PL196265B1 - Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu - Google Patents

Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu

Info

Publication number
PL196265B1
PL196265B1 PL335069A PL33506999A PL196265B1 PL 196265 B1 PL196265 B1 PL 196265B1 PL 335069 A PL335069 A PL 335069A PL 33506999 A PL33506999 A PL 33506999A PL 196265 B1 PL196265 B1 PL 196265B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
stanol
reaction
sterol
acid
esters
Prior art date
Application number
PL335069A
Other languages
English (en)
Other versions
PL335069A1 (en
Inventor
Allan Roden
James L. Williams
Ruey Bruce
Frank Detraino
Marie H. Boyer
John D. Higgins Iii
Original Assignee
Mcneil Ppc Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/139,460 external-priority patent/US5892068A/en
Priority claimed from US09/336,773 external-priority patent/US6184397B1/en
Application filed by Mcneil Ppc Inc filed Critical Mcneil Ppc Inc
Publication of PL335069A1 publication Critical patent/PL335069A1/xx
Publication of PL196265B1 publication Critical patent/PL196265B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C401/00Irradiation products of cholesterol or its derivatives; Vitamin D derivatives, 9,10-seco cyclopenta[a]phenanthrene or analogues obtained by chemical preparation without irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J9/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of more than two carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, coprostane
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/06Antihyperlipidemics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

1. Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu, znamienny tym, ze obejmuje reakcje stano- lu/sterolu o wzorze 2 i kwasu, przy temperaturze reakcji od 75 do 225°C, w obecnosci wystarczajacej ilosci kataliza- tora kwasu Lewisa i wystarczajacej ilosci srodka odbarwiajacego z wytworzeniem poszczególnego odpowiedniego estru stanolu/sterolu o wzorze 1, w ilosci co najmniej 90% wagowych, w którym R 1 oznacza lancuch weglowy o dlugosci od C 3 -C 25 , i R 2 oznacza lancuch weglowy majacy od 3 do 15 atomów wegla, lub jest wybrany z grupy obejmujacej C 1 -C 12 alkil, podstawiony przez jeden, dwa albo trzy atomy chlorowca C 1 -C 12 alkil, C 1 -C 8 alkoksyl, C 2 -C 8 alkenyl, C 2 -C 8 alkinyl, C 3 -C 8 cykloalkil, chlorowcoC 2 -C 8 alkenyl i chlorowcoC 2 -C 8 alkinyl; i gdzie reakcja jest prowadzona nie- rozcienczona ze stopionym kwasem tluszczowym dzialajacym jako rozpuszczalnik i reakcje prowadzi sie pod próznia. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania poszczególnych estrów sterolu i stanolu w wysokowydajnym katalizowanym procesie, w obecności środka odbarwiającego.
Wykazano, że dodatek steroli roślinnych, takich jak b-sitosterol, do żywności zmniejsza zawartość cholesterolu w surowicy krwi. Sterole zmniejszają zawartość cholesterolu w surowicy poprzez przerwanie jelitowego pochłaniania cholesterolu z żywności odsuwając go od miceli kwasów żółciowych. Ostatnio stwierdzono, że nasycona pochodna b-sitosterolu, b-sitostanolu, jest bardziej skuteczna w zmniejszaniu jelitowego pochłaniania cholesterolu. Sam sitostanol jest w istocie niepochłaniany, a więc nie przyczynia się wcale do stężenia sterolu w surowicy in vivo po spożyciu. Niestety, typowe sterole i stanole są nierozpuszczalne w fazie miceli przewodu pokarmowego i odznaczają się tylko ograniczoną rozpuszczalnością w olejach i/lub tłuszczach lub wodzie. Dlatego też same sterole lub stanole nie są optymalnymi przykładami zastosowania w typowych postaciach dawek farmaceutycznych lub dietetycznych jako środki obniżające cholesterol.
Opis patentowy US 5.502.045 ujawnia estryfikację śródcząsteczkową stanoli z estrem kwasu tłuszczowego z oleju jadalnego, tworząc woskowatą mieszaninę sterolowo-estrową o ulepszonych właściwościach rozpuszczalności w tłuszczu. w szczególności ten opis patentowy ujawnia reakcję śródcząsteczkowej estryfikacji sitostanolu z kwasami tłuszczowymi pochodzącymi z estrów metylowych oleju jadalnego, takiego jak olej rzepakowy, szczególnie na drodze reakcji estryfikacji śródcząsteczkowej katalizowanej zasadą. Jest to sposób szeroko stosowany w przemyśle spożywczym. Jednakże z farmaceutycznego punktu widzenia procesy estryfikacji śródcząsteczkowej, takie jak wspomniany, mają pewne istotne wady. Po pierwsze, skład produktów sterolowo-estrowych jest trudny do kontroli, gdyż zależy od układu kwasów tłuszczowych w oleju jadalnym użytym w reakcji. Ponadto, metanol stanowiący produkt uboczny tej reakcji, musi być starannie usunięty i użycie estrów metylowych wymaga użycia dużych nadmiarów, co czyni trudnym zawracanie do obiegu.
W innym sposobie, niemiecki opis patentowy 2035069 ujawnia estryfikację estrów steroli do kwasów tłuszczowych poprzez spożywczy rodzaj procesu. w szczególności, stosuje się chlorek tionylu, jako reagent, który po przereagowaniu tworzy gazowy HCl, jako produkt uboczny. Takie techniki wykonania nie są odpowiednie dla produkcji materiałów rodzaju spożywczego i ogólnie nie są pożądane.
Japoński opis patentowy 76-11113 ujawnia estryfikację bez katalizatora, estrów wyższych kwasów tłuszczowych, steroli lub pokrewnych witamin. Jednakże w tym sposobie stosuje się znaczny nadmiar molowy kwasu tłuszczowego, minimalnie 25% aż do 50%, co z kolei wymaga zastosowania alkalicznego sposobu oczyszczania, aby odzyskać produkt estrowy. Stechiometryczny nadmiar kwasu tłuszczowego i techniki wydzielania powodują, że produkty są odbarwione.
Z farmaceutycznego punktu widzenia istnieje niezaspokojona potrzeba opracowania sposobu syntezy estrów stanoli/steroli, przez ogólny proces rodzaju spożywczego. Poszczególne związki są bardziej pożądane niż mieszaniny z trzech głównych powodów: 1) skład i specyfikacje eksploatacyjne mogą być lepiej kontrolowane; 2) badania budowy/działania są bardziej dostępne; 3) właściwości fizykochemiczne i chemiczne można kontrolować. Te zalety poszczególnych estrów stanoli/steroli będą opracowane w dalszej części opisu.
Dodatkowo, istnieje potrzeba spożywczego rodzaju estrów steroli/stanoli o jasnej barwie przy wytwarzaniu barwnej żywności dla uzyskania atrakcyjnych produktów spożywczych. Pożądane są również sposoby zmniejszające straty przetwórstwa i koszt urządzeń.
Niniejszy wynalazek obejmuje sposób bezpośredniej estryfikacji stanoli lub steroli przy użyciu katalizatorów, w obecności środka odbarwiającego dla wytwarzania poszczególnych estrów stanoli/steroli. Katalizatorem może być bądź słaby kwas w klasycznym pojęciu lub kwas Lewisa lub tradycyjne materiały zasadowe. Sposób prowadzony jest na drodze syntetycznej dostępnej dla produkcji w dużej skali estrów stanoli z wysoką wydajnością i czystością, dla procesu rodzaju spożywczego, który w korzystnej realizacji jest wolny od rozpuszczalników organicznych lub kwasów mineralnych i wytwarza ograniczoną ilość produktów ubocznych. Ostatecznie sposób zapewnia wygodny proces pozwalający na oznaczanie poszczególnych estrów stanoli/steroli o różnych właściwościach fizycznych i biologicznych.
PL 196 265 B1
Niniejszy wynalazek dotyczy otrzymywania odpowiednich estrów stanolu/sterolu o wzorze l
W bezpośredniej estryfikacji stanolu i sterolu na drodze reakcji stanolu/sterolu o wzorze 2 z kwasami tłuszczowymi, stosując katalizator albo kwasowy albo zasadowy
gdzie:
R1 oznacza łańcuch węglowy o długości około C3-C24, korzystnie C5-C24, a najkorzystniej C12-C21, i R2 oznacza łańcuch węglowy w granicach C3-C15, korzystnie C6-C12, a najkorzystniej C9 lub R2 wybiera się spośród grupy obejmującej (C1-C12)alkil lub podstawionej przez jeden, dwa albo trzy atomy chlorowca, alkoksyl (C1-C8), alkenyl (C2-C8), alkinyl (C2-C8), cykloalkil (C3-C8), chlorowcoalkenyl (C2-C8), chlorowcoalkinyl (C2-C8), w których chlorowiec obejmuje chlor, fluor, brom, jod i podobne i gdzie reakcja prowadzona jest w temperaturze od 75 do 225°C, w obecności wystarczającej ilości katalizatora kwasu Lewisa i wystarczającej ilości środka odbarwiającego z wytworzeniem poszczególnego odpowiedniego estru stanolu/sterolu w ilości co najmniej 90% wagowych i gdzie reakcja jest prowadzona nierozcieńczona, ze stopionym kwasem tłuszczowym działającym jako rozpuszczalnik i reakcję prowadzi się pod próżnią.
b-sitostanol, najkorzystniejszy materiał wyjściowy, jest wytwarzany handlowo z b-sitosterolu w reakcji uwodornienia i jest dostępny handlowo z różnych źródeł, włącznie z Raisio Corporation.
Kwasy, zawarte w związanych solach, reagujące w niniejszym wynalazku, zawierają od około 4 do około 24 atomów węgla. Kwasy zawierają nasycone kwasy, ale korzystne są to kwasy nienasycone, włącznie z kwasami wielonienasyconymi.
Nasycone kwasy tłuszczowe reagujące w niniejszym wynalazku określa wzór CH3-(CH2)n-CO2H, w którym n jest liczbą całkowitą równą od 2 do 22, korzystnie n równa się od około 12 do około 20. „Określenie kwas tłuszczowy jest dobrze znane i rozumiane przez specjalistów w tej dziedzinie techniki, patrz, na przykład, Hawley's Condensed Chemical Dictionary; Eleventh edition”. Określenie obejmuje same kwasy i sole tych kwasów. Kwasy obejmują kwasy nasycone, takie jak stearynowy, masłowy, laurynowy, palmitynowy i podobne. Nienasycone kwasy tłuszczowe, obejmujące wielonienasycone kwasy tłuszczowe, można również używać w niniejszym wynalazku. Odpowiednie nienasycone kwasy tłuszczowe obejmują kwas oleinowy, linolowy, linolenowy, dokosoheksenowy kwas, sprzężony kwas linolowy i podobne. Jak ujawniono w opisie patentowym US 5.554.646, kolumna 1, wiersze 44-48, sprzężony kwas linolowy obejmuje kwas 9,11-oktadekadieno, 10,12-oktadekadieno i ich mieszaniny. Niniejszy wynalazek obejmuje zarówno kwasy proste jaki rozgałęzione, korzystne są kwasy o prostym łańcuchu.
PL 196 265 B1
W niniejszym wynalazku estry steroli i stanoli mają wzór ogólny 1, w którym R1 oznacza alifatyczne, proste lub rozgałęzione łańcuchy węglowe o długości około C3-C24, korzystnie C6-C22, a najkorzystniej C12-C22, iR2 oznacza alifatyczne, proste lub rozgałęzione łańcuchy węglowe w granicach C3-C15, korzystnie C6-C12, a najkorzystniej C9. Bardziej korzystnie R2 wybiera się spośród grup alkilowych (C1-C12), alkoksylowych (C1-C8), alkenylowych (C2-C8), alkinylowych (C2-C8), cykloalkilowych (C3-C8), chlorowcoalkenylowych (C2-C8), chlorowcoalkinylowych (C2-C8), w których chlorowiec obejmuje chlor, fluor, brom, jod i podobne. Grupy alkilowe obejmują zarówno proste jak i rozgałęzione grupy łańcuchów złożonych z atomów węgla. Typowe grupy alkilowe obejmują grupę metylową, etylową, n-propylową, izopropylową, n-butylową, sec-butylową, izobutylową, t-butylową, n-pentylową, neopentylową, izopentylową, heksylową, heptylową i podobne. Grupy alkilowe mogą być chlorowcowane jednym, dwoma, trzema lub więcej atomami chlorowca.
Określenia alkenyl i alkinyl obejmują rozgałęzione i proste łańcuchy węglowodorowe posiadające co najmniej jedno wiązanie nienasycone.
Nienasycenie przy C5 zapewnia odpowiedni ester sterolu. Dowolny stanol lub sterol z hydroksylową grupą funkcyjną jest odpowiedni dla estryfikacji sposobem tutaj opisanym. Poniżej podano stanole/sterole o ogólnym wzorze 2, które można estryfikować w niniejszym wynalazku. R2 posiada powyżej podane znaczenie.
Stanole, które są zdolne do estryfikacji w niniejszym wynalazku obejmują, ale nie są ograniczone do, b-sitastanolu (określony wzorem 3),
Również inne pokrewne związki obejmujące cholestanol, ergostanol, brassicastanol, avenstenol, alfa-amirynę, cyklartenol, lupenol i podobne.
Na przykład, ten sposób odnosi się też do steroli takich jak D-D sitosterol (nienasycony przy C5 jak wskazano we wzorze 3).
Stosunki molowe materiałów wyjściowych do reakcji estryfikacji, a mianowicie stanolu/sterolu i kwasu tłuszczowego podano w wielkościach stechiometrycznych. W szczególnie korzystnej realizacji, kwas tłuszczowy występuje w nadmiarze 5-10%, aby umożliwić przereagowanie całej ilości stanolu. Wszelki nadmiar nie przereagowanego kwasu tłuszczowego usuwa się łatwo przy obróbce produktu.
W niniejszym wynalazku stosuje się jako odpowiedni katalizator kwas Lewisa.
Kwasowe katalizatory ujawniono w opisie patentowym US 5.892.068 włączonym tu jako odnośnik. Kwasowe katalizatory obejmują kwas toluenosulfonowy, kwas metanosulfonowy, wodorofosforan sodu, wodorosiarczan sodu, choć kwasy mineralne nie są korzystne. Odpowiedni katalizator, który może działać jako kwas Lewisa, obejmuje chlorek żelaza, tlenek żelaza, tlenek magnezu, tlenek manganu, chlorek manganu, wodorotlenek sodu, chlorek niklu, tlenek cyny, chlorek cyny jak również tlenek cynku i chlorek cynku. Niektóre materiały zasadowe działają również, jako katalizator tej reakcji, takie jak wodorotlenek sodu. Wystarczająca ilość katalizatora wynosi zwykle 1 procent molowy w stosunku do ilości reagentów. Użyte tu katalizatory typu kwasu Lewisa uważa się za związki będące potencjalnymi akceptorami pary elektronów. Ilość katalizatora można zwiększyć lub zmniejszyć, uzyskując pożądaną prędkość reakcji, jednakże jeśli zastosuje się zbyt dużo katalizatora, to uzyska się większą od pożądanej prędkości reakcji ubocznej i więcej produktów ubocznych. Inne odpowiednie katalizatory typu kwasu Lewisa obejmują tritlenek boru, chlorek glinu i podobne. Każdy odpowiedni kwas Lewisa może działać, jako katalizator, a korzystnym katalizatorem jest tlenek cynku. Katalizator może występować w postaci stałej, ciekłej lub gazowej.
PL 196 265 B1
Jednym z najbardziej istotnych aspektów niniejszej reakcji jest możliwość przeprowadzenia w czystej postaci, bez dodatku rozpuszczalników do mieszaniny reakcyjnej, gdyż kwas, w korzystnej reakcji kwas tłuszczowy w stanie stopionym, działa zarówno jako reagent i jako rozpuszczalnik.
Szczególnie właściwe jest prowadzenie czystych reakcji pod próżnią, aby usuwać wodę z mieszaniny reakcyjnej, a przez to prowadząc reakcję do zakończenia i zwiększając wydajność pożądanego estru. Woda nie jest rozpuszczalna w fazie produktu, a więc wystarczające są znacznie mniejsze stężenia kwasów tłuszczowych, aby doprowadzić do zakończenia reakcji.
Temperatura reakcji znajduje się w zakresie od około 75 do około 225°C. Korzystny zakres wynosi od około 100 do około 220°C, a najkorzystniejszy od około 140 do 180°C.
Okres trwania reakcji może się znacznie wahać lecz najlepsze wyniki i oszczędność uzyskuje się prowadząc reakcję do końca. Czasy trwania reakcji dłuższe niż 12 godzin są rzeczą zwykłą, ale nie wymaganą bezwzględnie. Jedną z zalet niniejszego wynalazku jest duża wydajność produktu estrowego osiągana w procesie. Niniejszy sposób zapewnia wydajności większe niż 90%, a korzystnie - większe niż 95%.
Reakcja według niniejszego wynalazku jest dostatecznie łagodna, aby wytwarzać estry, których nie można było syntetyzować stosując sposoby znane w dotychczasowym stanie techniki. w szczególności, niniejszy wynalazek zapewnia sposób wytwarzania estrów będących produktami reakcji DHA (kwasu cis - 4,7,10,13,16,19 - dokosaheksenowego) i CLA (kwasu oktadekadieno) i sterolu/stanolu określonego powyżej. Produkty te są szczególnie interesujące, gdyż stwierdzono, że zarówno DHA jak i CLA posiadała właściwości obniżania zawartości cholesterolu. Dlatego też szczególnie korzystnym jest związek zawierający kombinację zarówno stanolu lub sterolu z uzupełniającą funkcją estrową, gdyż po hydrolizie dostarczałby inny środek ograniczający cholesterol. Kombinacja tych funkcji byłaby korzystna, gdyż stwierdzono, że DHA i CLA obniżają zawartość cholesterolu w organizmie zgodnie z innymi mechanizmami niż w przypadku produktów sterolu i stanolu.
Estrowe produkty CLA i sterolu/stanolu przedstawia wzór 4, określający heptadekadienokarboksylan sterolu/stanolu.
Postać 9,11-oktadekadieno, i izomer 10,12 jest również częsty. Bardziej korzystny jest heptadekadienokarboksylan b-sitosterolu, określony wzorem 5.
PL 196 265 B1
Podobnie, produkt estrowy DHA i sterolu/stanolu przedstawia wzór 6, jest to dokosapentenokarboksylan sterolu/stanolu,
a bardziej korzystny dokosapentenokarboksylan b -sitosterolu i dokosapentenokarboksylan b-sitostanolu, przedstawiono wzorem 7.
Estry według niniejszego wynalazku zapewniają też zmniejszanie zawartości cholesterolu w osoczu poprzez podawanie skutecznej ilości estrów CLA i DHA zmniejszających zawartość cholesterolu w osoczu. Zwykle stosuje się ilość od około 1do około 20 g dziennie, korzystnie od około 3 do 15, a najkorzystniej od około 6 do około 9 g dziennie.
Poniżej opisano trzy techniki wydzielania, które można stosować dla wydzielania estrowego produktu reakcji.
Metoda A: Można stosować wydzielanie w postaci ekstrakcji wodą/rozpuszczalnikiem organicznym, aby odzyskać ester stanolu. Typowe rozpuszczalniki organiczne obejmują dichlorometan, chloroform lub toluen. Zastosowano typową obróbkę wodno/organiczną polegającą na ekstrakcji estru do rozpuszczalnika organicznego, a następnie jego wydzielenie po odparowaniu. Na przykład, mieszaninę reakcyjną ochładza się do temperatury pokojowej, a następnie dodaje CH2Cl2. Następnie przemywa się roztwór szereg razy wodnym roztworem NaHCO3. Sole kwasu tłuszczowego przechodzą do fazy wodnej i można je łatwo usunąć. Pozostałą fazę organiczną, zawierającą wydzielony ester, suszy się nad bezwodnym Na2SO4 i odbarwia aktywnym węglem drzewnym. Gdy do ekstrakcji stosuje się lekkie, nie chlorowcowane rozpuszczalniki organiczne (tj. heksan) wówczas tworzy się nierozdzielna emulsja. Czyste estry odzyskuje się w postaci białych ciał stałych lub olejów po usunięciu rozpuszczalnika przy pomocy wyparki obrotowej, a następnie ochłodzeniu.
Metoda B: W stosowanych korzystnych technikach wydzielania, gdy reakcja jest katalizowana słabym kwasem, dodaje się ilość wodorotlenku sodu co najmniej równą, ale nie większą niż 10% molowego nadmiaru w stosunku do użytego kwasu, do estrów rozpuszczonych w 10-15% wody wstosunku do ilości mieszaniny reakcyjnej. Po łagodnym mieszaniu odprowadza się wodę i mydła. Następnie materiał odbarwia się i odwania sposobami typowymi w przemyśle oleju jadalnego. Większość nadmiaru kwasów tłuszczowych pozostaje w produkcie estrowym po przemyciu, a więc odzyskuje się je i zawraca do obiegu po wyjściu z odwaniacza.
PL 196 265 B1
Metoda C: W bardziej korzystnej technice wydzielania stosowanej w przypadku katalizatorów zasadowych i niektórych katalizatorów typu kwasu Lewisa, estrowy produkt reakcji wydziela się stosując tylko wodę. Surową mieszaninę reakcyjną przemywa się 10% wody, która następnie oddziela się w ciągu 1 do 2 godzin i zostaje odprowadzona. Następnie otrzymany ester odbarwia się przy pomocy glinki bielącej olej jadalny lub środków bielących opartych na krzemionce, aby usunąć barwę i ślady mydła i odwania, aby usunąć nadmiar kwasów tłuszczowych, które zawraca się do obiegu bez dalszej obróbki.
Chociaż wszystkie trzy metody wytwarzają estry o identycznej czystości, to wydajności odzyskiwania (>96%) są lepsze w przypadku Metody C. Ta metoda jest również bardziej przydatna dla syntez w dużej skali, gdyż daje produkt o wysokiej czystości bez stosowania niebezpiecznych, nie spożywczych rodzajów rozpuszczalników. Ta metoda wykazuje też mniejsze współdziałanie z surowcami, co prowadzi do lepszej wydajności i zmniejszonych strat produktu. Metoda B jest korzystniejsza od Metody A, gdyż także zapewnia lepsze wydajności w porównaniu z Metodą A. Obie Metody BiC pozwalają na łatwiejsze zawracanie do obiegu nadmiaru kwasów tłuszczowych, zmniejszając koszty produktu.
Niniejszy wynalazek ma szereg zalet w porównaniu z uprzednio ujawnionymi znanymi sposobami. Niniejszy wynalazek zapewnia sposób syntezy istotnie poszczególnych estrów stanoli raczej niż mieszanin estrów stanoli. Użyte tu określenie „istotnie poszczególny” oznacza, że produkt reakcji, pożądany ester, występuje w bardzo dużym procencie produktu reakcji. Zwykle pożądany ester jest co najmniej w 90% wagowych, bardziej korzystnie w ilości co najmniej około 98%, i jeśli reakcję doprowadza się do końca - w ilości co najmniej 99% wagowych. Niniejszy wynalazek może zapewnić istotnie pojedynczy ester stanolu (sterolu) przy zawartości poniżej 0,2% wagowego innych produktów estrowych. Ujawniony uprzednio sposób estryfikacji śródcząsteczkowej daje mieszaninę produktów estrowych stanolu. Na przykład ujawnione uprzednio sposoby dają mieszaniny produktów estrowych stanolu, często o szerokich zakresach występujących estrów stanolu (na przykład mieszaninę 4 estrów w stosunku 30, 30, 20, 20% wagowych). Również dla porównania, uprzednio ujawnione sposoby bezpośredniej estryfikacji stosują niebezpieczne, szkodliwe reagenty.
To wytwarzanie poszczególnych estrów stanolu/sterolu ma szereg ważnych zalet w porównaniu do mieszanin estrów stanolu/sterolu wytwarzanych innymi sposobami. Po pierwsze, ściślejsze sprecyzowanie wskaźników (tj. temperatura topnienia, ciężar właściwy, czystość budowy gatunkowej) są możliwe dla poszczególnych związków. Wynika to z faktu bardziej dokładnej kontroli właściwości poszczególnych związków niż mieszanin. Tak jest dlatego, że właściwe charakterystyki wskaźnika i jakość poszczególnych estrów można łatwiej stwierdzić niż dla mieszaniny produktów estrowych.
Ponadto, ponieważ niniejszy wynalazek dotyczy syntezy poszczególnych estrów stanolu/sterolu, można zapewnić zależności pomiędzy budową/aktywnością w zakresie długości łańcucha kwasu tłuszczowego. Określenie zależności budowy/aktywności, które są podstawowe dla racjonalnego opracowania leku, są możliwe tylko gdy bada się poszczególne związki.
Większość właściwości fizycznych i fizjologicznych estru sterolu/stanolu można kontrolować, gdyż te właściwości zależą od użytego kwasu tłuszczowego. Na przykład, estryfikacja do nienasyconych kwasów tłuszczowych (t.j. kwasu oleinowego) może doprowadzić do niskotopliwych ciał stałych lub nawet do ciekłych produktów, natomiast analogi nasyconych kwasów tłuszczowych (tj. kwas stearynowy) prowadzą do wyżej topliwych, łatwo płynących ciał stałych. Ta zdolność dotak szerokiego nastawiania właściwości fizycznych wysokotopliwego sterolu jest zupełnie nieoczekiwana.
Niniejszy wynalazek umożliwia wybór estru posiadającego pożądane właściwości fizyczne. Stały, łatwo płynący materiał jest pożądany dla wytwarzania prasowanych tabletek lub do wprowadzenia estru stanolu do produktów piekarskich. Te olejopodobne estry stanolu/sterolu stosuje się korzystnie w wytwarzaniu postaci dozowania miękkiego żelu lub wprowadzaniu do dekoracji sałatek lub do jogurtów.
Dalszą zaletą niniejszego wynalazku jest możliwość dodawania odpowiedniej ilości środka odbarwiającego podczas reakcji. Zwykle ilość środka odbarwiającego wynosi od około 0,05% do około 1% wagowego w stosunku do całkowitego ciężaru mieszaniny reakcyjnej; korzystnie od około 0,15 do około 0,5%; a najkorzystniej od około 0,25 do około 0,35% wagowego. Odpowiednie środki odbarwiające obejmują węgiel, węgiel drzewny i sadzę, ziemię bielącą, olej jadalny lub krzemionkę bielącą, taką jak Trisil z firmy Grace Chemical, a korzystny jest węgiel drzewny lub węgiel aktywny. Środek odbarwiający zapobiega żółknięciu produktu reakcji, t.j. utracie barwy białej i wprowadza się go korzystnie bądź ze stanolem/sterolem bądź z kwasem do naczynia reakcyjnego.
PL 196 265 B1
Powstały produkt, według niniejszego wynalazku, jest biały, bez ubocznych zapachów i innych substancji lotnych o łagodnym zapachu. Powstały produkt estrowy stanolu/sterolu ma wartość barwy Gardnera mniejszą niż 8, zwykle mniejszą niż około 6, korzystnie mniejszą niż około 4, i najkorzystniej mniejszą niż około 3 skali barw Gardnera.
Skala barw Gardnera jest znana specjalistom wtej dziedzinie techniki. Produkt reakcji formuje się w postaci bloków i porównuje się barwny blok z próbkami uprzednio określonej barwy. Wcześniejsze sposoby dostarczały produkt o większych wartościach barwy. Na przykład, estry stanolu wytwarzane według opisu patentowego US 5.892.068 miały wartość barwy Gardnera od około 9 do około 12. Stosując sposób opisany w japońskim opisie patentowym 76-11113 produkty miałyby wartość barwy Gardnera od około 10 do około 12.
Produkt reakcji można rozpuścić w oleju i dodać do dowolnego produktu spożywczego zawierającego składnik olejowy.
Inną zaletą niniejszego wynalazku jest eliminacja tworzenia się nadmiernej ilości mydeł podczas przemywania produktu wcelu jego dezaktywizacji lub usunięcia wszelkich śladów katalizatora które mogłyby pozostać w powstałym produkcie. Poprawia to wydajność zmniejszając straty i skracając czas zajęcia reaktora. Dalszą zaletą reakcji jest łatwość zawracania do obiegu nadmiaru kwasów tłuszczowych bez ich dalszego przetwarzania.
Inną zaletą niniejszego wynalazku jest wytwarzanie produktu o słabym zabarwieniu. Dalszą zaletą tego wynalazku jest użycie małego nadmiaru kwasów tłuszczowych. w innych ujawnieniach wymagane są duże nadmiary źródła kwasu tłuszczowego, aby doprowadzić reakcję do końca (często stosunki molowe dwóch moli kwasów tłuszczowych do jednego mola stanolu/sterolu). Powoduje to trudne i kosztowne oczyszczanie lub przetwórstwo po reakcji. Użycie dużego nadmiaru zmniejsza ilość produktu otrzymanego w danym reaktorze, zwiększając nakłady inwestycyjne i koszt robocizny na jednostkę ciężaru produktu.
Jeszcze inną zaletą niniejszego wynalazku jest krótszy czas reakcji uzyskiwany dzięki reakcjom katalizowanym w porównaniu do reakcji nie katalizowanych, prowadzonych wtej samej temperaturze reakcji. Obok krótszych czasów reakcji otrzymany produkt ma też lepszą barwę. Na przykład, nie katalizowane reakcje prowadzone w 250°C trwają ponad 13 godzin. Jednakże, reakcję katalizowaną prowadzoną w podobnych warunkach takich jak wielkość partii i rozmiary reaktora, można prowadzić w znacznie niższej temperaturze, 170°C, i czas jej zakończenia wynosi 13 godzin. Zwykle czasy reakcji według niniejszego wynalazku mieszczą się w zakresie od około 8 do około 15 godzin, korzystnie 10 do około 14, a najkorzystniej od około 12 do około 13 godzin.
Określenie „kwas”, użyte tu do opisania kwasu stosowanego jako reagent, obejmuje kwasy tłuszczowe nasycone, a także wielonienasycone, zgodnie z przedstawionym opisem. Następujące przykłady podano dla dalszego objaśnienia zastrzeżonego wynalazku lecz nie ograniczają one wynalazku do podanych poniżej przykładów.
Przykłady
Estry stanolu z kwasem tłuszczowym wytwarzano w katalizowanej kwasem reakcji estryfikacji następującym sposobem: stanol (10 mmoli), kwas tłuszczowy (12 mmoli) i wodosiarczan sodu (0,12 mmola) mieszano razem pod próżnią przez 16 godzin w150 °C. Powstałe estrowe produkty stanolu wydzielano stosując bądź technikę opisaną powyżej jako Metoda A (stosując zarówno wodę jak i rozpuszczalnik organiczny) lub jako Metoda B (wodny sposób rozdzielania). Gdy powstały szkliste produkty w metodzie A, przekształcano je w łatwo płynące ciała stałe po ochłodzeniu poniżej 0°C. Analiza metodą chromatografii gazowej surowego produktu reakcji wykazała, że reakcje zaszły powyżej 95% całkowitego zakończenia. Końcowa obróbka była wskazana zgodnie z metodami A lub B, opisanymi powyżej.
Dane analityczne dla 5 reprezentatywnych estrów stanoli opisano poniżej. Podano też dane analityczne estru cholestanolu, jako dodatkowego modelu.
Przykład 1
Stearynian b-sitostanolu wytworzono w reakcji b-sitostanolu z kwasem stearynowym. Jako katalizator użyto NaHSO4, a stearynian stigmastanolu wydzielono stosując Metodę A opisaną powyżej. Dane analityczne wydzielonego stearynianu stigmastanolu były następujące:
1HNMR (CDCl3): (4.60, kwintet, 1H), 2.19 (t, 8, 2H); 1.88 (d, 12, 1H); IR (cm-1, KBr): 1739 (s, C=O), 1454 (m), 1388 (m), 1182 (s, C-O), 725 (m);
Analiza elementarna dla C47H86O2: obliczono: C 82.55% H 12.59%;
PL 196 265 B1 stwierdzono: C 82.70% H 12.50%;
Temperatura topnienia (DSC): 103-105°C.
P r z y k ł a d 2
Stearynian b-sitostanolu wytworzono w reakcji b-sitostanolu z kwasem stearynowym. Jako katalizator użyto NaHSO4, a stearynian stigmastanolu wydzielono stosując Metodę B opisaną powyżej. Dane analityczne wydzielonego związku przedstawiono poniżej:
1HNMR (CDCl3): (4.62, kwintet, 1H), 2.18 (t, 8, 2H), 1.88 (d, 12, 1H) IR (cm-1, KBr): 1739 (s, C=O), 1467 (m), 1381 (m), 1176 (s, C-O), 718 (m);
Analiza elementarna dla C47H86O2: obliczono: C 82.55% H 12.59%;
stwierdzono: C 82.31% H 12.63%;
Temperatura topnienia (DSC): 101-104°C;
%H2O (Karl Fischer) 0,73%
P r z y k ł a d 3
Palmitynian b-sitostanolu wytworzono w reakcji b-sitostanolu z kwasem palmitynowym. Jako katalizator użyto NaHSO4, a palmitynian stigmastanolu wydzielono stosując procedurę opisaną powyżej, jako Metoda A. Dane analityczne wydzielonego palmitynianu stigmastanolu przedstawiono poniżej:
1HNMR (CDCl3): (4.68, kwintet, 1H), 2.24 (t, 8, 2H); 1.95 (d, 12,1H); IR (cm-1, KBr): 1739 (s, C=O), 1460 (m), 1394 (m), 1176 (s, C-O), 725 (m);
Analiza elementarna dla C45H82O2: obliczono: C 82.57% H 12.54%;
stwierdzono: C 82.59% H 12.53%;
Temperatura topnienia (DSC): 102-104°C.
P r z y k ł a d 4
Oleinian b-sitostanolu wytworzono w reakcji b-sitostanolu z kwasem oleinowym. Jako katalizator użyto NaHSO4, a oleinian stigmastanolu wydzielono stosując technikę opisaną jako Metoda B. Dane analityczne przedstawiono poniżej:
1HNMR (CDCl3): (5.27 (m, 2H), 4.62 (kwintet, 1H), 2.23 (t, 8, 2H); IR (cm-1, czysty): 1739 (s, C=O), 1461 (m), 1387 (m), 1176 (s, C-O), 1010 (m), 718 (m);
Analiza elementarna dla C47H84O2: obliczono: C 82.80% H 12.33%;
stwierdzono: C 82.98% H 12.36%;
Temperatura topnienia (DSC): 41-44°C.
P r z y k ł a d 5
Oleinian cholestanolu wytworzono w reakcji cholestanolu z kwasem oleinowym. Jako katalizator użyto NaHSO4, a oleinian cholestanolu wydzielono stosując technikę opisaną jako Metoda A. Dane analityczne przedstawiono poniżej:
1HNMR (CDCl3): (5. 30 (m, 2H), 4.65 (kwintet, 1H), 2.22 (t, 8, 2H); IR (cm-1, czysty): 1725 (s, C=O), 1454 (s), 1367 (m), 1168 (m, C-O), 1003 (m), 711 (m);
Analiza elementarna dla C45H80O2: obliczono: C 82.67% H 12.25%;
stwierdzono: C 82.64% H 12.34%;
Temperatura topnienia (DSC): 20-25°C.
P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y
W reakcji oleju canola ze stanolem, drogą estryfikacji śródcząsteczkowej, otrzymano produkt w postaci mieszaniny o następującym przybliżonym, niepowtarzalnym składzie wagowym:
Oleinian stanolu 67%
Linolan stanolu 19%
Linolenian stanolu 9%
Palmitynian stanolu 3%
P r z y k ł a d 6
Przeprowadzono reakcję stosując kwas oleinowy z nadmiarem molowym 1,05 i stanole, przy
użyciu 0,2% wodorowęglanu sodu jako katalizatora. Dodano 0,2% aktywny węgiel przed rozpoczęciem reakcji. Materiał ogrzano do 165°C i zauważono pojawienie się wody w skraplaczu. Mieszaninę reakcyjną ogrzano do 170°C, wówczas zawartość kwasów tluszczowych ustabilizowała się, dodano wodę i oddzielono od mieszaniny. Barwę produktu określono wówczas na około 8 w skali Gardnera.
P r zyk ł ad 7
Powtórzono Przykład 6 bez węgla, a barwę przemytego produktu określono na 11+.
P r zyk ł ad 8
Powtórzono Przykład 6 stosując jako katalizator 0,2% tlenek cynku.
Produkt miał barwę 9 w skali Gardnera.
Przykłady 6 i 7 wykazują łatwość stosowania środka odbarwiającego w niniejszym wynalazku. Dalszą poprawę barwy można łatwo uzyskać zmieniając ilość stosowanego środka odbarwiającego jak również inne zmienne procesu.
P r zyk ł ad 9
Powtórzono reakcję z Przykładu 6 bez katalizatora. Reakcja nie zachodziła do chwili, aż temperatura przekroczyła 200°C, a zakończenie reakcji wymagało więcej niż 10 godzin w 235°C lub w wyższych temperaturach reakcji. Wykazuje to zalety katalizatora tu opisane, dzięki czemu reakcja zachodzi i w niższych temperaturach i z większą prędkością.

Claims (7)

1. Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu, znamienny tym, że obejmuje reakcję stanolu/sterolu o wzorze 2 i kwasu, przy temperaturze reakcji od 75 do 225°C, w obecności wystarczającej ilości katalizatora kwasu Lewisa i wystarczającej ilości środka odbarwiającego z wytworzeniem poszczególnego odpowiedniego estru stanolu/sterolu o wzorze 1, w ilości co najmniej 90% wagowych, w którym R1 oznacza łańcuch węglowy o długości od C3-C25, i R2 oznacza łańcuch węglowy mający od 3 do 15 atomów węgla, lub jest wybrany z grupy obejmującej C1-C12alkil, podstawiony przez jeden, dwa albo trzy atomy chlorowca C1-C12alkil, C1-C8alkoksyl, C2-C8alkenyl, C2-C8alkinyl, C3-C8cykloalkil, chlorowcoC2-C8alkenyl i chlorowcoC2-C8alkinyl; i gdzie reakcja jest prowadzona nierozcieńczona ze stopionym kwasem tłuszczowym działającym jako rozpuszczalnik i reakcję prowadzi się pod próżnią.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem jest tlenek cynku.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że odpowiedni ester stanolu/sterolu otrzymuje się w ilości nie mniejszej niż 98% wagowych.
PL 196 265 B1
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że R1 estru stanolu/sterolu ma wartość od C5 do C24, korzystnie od C12 do C21.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura reakcji wynosi od 100 do 200°C.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem odbarwiającym jest węgiel drzewny lub węgiel aktywny.
7. Sposób według zastrz. 1, albo 6, znamienny tym, że ilość środka odbarwiającego wynosi od 0,05 do 1% wagowego w stosunku do całkowitego ciężaru mieszaniny reakcyjnej.
PL335069A 1998-08-25 1999-08-24 Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu PL196265B1 (pl)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/139,460 US5892068A (en) 1998-08-25 1998-08-25 Preparation of sterol and stanol-esters
US09/211,978 US6147236A (en) 1998-08-25 1998-12-15 Preparation of sterol and stanol-esters
US09/336,773 US6184397B1 (en) 1998-08-25 1999-06-21 Preparation of sterol and stanol-esters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL335069A1 PL335069A1 (en) 2000-02-28
PL196265B1 true PL196265B1 (pl) 2007-12-31

Family

ID=27385342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL335069A PL196265B1 (pl) 1998-08-25 1999-08-24 Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP0982316B1 (pl)
JP (1) JP2000072793A (pl)
KR (1) KR20000017479A (pl)
CN (1) CN1131871C (pl)
AT (1) ATE376554T1 (pl)
AU (1) AU767636B2 (pl)
BR (1) BR9903832A (pl)
CZ (1) CZ298286B6 (pl)
DE (1) DE69937385T2 (pl)
DK (1) DK0982316T3 (pl)
ES (1) ES2296371T3 (pl)
HU (1) HUP9902855A3 (pl)
IN (1) IN186960B (pl)
NZ (1) NZ337240A (pl)
PL (1) PL196265B1 (pl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410758B2 (en) * 1999-05-24 2002-06-25 Mcneil-Ppc, Inc. Preparation of sterol and stanol-esters
WO2001029060A2 (en) * 1999-10-21 2001-04-26 The Board Of Regents For Oklahoma State University Sterol esters of conjugated linoleic acids and process for their production
FR2811984B1 (fr) 2000-07-19 2004-02-06 Pharmascience Lab Procede de preparation d'un ester de corps gras et son utilisation dans les domaines pharmaceutique, cosmetique ou alimentaire
US6743509B2 (en) 2002-10-01 2004-06-01 Dow Corning Corporation Method of treating precipitated calcium carbonate fillers
CN102603845B (zh) * 2012-01-21 2014-10-22 西安海斯夫生物科技有限公司 合成与分离植物甾醇饱和脂肪酸酯和不饱和脂肪酸酯的方法
CN108440630A (zh) * 2018-05-15 2018-08-24 江苏玺鑫维生素有限公司 植物甾醇油酸酯的制备工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1405346A (en) * 1922-01-31 Method of maktiteactubing
JPS444974B1 (pl) * 1965-08-01 1969-02-28
JPS5923320B2 (ja) * 1979-10-31 1984-06-01 花王株式会社 分岐脂肪酸コレステリルエステル
US4393044A (en) * 1980-05-29 1983-07-12 The Nisshin Oil Mills Limited Steroid ester, and cosmetics and ointments containing the same
JPS5745199A (en) * 1980-09-01 1982-03-13 Nisshin Oil Mills Ltd:The Esterification product and cosmetic or external use preparation containing the same
FR2647805A1 (fr) * 1989-06-06 1990-12-07 Bugat Maurice Procede de fabrication d'esters d'acides gras, produits isoles correspondants et compositions a usage humain ou veterinaire les contenant
EP0594612B2 (en) * 1991-05-03 2010-02-24 Raisio Nutrition Ltd. Process for the preparation of a substance comprising a beta-sitostanol fatty acid ester or a mixture thereof
JP3527754B2 (ja) * 1992-04-27 2004-05-17 日本精化株式会社 ラノリン脂肪酸類の分離法及びそれらを用いた化粧料及び外用薬
US5917068A (en) * 1995-12-29 1999-06-29 Eastman Chemical Company Polyunsaturated fatty acid and fatty acid ester mixtures free of sterols and phosphorus compounds
US6200624B1 (en) * 1996-01-26 2001-03-13 Abbott Laboratories Enteral formula or nutritional supplement containing arachidonic and docosahexaenoic acids

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000072793A (ja) 2000-03-07
AU4450599A (en) 2000-03-09
HUP9902855A3 (en) 2001-04-28
DK0982316T3 (da) 2008-01-28
EP0982316A2 (en) 2000-03-01
KR20000017479A (ko) 2000-03-25
CN1131871C (zh) 2003-12-24
BR9903832A (pt) 2000-09-19
CN1251837A (zh) 2000-05-03
AU767636B2 (en) 2003-11-20
PL335069A1 (en) 2000-02-28
IN186960B (pl) 2001-12-22
HU9902855D0 (en) 1999-10-28
HUP9902855A2 (hu) 2000-04-28
CZ298286B6 (cs) 2007-08-15
DE69937385T2 (de) 2008-07-24
EP0982316B1 (en) 2007-10-24
EP0982316A3 (en) 2000-07-05
ATE376554T1 (de) 2007-11-15
CZ301199A3 (cs) 2000-03-15
NZ337240A (en) 2000-02-28
ES2296371T3 (es) 2008-04-16
DE69937385D1 (de) 2007-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6147236A (en) Preparation of sterol and stanol-esters
CA2309224C (en) Preparation of sterol and stanol-esters
US6184397B1 (en) Preparation of sterol and stanol-esters
PL196265B1 (pl) Sposób wytwarzania estrów stanolu/sterolu
MXPA99007839A (en) Preparation of esterolic and stanoli esters
JPS5927360B2 (ja) ステロイド化合物およびその製造方法
CZ301299A3 (cs) Přípravy esterů sterolů a stanolů
WO2022195288A1 (en) Process for the preparation of an n-acylethanolamide derivative
EP0089674A1 (en) Pentanedioic acid derivatives