Технология липоевой кислоты. Курсовой проект по дисциплине Технология белка и бав по теме Технология получения липоевой кислоты
 Скачать 242.04 Kb.
|
|
1.3 Значение липоевой кислоты Основная функция липоевой кислоты (a-ЛК) - прямое участие в углеводном обмене, а именно, в аэробном метаболизме продукта гликолиза - пирувата. a-ЛК является коферментом в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты до ацетил-КоА и a-кетоглутаровой до сукцинил-КоА (в цикле Кребса) [1]. Облегчая, таким образом, превращение молочной кислоты в пировиноградную с последующим декарбоксилированием последней, a-ЛК способствует ликвидации метаболического ацидоза. Липоевая кислота играет важную роль в липидном обмене. a-ЛК обладает положительным липотропным действием, облегчая перенос ацетата и жирных кислот из цитозоля в матрикс митохондрий для последующего окисления за счёт повышения выработки ко-энзима А (КоА) [4]. ЛК сдвигает спектр липидов крови в сторону ненасыщенных жирных кислот, понижает содержание холестерина и насыщенных жирных кислот в крови, предотвращая развитие атеросклероза. Липоевая кислота может существовать в окисленной (-S-S-) и восстановленной (SH-)- формах, благодаря чему реализуются её коферментные и антиоксидантные функции. Восстановленная форма, дигидролипоевая кислота (ДГЛК) служит донором электронов для восстановления других антиоксидантов (витамина С, витамина Е и глутатиона), а в условиях массивного окисления мембран ДГЛК осуществляет рецикл витамина Е при его истощении. Альфа-липоевая кислота повышает интра- и экстрацеллюлярный уровни глутатиона в Т-клеточных культурах, эритроцитах человека, глиальных клетках и лимфоцитах периферической крови [8]. a-ЛК и ДГЛК захватывают свободные радикалы: эффективно нейтрализуют пероксильный и гидроксильный радикалы, а также радикал кислорода. Более того, альфалипоевая кислота образует комплексы с марганцем, цинком, кадмием, свинцом, кобальтом, никелем и железом, выводит из тканей ртуть, медь и мышьяк [16]. В настоящее время выпускается несколько препаратов, содержащих липоевую кислоту и различные её соли (этилендиаминовую, трометамоловую, меглюминовую). Использование солей тиоктовой кислоты в растворах для веществ введения (имеющих нейтральную реакцию) позволяет уменьшить выраженность побочных явлений. На данный момент появилась новая форма препарата - Тиоктацид БВ (таблетки 600 мг), основной особенностью которого является быстрое всасывание из желудочно-кишечного тракта. Пик его концентрации в плазме достигается через 25 минут после перорального приёма, что сопоставимо с внутривенным введением. Побочные эффекты при применении Тиоктацида БВ, как правило, отсутствуют; в редких случаях отмечаются аллергические реакции, диспепсические расстройства (тошнота, рвота), проходящие при снижении дозы или отмене препарата. 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Технологическая схема получения липоевой кислоты  Синтез хлорангидрида моноэтилового эфира адипиновой кислоты  SOCl2 SOCl2  Синтез этилового эфира 6-окси 8-хлороктаноата  C2H4, AlCl3, NaBH4  Синтез этилового эфира 6,8-дихлороктановой кислоты  SOCl2  4. Синтез липоевой кислоты  Na2S, S  ЧТвёрдое вещество Схема 2- Технологическая схема получения липоевой кислоты 1 Этап: синтез хлорангидрида моноэтилового эфира адипиновой кислоты из моноэтилового эфира адипиновой кислоты действием тионилхлорида. 2 Этап: синтез этилового эфира 6-окси 8-хлороктаноата из хлорангидрида моноэтилового эфира адипиновой кислоты действием этилена в присутствии хлористого алюминия и востановлением боргидридом натрия полученного хлорвинилкетона. 3 Этап: синтез этилового эфира 6,8-дихлороктановой кислоты из этокси-6-окси-8-хлороактаноата действием тионилхлорида. 4 Этап: синтез липоевой кислоты из этилового эфира 6,8-дихлороктановой кислоты и дисульфида натрия 2.2 Апаратурная схема получения липоевой кислоты  Рисунок 3 - Аппаратурная схема получения липоевой кислоты В. Турсин считает этот способ получения липоевой кислоты наиболее, приемлемым, в связи со сравнительно высокими и стабильными выходами полупродуктов, а также доступностью аппаратурного оформления. Этот метод усовершенствован В. Турсиным и Л. Чеботаревой. Хлорангидрид моноэтилового эфира адипиновой кислоты получают по следующей химической схеме: C2H5OOC-(CH2)4-COOH + SOCl2 = C2H5OOC-(CH2)4-COCl В реактор из эмалированной стали 1 (рис. 2), снабженный прямым холодильником, приемником и щелочной ловушкой для улавливания HCl и SO2, загружают из сборника 2 моноэтиловый эфир адипиновой кислоты, а из мерника 3 тионилхлорид. Реакционную массу перемешивают 30 минут и отгоняют в вакууме, избыток тионилхлорида попадает в сборник 4. Выход 79,3%. Продукт сливают в обогреваемый сборник 7. Хлорангидрид моноэтилового эфира адипиновой кислоты C8H13O3Cl, бесцветная жидкость с резким запахом, температура кипения 96 – 98оC. Хорошо растворим в органических растворителях. Моноэтиловый эфир адипиновой кислоты C8H14O4, имеет температуру плавления 28 – 29оC, температура кипения 148 – 152оC. Этиловый эфир 6-окси 8-хлороктаноата (хлороспирт) получают по реакции Фриделя-Крафтса из хлорангидрида моноэтилового эфира адипиновой кислоты и этилена с последующим гидрированием натрийборгидридом кеттогруппы этокси-6-окси-8-хлороактаноата (хлоркетона) по следующей схеме: C2H5OOC-(CH2)4-COCl + CH2-CH2 + AlCl3 = C2H5OO-(CH2)4-CO-CH2-CH2-Cl C2H5OO-(CH2)4-CO-CH2-CH2-Cl + NaBH4 = C2H5OOC-(CH2)4-CHOH- CH2- CH2Cl В реактор из эмалированной стали 5 загружают хлористый алюминий и из мерника 6 дихлорэтан, перемешивают, а затем при охлаждении из мерника 7 медленно добавляют хлорангидрид моноэтилового эфира адипиновой кислоты. Затем при температуре 25оC из баллона 8 через барботер пропускают этилен. Затем реакционную массу направляют в реактор 9 со льдом, образованным из воды при охлаждении рассолом, и дихлорэтаном, сливаемым из мерника 10, экстрагируют вещество. Массу сливают в длительную воронку 11, где разделяют на слои. Органический слой, а так же экстракт от промывки водного раствора дихлорэтаном переводят в сборник 12, а из него в вакуум-аппарат 13, где отгоняют дихлорэтан в вакууме. Кубовый остаток растворяют в спирте, сливаемом в вакуум-аппарат из мерника 14. Массу сливают в реактор 15, охлаждаемый рассолом, куда постепенно загружают при помешивании и охлаждении измельченный боргидрид натрия. Затем из мерника 16 сливают аммиачную воду, перемешивают и массу направляют в длительную воронку 17, в которой вещество извлекают дихлорэтаном (из мерника 10). Экстракт промывают 5%-ным раствором соляной кислоты из мерника 18, водный слой является отходом, а органический передают в сборник 18а и далее в вакуум-аппарат 19, где отгоняют растворитель, а затем в глубоком вакууме (остаточное давление 0,06 мм. рт. ст.) собирают фракцию, кипящую при температуре 112-120оС. Выход составляет 63,2%. Затем фракцию направляют в мерник 20 [6]. Этиловый эфир 6,8-дихлороктановой кислоты (дихлорид) получают из этокси-6-окси 8-хлороктаноата действием тионилхлорида по следующей реакции: C2H5OOC-(CH2)4-CHOH-CH2-CH2Cl + SOCl2 = C2H5OOC-(CH2)4-CHCl- CH2- CH2Cl В реактор 21, снабженный прямым и обратным холодильником и ловушкой со щелочью, загружают из мерника 20 хлороспирт, из мерника 3 тионилхлорид, из мерника 22 бензол, а из мерника 23 каталитическое количество пиридина. Массу кипятят 1 час, затем сливают в длительную воронку 24; бензольный слой направляют через сборник 25 в вакуум-аппарат 26, где отгоняют бензол и при глубоком вакууме (остаточное давление 0,5 мм. рт. ст.) и температуре 104-108оС отбирают фракцию дихлорида и направляют её в мерник 27. Дихлорид - бесцветная жидкость температура кипения 104-108оС (остаточное давление 0,5 мм. рт. ст.). Выход 88,6%. Липоевую кислоту получают по химической формуле: C2H5OOC-(CH2)4-CHCl- CH2- CH2Cl + Na2S + S = HOOC-(CH2)4-CHS- CH2- CH2S В реактор 28 из эмалированной стали, снабженный прямым и обратным холодильником, загружают из мерника 29 спирт, затем сернистый натр, и серу и азот, подаваемого из баллона 30, нагревают до кипения до появления осадка. Далее из мерника 27 медленно сливают дихлорид. После добавления едкого натра (для омыления эфира) из мерника 31 и нагревания в течение 10 часов при кипении спирт отгоняют, массу охлаждают водой (через рубашку), подкисляют соляной кислотой из мерника 32 до pH 2,0, сливают в делительную воронку 33, где вещество извлекают бензолом, подаваемым из мерника 22. Органический слой направляют в сборник 34, а из него в вакуум-аппарат 35, соединенный с холодильником 36, и охлаждаемым водой с температурой 30 – 35оС и приемником 37, обогреваемым водой с температурой 55 – 60оС для предотвращения кристаллизации липоевой кислоты в трубках холодильника и в приемнике. В начале отгоняют бензол, а затем при глубоком вакууме (остаточное давление 0,05 мм. рт. ст.) и при температуре 155 - 160оС отбирают фракцию липоевой кислоты и направляют для перекристаллизации в обогреваемый водой мерник 38. Выход 68,4%. Для получения медицинской липоевой кислоты её перекристаллизовывают из циклогексана по двухступенчатой схеме с выходом около 80% (на техническую кислоту). 2.3 Расчет основных технологических параметров процесса получения липоевой кислоты 1. Процесс ферментации, г/л ч; Qx  =4-3,5/30-24=0,083г/л ч;2. Удельная скорость роста, л/ч;  =4-3,5/4*(30-24)=0,5/24=0,167 л/ч;3. Концентрация биомассы X1  =4/2,718*0,167*(30-24)=4/2,72=1,28г/л ч4.Продуктивность по целевому продукту, Qp , г/л ч: Qp  =4,8-4,2/30-24=0,1 г/л ч;5.Удельная скорость образования целевого продукта, qp , г/г ч,  =4,8-4,2/4*(30-24)=0,6/24=0,025 г/г ч;6. Удельная скорость потребления субстрата, qs , г/г ч,  =18-15/4*(30-24)=3/24=0,125, г/г ч;7. Выход биомассы из субстрата или экономический коэффициент,  , г/г =4-3,5/18-15=0,16 г/г;8. Выход целевого продукта,  , г/г =4,8-4,2/18-15=0,2 г/г;Общая продуктивность,  =36*1*106/6*6=1*106 Выход продукта от субстрата  =36*1,2/78=0,55 2.4 Информационные материалы при производстве липоевой кислоты Липоевая кислота в клетке, может показаться на первый взгляд, веществом, которое может спровоцировать реакцию окислительного процесса, а иногда напрямую соединяет вольные радикалы. Данный результат считается особым для НПА. Невзирая на это в восстановительной среде существовала липоевая кислота внутриклеточно в двух окисленных, также восстановленных конфигурациях. В биохимическом анализе из-за продолжительного периода инкубации, имеется не достаточно подтвержденное данное, которое утверждает, что клетке совершается, механизмам воздействия LA. Сравнительно хорошо поглощающая активность по взаимоотношению к хлорноватистой кислоте (приобретающей антибактериальные нейтрофилами, какие имеют все шансы осуществлять нагноение также нарушение материалов) совершается из-за деформированной конформации 5-членного кольца дитиолана, который, пропадает в присутствии возобновления до DHLA. Данная концепция была поставлена под подозрение во взаимосвязи со значительной степенью консервативной возможности 2 независимых сульфгидрилов, невысокие внутриклеточные сосредоточения DHLA, но кроме того активное метилирование 1-го либо другого сульфгидрилов, активное окисление, которых происходит во фронтальной цепи с наиболее маленькими метаболитами и стремительный выводом с клетки. Несмотря на то, что оба DHLA существовали изнутри клеток уже после внедрения, более возможна, внутриклеточная DHLA, при этом имеются гибридные дисульфиды с разными частями цистеина, также митохондриальных белков. Минувшие итоги демонстрируют, терапевтические также омоложающие результаты обусловленые модуляциями контрольной трансдукции также транскрипции генов, которые оказывают антиоксидантное действие на клетки [15]. Все без исключения дисульфидные формы LA (R / ОАС, RLA также SLA) имеют все шансы являться объединеными к DHLA, несмотря на то, что обе материи своеобразны также стереоселективны (преимущество одного энантиомера над другими) сокращениями существовало зарегистрированым в модельных системах. Согласно последней мере 2 цитозольных ферментов, пептид - редуктазы (ГР) также тиоредоксин - редуктазы (Trx1), также 2 митохондриальные ферменты, липоамиддегидрогеназа также тиоредоксин - редуктазы (Trx2), помогают сократить LA. ОАС стереоселективно снижается цитозольными ГР, в то время как Trx1, Trx2 также липоамиддегидрогеназа стереоселективной сокращаяет RLA. ( R ) - (+) - липоевая кислота считается ферментативна либо электрохимически объединяется ко ( R ) - (-) - дигидролипоевая кислоте, в то время равно как ( S ) - (-) - липоевая углекислота объединяются ко ( S ) - (+) - дигидролипоевые кислотам, Дигидролипоевая кислота (ДГЛК) способна кроме того формировать внутриклеточно, а также внеклеточно с поддержкой неферментативного, тиолдисульфидных обменных взаимодействий. ОЗЛ способен работать в природных условиях, как B-витамина также в присутствии наиболее значительных дозах, как растительного происхождения калорийных элементов, подобных равно как куркумин, сульфорафан, ресвератрол, также иных калорийных элементов, какие индуцируют фазы II детоксикации ферменты, подобным способом, действуя в качестве цитопротекторных средств. Данный отклик увеличивает антиоксидантную способность клетки. Ряд изучений выявили, то, что ОАС или обладает наиболее невысокую динамичность, нежели RLA либо препятствует своеобразных результатов RLA линией конкурентно-способного ингибирования. Альфа-липоевая кислота (АЛК) - это антиоксидант, который защищает ваши клетки от свободных радикалов, которые могут причинить вред. Он также работает для поддержания здоровых нервных клеток и функционирования печени. Хотя ваше тело может вырабатывать АЛК естественным путем, вам может потребоваться его дополнительное питание, чтобы оно могло выполнять свои многочисленные функции организма в лучшем виде. Идеальная добавка является жиро и водорастворимой, благодаря чему она всегда остается в вашей системе [18]. Альфа-липоевая кислота Pure Encapsulation 400 мг также может работать с вашим метаболизмом, поддерживая переработку глюкозы, а также выработку энергии мышцами. Наконец, он способствует здоровью сердечно-сосудистой системы, поддерживая работу кровеносных сосудов и сосудов. В дополнение к 400 миллиграммам самой альфа-липоевой кислоты, каждая растительная капсула также содержит витамин С для дальнейшего ускорения всасывания. При рекомендуемой дозировке от одной до двух капсул в день во время еды, бутылка из 60 капсул альфа-липоевой кислоты 400 мг от Pure Encapsulations должна длиться от одного до двух месяцев. Этот размер идеально подходит для тех, кто впервые пробует альфа-липоевую кислоту. Pure Encapsulation стремится разрабатывать и производить высококачественные гипоаллергенные пищевые добавки. Контроль качества в процессе разработки и производства имеет первостепенное значение. Все продукты Pure Encapsulation сделаны из самых биодоступных ингредиентов. В качестве пищевой добавки принимайте 1-2 капсулы в день, разделенными дозами, во время еды. Эти утверждения не были оценены Управлением по контролю, за продуктами и лекарствами (FDA). Эти продукты не предназначены для диагностики, лечения или лечения любых заболеваний или заболеваний. Пожалуйста, проконсультируйтесь с врачом перед началом любой программы упражнений или пищевых добавок или перед использованием этих или любых других продуктов во время беременности, или если у вас серьезное заболевание. Альфа-липоевая кислота, экстра сила, Now Foods, 600 мг, 120 растительных капсул. Выводит из организма свободные радикалы Кошерный продукт Пищевая добавка Соответствие стандарту качества GMP Альфа-липоевая кислота (АЛК) естественным образом содержится в организме человека в очень небольших количествах, а также может быть получена из некоторых продуктов питания. АЛК уникальная тем, что может работать как в водной, так и в жировой среде. АЛК способствует продукции глутатиона и рецируклировать витамины С и Е, повышая таким образом, их антиоксидантную активность. Кроме того, АЛК помогает сохранять здоровье нервных тканей, обеспечить правильный метаболизм глюкозы и поддержать здоровье сердечно-сосудистой системы [3]. Другие ингредиенты: Целлюлоза (капсула), порошок целлюлозы, стеарат магния (растительный источник) и диоксид кремния. Не производится с ингредиентами пшеницы, клейковины, сои, молока, яиц, рыбы, моллюсков или орехов. Производится в установке GMP, которая обрабатывает другие ингредиенты, содержащие эти аллергены. Этот продукт с повышенной прочностью содержит больше альфа-липоевой кислоты (600 мг на капсулу), чем наша регулярная пробиотическая продукция (100 мг на капсулу). Внимание: продукт предназначен только для взрослых. Если вы беременны, принимаете лекарственные препараты (особенно инсулин или лекарства против диабета), либо имеете какие-либо заболевания (особенно диабет), перед применением препарата проконсультируйтесь с врачом. Хранить в недоступном для детей месте. Ацетил-L-карнитин и альфа-липоевая кислота, Acetyl-L-Carnitine & Alpha Lipoic Acid, KAL, 500 мг / 200 мг, 60 таблеток. Обсуждение: Kal Acetyl-L-Carnitine & Alpha Lipoic Acid предназначен для обеспечения питательной поддержки для поддержания здоровья и благополучия с возрастом. Ацетил-L-карнитин, N-ацетилпроизводное L-карнитина, обнаруживается во всей центральной нервной системе. Альфа-липоевая кислота - это антиоксидант, который действует как в водной, так и в жирорастворимой среде. Расширенное покрытие Vanilla AromaSmooth было добавлено для улучшения этой уникальной комбинированной формулы. Технология ActivTab гарантирует распад таблетки в течение 30 минут в соответствии со стандартами USP. Использовать только по назначению. Принимать по 1 таблетке в день с едой или стаканом воды. Другие Ингредиенты: целлюлоза, стеариновая кислота, кремнезем, стеарат магния и натуральный ванильный ароматизатор с другими натуральными ароматизаторами. Kal гарантирует, что к этому продукту не были добавлены ингредиенты, кроме перечисленных на этикетке. Не используйте, если защитная пломба сломана или отсутствует. Храните в недоступном для детей месте. Информируйте вашего лицензированного врача при использовании этого продукта. Сведения о зарубежных аналогах липоевой кислоты представлены в таблице 4. Таблица 4 - Зарубежные аналоги липоевой кислоты.
Так, как липоевую кислоту получают химическим синтезом, то, описанное оборудование в аппаратурной схеме наиболее подходит для получения при химическом синтезе. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||