, Tisza, Tygra, Uniko B, Uso-31, Wielkopolkie, Wojko, Zenit.
Биомассу предпочтительно тонко измельчают перед проведением экстракции растворителем согласно способу, описанному в настоящем изобретении.
Процесс A
Предпочтительно, экстракцию CBDA и CBD проводят путем введения конопли в контактирование с растворителем, выбранным из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана и их смесей; более предпочтительно в качестве экстрагирующего растворителя применяют гексан (н-гексан или смесь изомеров).
Экстракцию согласно процессу A предпочтительно проводят при температуре между 0°C и 35°C, более предпочтительно между 10 и 25°C, в течение по меньшей мере 10 минут.
Согласно процессу A по настоящему изобретению, кислотную форму (CBDA) отделяют от декарбоксилированной формы (CBD) и от примесей путем добавления водно-спиртового раствора, в котором спирт выбран из группы, состоящей из этанола, метанола, предпочтительно из метанола. Отделение проводят путем добавления при перемешивании подходящего щелочного раствора, предпочтительно применяют 30%-ный раствор NaOH, доводя pH до значения между 7,5 и 12,5, более предпочтительно между 8,0 и 8,5, еще более предпочтительно между 8,2 и 8,3. Было обнаружено, что pH 8,2-8,3 особенно предпочтительно для того, чтобы в водно-спиртовую фазу не экстрагировались также жирные кислоты, такие как омега-3 или омега-6 жирные кислоты, которые иногда присутствуют даже в значительных количествах в исходной биомассе.
Отделяют первую водно-спиртовую фазу и экстрагируют CBDA путем добавления при перемешивании второго более или менее неполярного несмешивающегося с водой растворителя, предпочтительно используют гексан (н-гексан или смесь изомеров), и раствора кислоты, предпочтительно используют раствор уксусной кислоты, доводя pH до значения между 6,5 и 2,0, предпочтительно между 4,5 и 5,5, еще более предпочтительно между 4,8 и 5,2.
Вторую органическую фазу упаривают до получения масла, и содержащийся в нем CBDA декарбоксилируют до CBD, выдерживая масло при температуре между 65°C и 180°C в течение по меньшей мере 10 минут.
Затем кристаллизуют CBD.
Процесс B
Экстракцию CBDA и CBD проводят путем введения конопли в контактирование с растворителем, предпочтительно выбранным из группы, состоящей из ацетона, пропанола, этанола, метанола, этилацетата, толуола, н-гексана или смеси изомеров гексана; более предпочтительно из метанола, при температуре кипения растворителя в течение по меньшей мере 10 минут. При необходимости суспензию перемешивают до полного декарбоксилирования CBDA в CBD.
Суспензию можно кипятить даже в течение 60 часов или больше.
Биомассу отделяют фильтрованием или центрифугированием, и раствор, содержащий CBD, упаривают до получения масла.
Воска, содержащиеся в проэкстрагированном растворе, отделяют путем добавления спирта, предпочтительно используют метанол, поддерживая температуру ниже 20°C, предпочтительно 4-10°C, еще более предпочтительно 4°C, в течение по меньшей мере 10 минут. Суспензию фильтруют, и освобожденный от воска раствор упаривают с получением масла.
Смолы удаляют из полученного масла путем добавления при перемешивании подходящего растворителя, выбранного из группы, состоящей из толуола, пентана, гексана, гептана, октана и их смесей; предпочтительно применяют гексан (н-гексан или смесь изомеров); и водно-спиртового раствора, в котором спирт выбран из группы, состоящей из этанола и метанола; предпочтительно применяют метанол.
Гексановую фазу упаривают с получением масла и загружают на колонку с силикагелем, применяя элюирующую фазу, предпочтительно смесь гексана (н-гексана или смеси изомеров) и этилацетата, предпочтительно в соотношении между 20:1 и 5:1, еще более предпочтительно 10:1.
Фракции, содержащие очищенный CBD, объединяют, упаривают до получения масла и кристаллизуют содержащийся в нем CBD.
Кристаллизация
Кристаллизация CBD, полученного из процесса А или из процесса В, протекает при добавлении при перемешивании 0,3-3 объемов, предпочтительно 0,5-1, еще более предпочтительно 0,6 объемов растворителя, относительно веса масла. Растворитель выбирают из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана и метилциклогексана, предпочтительно в качестве кристаллизационного растворителя применяют гексан или гептан (или смеси их изомеров) или метилциклогексан, при температуре ниже 30°C в течение по меньшей мере 10 минут. Опционально кристаллизацию стимулируют добавлением минимального количества кристаллов CBD.
Эту стадию кристаллизации опционально можно повторять второй раз для получения продукта, имеющего еще более высокую чистоту, посредством добавления при перемешивании 0,3-3 объемов, предпочтительно 0,5-2,5, еще более предпочтительно 2 объемов растворителя, относительно веса масла.
Обеспечивающий преимущество аспект настоящего изобретения состоит в том, что процессы А и В можно интегрировать, потому что стадии от ii-b до iv-b можно применять к первой органической фазе, полученной со стадии ii-a в процессе A, для выделения содержащегося в ней CBD или другого нейтрального каннабиноида.
Настоящее изобретение будет более понятно в свете описанных далее вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 – показаны диаграммы ВЭЖХ двух экстрактов конопли с разными соотношениями CBDA и CBD и соответствующие времена удерживания (RT).
Экспериментальная часть
Материалы и методы
ВЭЖХ
Колонка = Thermo Accucore C18 (100 x 4,6 мм; 2,6 мкм).
Температура = 50°C.
Элюирующая фаза = градиент - вода (H3PO4 0,05%)/ацетонитрил.
Детектор = УФ (200 - 210 нм).
Время удерживания RT (CBDA) = около 4 минут
Время удерживания RT (CBD) = около 5 минут
Пример 1. Получение CBD из конопли, имеющей соотношение CBDA/CBD около 70/30, путем экстракции и отделения кислотной формы (CBDA) (процесс A) (тесты Q207D/394 и Q207D/396)
Экстракция гексаном биомассы (тест Q207D/394)
132 кг гексана и 40 кг тонко измельченной конопли помещали в 250-литровый стальной реактор, оснащенный мешалкой, и перемешивали при температуре 20°C в течение 4 часов.
По прошествии указанного времени суспензию извлекали из реактора и фильтровали в вакууме в 2 порции. Биомассу, оставшуюся на фильтре от каждой порции, промывали 10 литрами гексана.
Отфильтрованный раствор загружали в реактор и упаривали в вакууме при температуре <35°C до наименьшего возможного объема. Получали 7,48 кг упаренного раствора, содержащего 508,64 г CBDA + 125,7 г CBD (по данным ВЭЖХ анализа).
Упаренный раствор хранили при температуре <30°C для последующих стадий.
Отделение CBDA от CBD (тест Q207D/396)
1001,0 г упаренного раствора (содержит 77,7 г CBDA + 16,8 г CBD), 540 мл метанола, 810 мл деминерализованной воды и 5 г бисульфита натрия помещали в трехлитровую четырехгорлую стеклянную колбу, оснащенную мешалкой. Значение pH доводили до 12,0 при перемешивании путем добавления 30%-ного раствора NaOH (около 125 мл). Всю полученную смесь переносили в делительную воронку для отделения верхней гексановой фазы (1) от нижней водно-метанольной фазы (1).
Обе фазы изымали из делительной воронки, не смешивая друг с другом, и переносили верхнюю гексановую фазу (1) обратно в четырехгорлую колбу, в которую при перемешивании добавляли 160 мл метанола, 240 мл деминерализованной воды и 5 г бисульфита натрия. Значение рН доводили до 12,5 путем добавления 30%-ного раствора NaOH.
Полученную смесь переносили в делительную воронку для отделения верхней гексановой фазы (2) от нижней водно-метанольной фазы (2).
Две водно-метанольные фазы (1) и (2) объединяли в четырехгорлой колбе и добавляли 400 мл гексана. При перемешивании понижали значение рН до 5,5 путем добавления ледяной уксусной кислоты, и полученную смесь переносили в делительную воронку для отделения верхней гексановой фазы (3) от нижней водно-метанольной фазы (3).
Гексановую фазу (2) переносили в четырехгорлую колбу и добавляли равный объем деминерализованной воды. При перемешивании понижали значение рН до 5,5 при перемешивании путем добавления ледяной уксусной кислоты, и полученную смесь переносили в делительную воронку для отделения верхней гексановой фазы (4) от нижней водной фазы (4).
Результаты (ВЭЖХ анализ)
Декарбоксилирование CBDA, содержащегося в гексановой фазе (3)
Гексановую фазу (3) помещали в 500-миллилитровую 4-горлую колбу, оснащенную мешалкой и холодильником для сбора отгоняющегося гексана, и подвергали декарбоксилированию в глицериновой бане, нагретой до температуры 120°C, при перемешивании в течение примерно 7 часов. Упаренный до состояния масла раствор охлаждали до комнатной температуры, разбавляли добавлением 150 мл гексана и фильтровали через слой диатомита в вакууме.
Отфильтрованный раствор снова упаривали на роторном испарителе при температуре 45°C, получая 77,7 г масла (содержит 65,9 г CBD).
Кристаллизация CBD
Полученные 77,7 г масла переносили в 250-миллилитровую четырехгорлую колбу, оснащенную мешалкой, и добавляли 77 мл гексана. Полученную смесь перемешивали 3 часа в холодной комнате при 4°C. По прошествии указанного времени отфильтровывали кристаллическое твердое вещество (тоже в холодной комнате при 4°C) на стеклянном фильтре (G3) и промывали двумя порциями по 25 мл холодного гексана. Получали 46,5 г кристаллов, имеющих чистоту 98,9% по данным ВЭЖХ.
Выделение CBD из маточного раствора от кристаллизации
Маточные растворы, полученные на предшествующей стадии кристаллизации, упаривали на роторном испарителе при температуре 45°C, получая 31 г масла, которое переносили в 100-милилитровую четырехгорлую колбу (оснащенную мешалкой) в холодной комнате при 4°C. Добавляли в масло 15 мл гексана. Полученную смесь выдерживали при перемешивании 6 часов. По прошествии указанного времени отфильтровывали кристаллическое твердое вещество (тоже в холодной комнате при 4°C) на стеклянном фильтре (G3) и промывали тремя порциями по 5 мл холодного гексана. Получали 6,0 г кристаллов, имеющих чистоту 97,9% по данным ВЭЖХ.
Пример 2. Выделение CBD и CBDA, присутствующих в первой гексановой фазе (процесс A), методом хроматографии (процесс B) (тест N° Q207F/594)
Удаление восков
87,7 г первой гексановой фазы, полученной по способу (A), содержащей 1,98 г CBD и 0,48 г CBDA, упаривали до получения масла на роторном испарителе в вакууме при температуре 50°C. Добавляли в масло 50 мл метанола, и полученную смесь охлаждали до -20°C на одну ночь.
Суспензию фильтровали в вакууме на стеклянном фильтре (G3), и оставшиеся на фильтре воска промывали двумя порциями по 50 мл холодного метанола. Отфильтрованный продукт упаривали на роторном испарителе в вакууме при температуре 50°C, получая 8,1 г масла, содержащего 1,60 г CBD и 0,31 г CBDA.
Хроматография на силикагеле:
100 г силикагеля упаковывали в стеклянную колонку (диаметр 5 см, высота 20 см) и уравновешивали с применением 250 мл подвижной фазы (гексан-этилацетат 10:1).
8,1 г масла с предыдущей стадии загружали на колонку после разбавления примерно 8 миллилитрами подвижной фазы. Начинали элюирование под действием силы тяжести и собирали 12 фракций по 22 г каждая. Для фракций с 4-й по 12-ю (включительно) проводили ВЭЖХ анализ для подтверждения содержания CBD и относительной чистоты.
Результаты
Объединяли фракции с 4-й по 9-ю включительно (фракции с высокой степенью чистоты) с общим содержанием CBD 1,41 г, и фракции с 10-й по 12-ю включительно (фракции со средней степенью чистоты), с общим содержанием CBD 0,138 г.
Пример 3. Получение CBD в лабораторном масштабе из конопли, имеющей соотношение CBDA/CBD около 90/10, путем экстракции и отделения кислотной формы (CBDA) (процесс A) (тест Q207E/515)
Экстракция гексаном из биомассы
2 кг тонко измельченной конопли и 10 литров гексана (смесь изомеров) помещали в 15-литровую стеклянную колбу, оснащенную мешалкой. Полученную смесь перемешивали при комнатной температуре 4 часа. После этого суспензию фильтровали через фильтровальную бумагу на воронке Бюхнера в вакууме, промывая биомассу на фильтре 6 литрами гексана. Отфильтрованный раствор упаривали на роторном испарителе в вакууме при температуре 30°C до объема 860 мл.
Отделение CBDA от CBD
Отфильтрованный раствор, содержащий 21,23 г CBDA и 1,8 г CBD (значения определены методом ВЭЖХ анализа), помещали в трехлитровую четырехгорлую стеклянную колбу, оснащенную мешалкой, и добавляли 478 мл метанола и 360 мл деминерализованной воды.
Значение pH повышали до 8,2 путем добавления при интенсивном перемешивании примерно 7 мл 30%-ного раствора NaOH.
Полученную смесь переносили в делительную воронку для отделения верхней гексановой фазы (1) от нижней водно-метанольной фазы (1).
Метально водную фазу (1) переносили обратно в четырехгорлую колбу и добавляли 740 мл гексана (смесь изомеров) при перемешивании. Значение pH доводили до 5,0 добавлением примерно 20 мл ледяной уксусной кислоты.
Полученную смесь переносили в делительную воронку для отделения верхней гексановой фазы (2) от нижней водно-метанольной фазы (2).
Декарбоксилирование CBDA, содержащегося в гексановой фазе (2)
Гексановую фазу (2) помещали в 1-литровую четырехгорлую колбу, оснащенную мешалкой и холодильником для сбора отгоняющегося гексана, и подвергали декарбоксилированию в глицериновой бане, нагретой до температуры 120°C, при перемешивании в течение примерно 4 часов.
Кристаллизация CBD
Раствор, содержащий CBD, упаривали на роторном испарителе в вакууме при температуре 50°C, получая 24,3 г масла, которое разбавляли добавлением 14,5 мл гексана (смесь изомеров) в холодной комнате при 4°C. По прошествии указанного времени суспензию фильтровали на стеклянном фильтре G3, и кристаллическое твердое вещество промывали двумя порциями по 6 мл холодного гексана. Получали 10,1 г влажных кристаллов CBD, имеющих чистоту 99,6%, и 42,2 г маточного раствора, содержащего 3,88 г CBD.
Пример 4. Получение пилотной партии CBD из конопли, имеющей соотношение CBDA/CBD около 90/10, путем экстракции и отделения его кислотной формы (CBDA) (процесс A) (продукт P56/38/047)
Экстракция гексаном из биомассы
150 кг тонко измельченной конопли и 700 литров гексана (смесь изомеров) помещали в стальной сушильный фильтр, оснащенный мешалкой. Эту смесь перемешивали 1 час при комнатной температуре. После этого перемешивание останавливали, и суспензию фильтровали под давлением азота. Отфильтрованный продукт, содержащий CBDA, собирали в емкость. Биомассу, оставшуюся на фильтре, промывали двумя порциями по 450 литров гексана, перемешивая при комнатной температуре в течение 1 часа и удаляя фильтрат каждый раз в накопительную емкость давлением азота.
Отработанную биомассу удаляли из сушильного фильтра, в который загружали еще 150 кг конопли для второй экстракции.
Предварительное концентрирование:
Отфильтрованные растворы, полученные от двух экстракций по 150 кг конопли в каждой порции, объединяли в стальном реакторе, оснащенном рубашкой с регулируемой температурой, системой перемешивания и холодильником, и упаривали в вакууме при температуре 30°C до объема примерно 180 литров.
Отделение CBDA от CBD
180 литров предварительно сконцентрированного раствора загружали в 250-литровый стальной реактор, оснащенный рубашкой с регулируемой температурой, мешалкой и холодильником, и упаривали в вакууме при температуре между 16 и 20°C до финального объема около 130 литров. Загружали в реактор 54 литра питьевой воды и 57 литров метанола. Значение рН доводили до 8,2 при перемешивании, посредством добавления 30%-ного раствора гидроксида натрия. Выдерживали систему в покое 60 минут. Отдельно выгружали фазы, водно-спиртовую фазу снова загружали в реактор и добавляли 76,6 кг гексана (смесь изомеров). Значение pH при перемешивании доводили до 5,0 добавлением 3,75 литра ледяной уксусной кислоты, и смесь выдерживали в покое 1 час.
Нижнюю водно-спиртовую фазу (115 кг) переносили в танк для утилизации, а верхнюю гексановую фазу упаривали в вакууме при температуре около 50°C до финального веса около 27 кг, затем ее использовали в следующей стадии декарбоксилирования.
Декарбоксилирование CBDA, содержащегося в гексановой фазе (2)
4 гексановые фазы с предыдущих стадий, содержащие 14,48 кг CBDA (по данным ВЭЖХ анализа) объединяли в 250-литровом стальном реакторе, оснащенном рубашкой с регулируемой температурой и мешалкой, и упаривали при температуре 50°C до получения масла. Температуру доводили примерно до 120°C при перемешивании в течении 4 часов. После этого добавляли в реактор 13,6 кг гексана (смесь изомеров), и 30,3 кг раствора использовали в последующей стадии кристаллизации.
1-я кристаллизация CBD
30,3 кг раствора CBD с предыдущей стадии фильтровали через бумагу в вакууме на воронке Бюхнера и загружали в 25-литровый стеклянный реактор, оснащенный мешалкой. Раствор упаривали до получения масла в вакууме при температуре 50°C и, после охлаждения до 35°C, добавляли 6 кг гексана (н-гексана). Раствор охлаждали до 20°C и инициировали кристаллизацию добавлением 20 г кристаллического CBD.
Через 30 минут температуру доводили до 4°C и перемешивали в течение 12 часов.
Суспензию фильтровали через бумажный фильтр в вакууме на воронке Бюхнера, и полученные кристаллы промывали 6 литрами холодного гексана (н-гексан). Получали 8,16 кг влажного кристаллического CBD с LOD = 0,33% и чистотой 98,6%, и 12,65 кг маточных растворов, содержащих 2,96 кг CBD.
2-я кристаллизация CBD
8,16 кг кристаллического CBD с предыдущей стадии загружали в 25-литровый стеклянный реактор, оснащенный мешалкой, добавляли 8,48 кг гексана (н-гексана) при 35°C при перемешивании до полной солюбилизации. Температуру доводили до 4°C постепенным снижением и выдерживали при этой температуре 12 часов.
Суспензию фильтровали на бумажном фильтре в вакууме на воронке Бюхнера, и кристаллы на фильтре промывали 6,7 литрами холодного гексана (н-гексана). Получали 6,94 кг влажных кристаллов с чистотой 99,4%, и 11,9 кг маточного раствора, содержащего 625 г CBD.
Пример 5. Получение CBD методом хроматографии на силикагеле в промышленном масштабе (процесс B)
Экстракция CBD метанолом из биомассы (см. FDL # 2728PF_01_01)
В 6000-литровый стальной реактор, оснащенный рубашкой для регулировки температуры и мешалкой, помещали 3500 кг метанола и, при перемешивании, 1000 кг тонко измельченной биомассы. Температуру доводили до 63-67°C при кипячении. Смесь перемешивали до момента, когда процентное содержание CBDA было ≤ 7% относительно CBD (примерно 60 часов). После понижения внутренней температуры реактора до 15–25°C, суспензию фильтровали центрифугированием через парусину при 450-500 об/мин в течение 20-25 минут, промывая биомассу 3 раза по 20 кг метанола, в течение 25-30 минут. Для удаления восковых компонентов, отфильтрованный раствор снова загружали в реактор и упаривали в вакууме при температуре 50°C, до получения подвижного маслянистого остатка, в который добавляли 300 литров метанола. Температуру реактора доводили до 63-67°C, осуществляя отгонку в вакууме при кипячении в течение 30 минут. После этого температуру понижали до -5 – -10°C и медленно перемешивали суспензию примерно 12 часов, по окончании которых температуру повышали до 5-10°C. Добавляли 22 кг диатомита при перемешивании, и суспензию фильтровали посредством центрифугирования через парусину при 450-500 об/мин в течение 60 минут, осуществляя 3 промывки примерно по 40 кг холодного метанола (5-10°C) каждая в течение 35-40 минут.
Удаление смол (см. FDL # 2728PF_02_01)
Отфильтрованный раствор снова загружали в реактор и упаривали в вакууме при температуре 50°C, до получения подвижного маслянистого остатка, в который добавляли 400 литров метанола. Температуру реактора доводили до 63-67°C, осуществляя отгонку в вакууме при кипячении в течение 30 минут. После этого температуру понижали до 15-25°C и загружали в реактор 150 кг гексана и 150 литров деминерализованной воды. Смесь выдерживали при перемешивании при температуре 15-25°C в течение 30 минут и затем в покое еще 30 минут, давая разделиться нижней водно-метанольной фазе (1) и верхней гексановой фазе (1). Водно-метанольную фазу (1) переносили во второй реактор, в который загружали также 75 кг гексана. Смесь выдерживали при перемешивании при температуре 15-25°C в течение 30 минут и затем в покое еще 30 минут, давая разделиться нижней водно-метанольной фазе (2) и верхней гексановой фазе (2). Водно-метанольную фазу (2) удаляли из реактора и загружали в реактор гексановую фазу (1). Объединенные таким образом две гексановые фазы упаривали в вакууме при температуре 50°C, получая 43 кг сконцентрированного раствора. Образец сконцентрированного продукта отбирали для определения содержания CBD.
Результаты
Сухой вес = 43,9 кг
Общее содержание CBD = 16,0 кг
Соотношение CBD/сухой вес x 100 = 36,4%
Хроматография на силикагеле (см. FLD # 2728PF_03A_01)
В стальную колонку (диаметр 80 см, высота 200 см) упаковывали 400 кг силикагеля и уравновешивали 1000 литрами подвижной фазы (гексан-этилацетат 10:1) при скорости потока 250-300 литров/час.
43,9 кг освобожденного от смол экстракта разбавляли гексаном (смесь изомеров) до общего веса 54 кг и загружали на колонку. Элюировали подвижной фазой (гексан-этилацетат 10:1) при скорости потока 250-300 литров/час. Собирали 11 фракций по 100 кг каждая и анализировали их методом ВЭЖХ для подтверждения содержания CBD и определения относительной чистоты.
Результаты
(% площади)
Фракции, имеющие по данным ВЭЖХ чистоту от 86,6% до 91,7% (фракции с высокой степенью чистоты), объединяли для последующей кристаллизации. Фракции с чистотой от 81,1% до 84,7% объединяли (фракции со средней степенью чистоты) и очищали на колонке после объединения с другими фракциями, имеющими среднюю степень чистоты, от других хроматографических очисток.
1-я кристаллизация CBD (см. FDL # 2728PF_01_02)
69,5 кг объединенных фракций с высокой степенью чистоты от двух очисток на силикагеле, содержащие 25,27 кг CBD, собирали, фильтровали под вакуумом через парусину, загружали в 250-литровый стальной реактор, имеющий рубашку с регулируемой температурой и мешалку, и упаривали до получения масла в вакууме при температуре 45°C. В конце упаривания температуру повышали до 70°C при продолжающемся перемешивании на 3 часа. Затем понижали температуру до 30°C и добавляли 18 литров гексана (смесь изомеров). Температуру понижали до 15-21°C и инициировали кристаллизацию добавлением 20 г кристаллов CBD. Температуру далее понижали до 4°C, и смесь выдерживали при перемешивании 12 часов. Суспензию выгружали из реактора и отделяли «сырой» кристаллический CBD вакуумным фильтрованием через парусину, проводя три цикла промывки кристаллов холодным гексаном общим количеством 12,6 литров. Получали 20 кг влажного кристаллического CBD (имеющего чистоту по ВЭЖХ, равную 99,22%) с потерей при сушке 7,9%, что эквивалентно 18,4 кг высушенного продукта, и 32 кг маточного раствора от кристаллизации.
Выделение CBD из маточного раствора от кристаллизации (см. FDL # 2728PF_01_02)
23 кг маточного раствора от кристаллизации упаривали в стеклянном 25-литровом реакторе, снабженном рубашкой для регулировки температуры и вакуумной мешалкой, при температуре 50°C до объема 19 литров. Добавляли 5 литров гексана (смесь изомеров) и, после охлаждения до температуры 4°C, инициировали кристаллизацию добавлением 7 г кристаллического CBD, перемешивая при 4°C в течение ночи. Суспензию фильтровали в вакууме через фильтровальную бумагу и промывали полученные кристаллы 2 литрами холодного гексана (смесь изомеров).
Получали 3,2 кг влажных кристаллов (имеющих чистоту по ВЭЖХ, равную 95,94%).
Пример 6. Кристаллизация CBD в метилциклогексане (тест Q207F/576B)
25 г кристаллического CBD, полученного согласно процессу A по примеру 4, растворяли при комнатной температуре при перемешивании в 250 мл гексана (смесь изомеров) в 500-миллилитровой стеклянной колбе, оснащенной магнитной мешалкой, и оставляли стоять на ночь. Раствор фильтровали дважды в вакууме через стеклянный пористый фильтр с пористостью 0,8 мкм и упаривали до получения масла на роторном испарителе при температуре 50°C.
Добавляли в масло 50 мл метилциклогексана, и смесь выдерживали при температуре 4°C при перемешивании в течение ночи.
Суспензию фильтровали в вакууме через пористый стеклянный фильтр (G3), и полученные кристаллы промывали 20 миллилитрами холодного метилциклогексана.
Было получено 16,9 г влажных кристаллов, имеющих чистоту по ВЭЖХ 99,05%, и 24 грамма маточного раствора.
Пример 7. Кристаллизация CBD в гептане (тест Q207F/584)
22,1 г кристаллического CBD, полученного согласно процессу A по примеру 4, растворяли при перемешивании при температуре 38°C в 45 мл гептана в 100-миллилитровой стеклянной колбе, оснащенной магнитной мешалкой. Раствор охлаждали до 4°C и инициировали кристаллизацию добавлением кристаллического CBD на кончике шпателя, перемешивая смесь на магнитной мешалке в течение одной ночи.
Суспензию фильтровали в вакууме через пористый стеклянный фильтр (G3), и полученные кристаллы промывали двумя порциями по 10 миллилитров холодного гептана.
Было получено 20,1 г влажных кристаллов, имеющих чистоту по ВЭЖХ, равную 99,2%, и 36,4 г маточного раствора.
Изобретение относится к фармакологии, а именно к экстракции каннабиноидов из растительного материала. Способ получения каннабидиола (CBD) или нейтрального каннабиноида, включающий: i) контактирование биомассы, содержащей CBD и/или каннабидиоловую кислоту (CBDA), или нейтральный каннабиноид, или каннабиноид в форме карбоновой кислоты, с экстрагирующим растворителем в течение по меньшей мере 10 минут при температуре от 0°C до температуры кипения растворителя, с получением, после удаления биомассы, проэкстрагированного раствора, в котором указанный экстрагирующий растворитель выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана, ацетона, пропанола, этанола, метанола, этилацетата, толуола, метиленхлорида и их смесей; продолжение согласно процессу (A), включающему: ii-a) контактирование проэкстрагированного раствора с водно-спиртовым раствором и доведение значения pH до 7,5-12,5 подходящим щелочным раствором, с получением, после разделения фаз, первой водно-спиртовой фазы и первой органической фазы; в случае, когда экстрагирующий растворитель представляет собой смешивающийся с водой растворитель, добавляют также первый несмешивающийся с водой растворитель, выбранный из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, метилциклогексана и их смесей; iii-a) контактирование первой водно-спиртовой фазы со вторым несмешивающимся с водой растворителем и кислым раствором, подходящим для доведения значения pH до 2,0-6,5 с получением второй органической фазы и второй водно-спиртовой фазы; указанный второй несмешивающийся с водой растворитель выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, метилциклогексана и их смесей; iv-a) упаривание второй органической фазы и нагревание полученного масла при температуре между 65°C и 180°C в течение по меньшей мере 10 минут с достижением декарбоксилирования CBDA до CBD; или продолжение согласно процессу (B), включающему: ii-b) упаривание проэкстрагированного раствора до получения проэкстрагированного масла и контактирование полученного проэкстрагированного масла со спиртом при температуре ниже 20°C в течение по меньшей мере 10 минут с получением суспензии экстракта и восков, где указанный спирт выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола и их смесей; iii-b) фильтрование и упаривание суспензии с получением освобожденного от воска проэкстрагированного масла и контактирование полученного освобожденного от воска проэкстрагированного масла с несмешивающимся с водой органическим растворителем и водно-спиртовым раствором, с получением органической фазы, содержащей освобожденный от воска и смолы экстракт, и водно-спиртовой фазы, содержащей смолы; iv-b) упаривание органической фазы, содержащей освобожденный от воска и смолы экстракт, и хроматография полученного остатка на силикагеле с применением подходящего элюента со сбором фракций, содержащих CBD или другой нейтральный каннабиноид; и далее после iv-a) и iv-b) следует v) кристаллизация CBD или нейтрального каннабиноида из третьего несмешивающегося с водой растворителя, выбранного из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана и их смеси, или, альтернативно, при осуществлении процесса A первую органическую фазу, полученную в конце стадии (ii-a), направляют на стадии (ii-b) - (iv-b) процесса B и полученный таким образом CBD затем также подвергают стадии (v) кристаллизации. Вышеописанный способ позволяет получить каннабиноиды в высокочистой кристаллической форме. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 пр.
1. Способ получения каннабидиола (CBD) или нейтрального каннабиноида, включающий:
i) контактирование биомассы, содержащей CBD и/или каннабидиоловую кислоту (CBDA), или нейтральный каннабиноид, или каннабиноид в форме карбоновой кислоты, с экстрагирующим растворителем в течение по меньшей мере 10 минут при температуре от 0°C до температуры кипения растворителя, с получением, после удаления биомассы, проэкстрагированного раствора, в котором указанный экстрагирующий растворитель выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана, ацетона, пропанола, этанола, метанола, этилацетата, толуола, метиленхлорида и их смесей;
продолжение согласно процессу (A), включающему:
ii-a) контактирование проэкстрагированного раствора с водно-спиртовым раствором и доведение значения pH до 7,5-12,5 подходящим щелочным раствором, с получением, после разделения фаз, первой водно-спиртовой фазы и первой органической фазы; в случае, когда экстрагирующий растворитель представляет собой смешивающийся с водой растворитель, добавляют также первый несмешивающийся с водой растворитель, выбранный из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, метилциклогексана и их смесей;
iii-a) контактирование первой водно-спиртовой фазы со вторым несмешивающимся с водой растворителем и кислым раствором, подходящим для доведения значения pH до 2,0-6,5 с получением второй органической фазы и второй водно-спиртовой фазы; указанный второй несмешивающийся с водой растворитель выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, метилциклогексана и их смесей;
iv-a) упаривание второй органической фазы и нагревание полученного масла при температуре между 65°C и 180°C в течение по меньшей мере 10 минут с достижением декарбоксилирования CBDA до CBD;
или продолжение согласно процессу (B), включающему:
ii-b) упаривание проэкстрагированного раствора до получения проэкстрагированного масла и контактирование полученного проэкстрагированного масла со спиртом при температуре ниже 20°C в течение по меньшей мере 10 минут с получением суспензии экстракта и восков, где указанный спирт выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола и их смесей;
iii-b) фильтрование и упаривание суспензии с получением освобожденного от воска проэкстрагированного масла и контактирование полученного освобожденного от воска проэкстрагированного масла с несмешивающимся с водой органическим растворителем и водно-спиртовым раствором, с получением органической фазы, содержащей освобожденный от воска и смолы экстракт, и водно-спиртовой фазы, содержащей смолы;
iv-b) упаривание органической фазы, содержащей освобожденный от воска и смолы экстракт, и хроматография полученного остатка на силикагеле с применением подходящего элюента со сбором фракций, содержащих CBD или другой нейтральный каннабиноид;
и далее после iv-a) и iv-b) следует
v) кристаллизация CBD или нейтрального каннабиноида из третьего несмешивающегося с водой растворителя, выбранного из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана и их смеси,
или, альтернативно, при осуществлении процесса A первую органическую фазу, полученную в конце стадии (ii-a), направляют на стадии (ii-b) - (iv-b) процесса B, и полученный таким образом CBD затем также подвергают стадии (v) кристаллизации.
2. Способ по п. 1, в котором биомасса выбрана из группы, состоящей из Cannabis Sativa, Antal, Armanca, Beniko, Bialobrzeskie, Cannakomp, Carma, Carmagnola, Carmaleonte, Chamaeleon, Codimoro, CS, Dacia Sacuieni, Delta-Ilosa, Delta-405, Denise, Diana, Dioica 88, Eletta Campana, Epsilon 68, Fedora 17, Felina 32, Férimon, Fibranova, Fibrol, Finola, Futura 75, Ivory, KC Bonusz, KC Dora, KC Virtus, KC Zuzuna, Kompolti, KompoltiHibrid TC, Lipko, Lovrin 110, Marcello, Markant, Monica, Rajan, Ratza, Santhica 23, Santhica 27, Santhica 70, SecuieniJubileu, Silvana, Szarvasi, Tiborszallasi, Tisza, Tygra, Uniko B, Uso-31, Wielkopolkie, Wojko, Zenit.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором биомассу тонко измельчают перед проведением экстракции растворителем.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором при осуществлении процесса A экстракцию на стадии (i) проводят путем введения конопли в контактирование с экстрагирующим растворителем, выбранным из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, метилциклогексана и их смесей; предпочтительно применяют гексан в качестве экстрагирующего растворителя, и экстракцию проводят при температуре между 0°C и 35°C, предпочтительно между 10 и 25°C, в течение по меньшей мере 10 минут.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором при осуществлении процесса A водно-спиртовой раствор на стадии (ii-a) такой, что спирт выбран из группы, состоящей из этанола, метанола, предпочтительно метанола, и pH доводят до значения предпочтительно между 8,0 и 8,5 добавлением подходящего щелочного раствора.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором при осуществлении процесса A pH на стадии (iii-a) доводят предпочтительно до значения между 4,5 и 5,5 добавлением раствора уксусной кислоты.
7. Способ по любому из пп. 1-3, в котором при осуществлении процесса B экстракцию на стадии (i) проводят путем введения конопли в контактирование с экстрагирующим растворителем, выбранным из группы, состоящей из ацетона, пропанола, этанола, метанола, этилацетата, толуола, н-гексана или смеси изомеров гексана, при температуре кипения растворителя в течение по меньшей мере 10 минут.
8. Способ по любому из пп. 1-3 и 7, в котором при осуществлении процесса B на стадии (ii-b) применяющийся спирт представляет собой метанол, и температуру поддерживают в диапазоне 4-10°C, еще более предпочтительно она равна 4°C, в течение по меньшей мере 10 минут.
9. Способ по любому из пп. 1-3, 7 и 8, в котором при осуществлении процесса B на стадии (iii-b) удаляют смолу из освобожденного от воска проэкстрагированного масла путем добавления при перемешивании растворителя, выбранного из группы, состоящей из толуола, пентана, гексана, гептана, октана и их смесей; предпочтительно гексана; и водно-спиртового раствора, в котором спирт выбран из группы, состоящей из этанола и метанола; предпочтительно метанола.
10. Способ по любому из пп. 1-3 и 7-9, в котором после процесса B, на стадии (iv-b), элюент представляет собой смесь гексана, такого как н-гексан или смесь изомеров, и этилацетата, предпочтительно в соотношении между 20:1 и 5:1.
| US 2006167283 A1, 27.07.2006 | |||
| US 2017022132 A1, 26.01.2017 | |||
| US 2016214920 A1, 28.07.2016 | |||
| WO 2016153347 A1, 29.09.2016. |
