МНОГОСТАДИЙНЫЙ СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ
MULTISTAGE SEPARATION METHOD

Данное изобретение относится к усовершенствованному способу хроматографического разделения для очистки полиненасыщенных жирных кислот (polyunsaturated fatty acid, PUFA) и их производных. В частности, данное изобретение относится к усовершенствованному способу хроматографического разделения, который использует систему смешанных растворителей.
Жирные кислоты, в частности PUFA, и их производные являются предшественниками биологически важных молекул, которые играют важную роль в регуляции биологических функций, таких как агрегация тромбоцитов, воспаление и иммунологические реакции. Таким образом, PUFA и их производные могут быть терапевтически полезными в лечении широкого спектра патологических состояний, включая состояния ЦНС; невропатии, включая диабетическую невропатию; сердечно-сосудистые заболевания; общие иммунные и воспалительные состояния, в том числе воспалительные заболевания кожи.
PUFA находятся в природных исходных материалах, таких как растительные масла и жиры морских животных. Тем не менее, такие PUFA часто присутствуют в таких маслах в смеси с насыщенными жирными кислотами и многими другими примесями. Поэтому желательно, чтобы PUFA были очищены перед применением в пищевых или фармацевтических целях.
К сожалению, PUFA являются очень хрупкими. Так, при нагревании в присутствии кислорода они склонны к изомеризации, пероксидации и олигомеризации. Таким образом, фракционирование и очистка PUFA-продуктов для получения чистых жирных кислот является трудной. Дистилляция, даже под вакуумом, может привести к неприемлемой деградации продукта.
Методики хроматографического разделения хорошо известны специалистам в данной области. Специалистам в данной области знакомы методики хроматографического разделения с вовлечением системы с неподвижным слоем или системы с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем адсорбента.
В стандартной хроматографической системе с неподвижным слоем смесь, компоненты которой должны быть разделены, просачивается (перколирует) через контейнер. Контейнер, как правило, имеет цилиндрическую форму и, как правило, называется колонкой. Колонка содержит прокладку из пористого материала (как правило, он называется неподвижной фазой), обладающего высокой проницаемостью для жидкостей. Скорость перколяции каждого компонента смеси зависит от физических свойств этого компонента, так что компоненты выходят из колонки последовательно и селективно. Таким образом, некоторые из компонентов имеют тенденцию к сильной фиксации на неподвижной фазе и, таким образом, будут просачиваться медленно, в то время как другие имеют тенденцию к слабой фиксации и выходят из колонки быстрее. Было предложено много различных хроматографических систем с неподвижным слоем, и они используются как для аналитических, так и для промышленных производственных целей.
Хроматография с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем является известной методикой, знакомой специалистам в данной области. Принцип работы включает противоточное движение жидкой фазы элюента и твердой фазы адсорбента. Эта операция позволяет минимально использовать растворитель, делая процесс экономически жизнеспособным. Такая технология разделения нашла несколько применений в различных областях, включая углеводороды, промышленные химические вещества, масла, сахара и API.
Таким образом, аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся слоем состоит из ряда отдельных колонок, содержащих адсорбент, которые последовательно соединены между собой. Элюент проходит через колонки в одном направлении. Точки введения подаваемой (сырьевой) смеси и элюента и точки сбора разделенных компонентов в системе периодически смещаются с помощью серии клапанов. Общий эффект заключается в имитации работы одной колонки, содержащей движущийся слой твердого адсорбента, где твердый адсорбент движется в направлении, обратном потоку элюента. Таким образом, система с псевдодвижущимся слоем состоит из колонок, которые, как и в системе с неподвижным слоем, содержат неподвижные слои твердого адсорбента, через которые проходит элюент, но в системе с псевдодвижущимся слоем операция проводится таким образом, что имитирует непрерывный противоточный движущийся слой.
Типичный аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся слоем показан на фиг 1. Концепция процесса хроматографического разделения с псевдодвижущимся или движущимся слоем объясняется с учетом вертикальной хроматографической колонки, содержащей неподвижную фазу S, разделенную на секции, а точнее на четыре наложенные субзоны I, II, III и IV, идущие снизу вверх колонки. Элюент вводят в нижнюю часть на IE с помощью насоса Р. Смесь компонентов А и В, которые должны быть разделены, вводят в IA + В между субзоной II и субзоной III. Экстракт, содержащий главным образом В, собирают на SB между субзоной I и субзоной II, а рафинат, содержащий главным образом А, собирают на SA между субзоной III и субзоной IV.
В случае системы с псевдодвижущимся слоем псевдодвижение неподвижной фазы S вниз обусловлено движением точек введения и сбора относительно твердой фазы. В случае системы с реально движущимся слоем псевдодвижение неподвижной фазы S вниз обусловлено движением различных хроматографических колонок относительно точек введения и сбора. На фиг. 1 элюент течет вверх, а смесь А + В вводится между субзоной II и субзоной III. Компоненты будут двигаться в соответствии с их хроматографическими взаимодействиями с неподвижной фазой, например, путем адсорбции на пористой среде. Компонент В, который демонстрирует сильное сродство к неподвижной фазе (компонент, движущийся более медленно), будет медленнее увлекаться элюентом и будет следовать за ним с задержкой. Компонент А, который проявляет слабое сродство к неподвижной фазе (компонент, движущийся более быстро), будет легко увлекаться элюентом. Если правильно оценивать и контролировать правильно настроенные параметры, в частности, скорость потока в каждой субзоне, то компонент А, демонстрирующий слабое сродство к неподвижной фазе, будет собираться между субзоной III и субзоной IV в виде рафината, а компонент В, демонстрирующий сильное сродство к неподвижной фазе, будет собираться между субзоной I и субзоной II в виде экстракта.
Поэтому следует понимать, что стандртная система с псевдодвижущимся слоем, схематически показанная на фиг. 1, ограничена двойным фракционированием.
Процессы и оборудование для хроматографии с псевдодвижущимся слоем описаны в нескольких патентах, в том числе US 2985589, US 3696107, US 3706812, US 3761533, FR-A-2103302, FR-A-2651148 и FR-A-2651149, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки. Тема также подробно рассматривается в "Preparative and Production Scale Chromatography" под редакцией Ganetsos and Barker, Marcel Dekker Inc, New York, 1993, которая полностью включена в данный документ посредством ссылки.
Система с реально движущимся слоем похожа в действии на систему с псевдодвижущимся слоем. Тем не менее, вместо сдвига точек введения подаваемой смеси и элюента и точек сбора разделенных компонентов с помощью системы клапанов, серия адсорбционных блоков (т.е. колонок) физически перемещается относительно точек подачи и сбора. Опять же, операция проводится таким образом, чтобы имитировать непрерывный противоточный движущийся слой.
Процессы и оборудование для хроматографии с реально движущимся слоем описаны в нескольких патентах, в том числе US 6979402, US 5069883 и US 4764276, каждый из которых в полном объеме включен в данный документ посредством ссылки.
Очистка PUFA-продуктов является особенно сложной. Так, многие подходящие исходные материалы для изготовления PUFA-продуктов являются чрезвычайно сложными смесями, содержащими большое количество различных компонентов с очень похожим временем удерживания в хроматографических аппаратах. Поэтому очень трудно выделить определенные PUFA из таких исходных материалов. Тем не менее, требуется высокая степень чистоты PUFA-продуктов, в частности, для фармацевтического и пищевого применения. Поэтому исторически так сложилось, что если требуется PUFA-продукты высокой чистоты, то используется дистилляция. Тем не менее, есть существенные недостатки в применении дистилляции в качестве методики разделения деликатных PUFA, что обсуждалось выше.
Опубликованная международная заявка на патент WO-A-2011/080503, которая в полном объеме включена в данный документ посредством ссылки, описывает процесс SMB-разделения для выделения PUFA-продукта из подаваемой смеси эффективно и с очень высокой степенью чистоты. Тем не менее, было обнаружено, что эффективное удаление жирных кислот С18, в частности альфа-линоленовой кислоты (ALA) и/или гамма-линоленовой кислоты (GLA), из исходных смесей может быть трудным без использования больших объемов водно-спиртовых растворителей. Эффективное удаление жирных кислот С18 является предпочтительным, так как многие технические требования фармацевтических и пищевых масел включают низкое содержание этих жирных кислот. Например, некоторые технические требования для использования масел в Японии требуют содержания ALA менее 1% по массе.
Соответственно, существует потребность в способе хроматографического разделения, который может эффективно выделить PUFA-продукт из подаваемой смеси с минимизацией количества жирных кислот С18, например ALA и/или GLA, присутствующих в полученном продукте.
Сущность изобретения
Неожиданно было обнаружено, что PUFA-продукт с низким уровнем жирных кислот С18, например ALA и/или GLA, может быть эффективно очищен из коммерчески доступных исходных материалов, таких как рыбий жир, с помощью смешанной системы растворителей.
Таким образом, данное изобретение предлагает способ хроматографического разделения для выделения продукта полиненасыщенной жирной кислоты (PUFA) из подаваемой смеси, который включает:
(a) очистку подаваемой смеси на первом этапе хроматографического разделения с использованием в качестве элюента смеси воды и первого органического растворителя с получением промежуточного продукта; и
(b) очистку промежуточного продукта на втором этапе хроматографического разделения с использованием в качестве элюента смеси воды и второго органического растворителя с получением PUFA-продукта,
где второй органический растворитель отличается от первого органического растворителя и имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя в пределах от 0,1 до 2,0,
1
4
1
4
1
4
где PUFA-продукт не является альфа-линоленовой кислотой (ALA), гамма-линоленовой кислотой (GLA), линолевой кислотой, моно-, ди- или триглицеридом ALA, моно-, ди- или триглицеридом GLA, моно, ди- или триглицеридом линолевой кислоты, сложным C-C-алкиловым эфиром ALA, сложным C-C-алкиловым эфиром GLA или сложным C-C-алкиловым эфиром линолевой кислоты или их смесью.
Изобретение также предлагает PUFA-продукт, полученный с помощью способа согласно данному изобретению.
Изобретение также предлагает композицию, содержащую PUFA-продукт, полученный с помощью способа согласно данному изобретению.
Описание графических материалов
Фиг. 1 иллюстрирует основные принципы процесса с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем для разделения двойной смеси.
Фиг. 2 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения ЕРА от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 3 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения DHA от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 4 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения ЕРА от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 5 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения DHA от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 6 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения ЕРА от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 7 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения DHA от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 8 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения ЕРА от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 9 иллюстрирует этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем, для отделения ЕРА от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
Фиг. 10 иллюстрирует три пути, в которых может быть выполнен этап хроматографического разделения, состоящий из двух процессов с псевдодвижущимся слоем или реально движущимся слоем.
Фиг. 11 иллюстрирует этап хроматографического разделения для отделения ЕРА от примесей, которые движутся быстрее и медленнее (т.е. от более полярных и менее полярных примесей).
На фиг. 12 показаны GC-FAMEs-следы промежуточного продукта, образованного на первом этапе разделения согласно способу данного изобретения, где метанол используется в качестве первого органического растворителя.
На фиг. 13 показаны GC-FAMEs-следы PUFA-продукта, образованного на втором этапе разделения согласно способу данного изобретения, где ацетонитрил используется в качестве второго органического растворителя.
На фиг. 14 показаны GC-FAMEs-следы промежуточного продукта, образованного на первом этапе разделения согласно способу данного изобретения, где ацетонитрил используется в качестве первого органического растворителя.
На фиг. 15 показаны GC-FAMEs-следы PUFA-продукта, образованного на втором этапе разделения согласно способу данного изобретения, где метанол используется в качестве второго органического растворителя.
На фиг. 16 показаны GC-FAMEs-следы типичной сырьевой смеси, содержащей 55% по массе этилового эфира ЕРА.
Подробное описание изобретения
В самом общем смысле данное изобретение относится к способу хроматографического разделения для извлечения продукта полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) из подаваемой смеси, который включает:
(a) очистку подаваемой смеси на первом этапе хроматографического разделения с использованием в качестве элюента смеси воды и первого органического растворителя с получением промежуточного продукта; и
(b) очистку промежуточного продукта на втором этапе хроматографического разделения с использованием в качестве элюента смеси воды и второго органического растворителя с получением PUFA-продукта,
где второй органический растворитель отличается от первого органического растворителя и имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя в пределах от 0,1 до 2,0.
Используемый в данном документе термин "PUFA-продукт" относится к продукту, содержащему одну или более чем одну полиненасыщенную жирную кислоту (PUFA) и/или ее производные, как правило, пищевого или фармацевтического значения. Как правило, PUFA-продукт представляет собой одну PUFA или ее производное. Альтернативно, PUFA-продукт представляет собой смесь двух или более PUFA или их производных.
1
6
1
4
Термин "полиненасыщенная жирная кислота" (PUFA) относится к жирным кислотам, которые содержат более чем одну двойную связь. Такие PUFA хорошо известны специалистам в данной области. Используемое в данном документе PUFA-производное представляет собой PUFA в форме моно-, ди- или триглицерида, сложного эфира, фосфолипида, амида, лактона или соли. Предпочтительными являются моно-, ди- и триглицериды и сложные эфиры. Триглицериды и сложные эфиры являются более предпочтительными. Сложные эфиры являются еще более предпочтительными. Сложные эфиры, как правило, представляет собой сложные алкиловые эфиры, предпочтительно сложные C-C-алкиловые эфиры, более предпочтительно сложные C-C-алкиловые эфиры. Примеры сложных эфиров включают метиловые и этиловые эфиры. Этиловые эфиры являются наиболее предпочтительными.
Как правило, PUFA-продукт представляет собой по меньшей мере одну из ω-3- или ω-6-PUFA или их производных, предпочтительно, по меньшей мере одну ω-3-PUFA или ее производное.
Примеры ω-3-PUFA включают эйкозантриеновую кислоту (ЕТЕ) эйкозатетраеновую кислоту (ЕТА), эйкозапентаеновую кислоту (ЕРА), докозапентаеновую кислоту (DPA) и докозагексаеновую кислоту (DHA). Предпочтительными являются ЕРА, DPA и DHA. Наиболее предпочтительными являются ЕРА и DHA.
Примеры ω-6-PUFA включают эйкозадиеновую кислоту, дигомо-гамма-линоленовую кислоту (DGLA), арахидоновую кислоту (ARA), докозадиеновую кислоту, адреновую кислоту и докозапентаеновую (ω-6) кислоту. Предпочтительными являются ARA и DGLA.
1
4
Предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой ЕРА, DHA, их производные или их смеси. Типичные производные включают моно-, ди- и триглицериды ЕРА и DHA и сложные эфиры ЕРА и DHA, предпочтительно сложные алкиловые эфиры, такие как сложные C-C-алкиловые эфиры.
1
4
Более предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой ЕРА, DHA или их производное. Типичные производные включают моно-, ди- и триглицериды ЕРА и DHA и сложные эфиры ЕРА и DHA, предпочтительно сложные алкиловые эфиры, такие как сложные C-C-алкиловые эфиры.
Наиболее предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой эйкозапентаеновую кислоту (ЕРА), докозагексаеновую кислоту (DHA), триглицериды ЕРА, триглицериды DHA, этиловый эфир ЕРА или этиловый эфир DHA.
Особенно предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой этиловый эфир ЕРА, DHA, ЕРА или этиловый эфир DHA.
В одном воплощении PUFA-продукт представляет собой ЕРА и/или этиловый эфир (ЕЕ) ЕРА.
В другом воплощении изобретения PUFA-продукт представляет собой DHA и/или этиловый эфир (ЕЕ) DHA.
В еще одном воплощении изобретения PUFA-продукт представляет собой смесь ЕРА и DHA и/или ЕРА ЕЕ и DHA ЕЕ.
В наиболее предпочтительном воплощении PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, представляет собой ЕРА или производное ЕРА, например, этиловый эфир ЕРА, и получен с чистотой более 90% по массе, предпочтительно более 95% по массе, более предпочтительно более 97% по массе, еще более предпочтительно более 98% по массе, еще более предпочтительно более 98,4% по массе. Предпочтительно, PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, представляет собой ЕРА или производное ЕРА, например этиловый эфир ЕРА, и получен с чистотой от 98 до 99,5% по массе.
Как правило, в дополнение к указанному PUFA-продукту дополнительный вторичный PUFA-продукт собирают в процессе хроматографического разделения согласно изобретению. Предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой ЕРА или ее производное, а дополнительный вторичный PUFA-продукт представляет собой DHA или ее производное.
В другом воплощении данного изобретения процесс приспособлен для сбора PUFA-продукта, который представляет собой концентрированную смесь ЕРА и DHA или их производных. Таким образом, используется подаваемая смесь, которая содержит ЕРА, DHA, компоненты, которые более полярны, чем ЕРА и DHA, и компоненты, которые менее полярны, чем ЕРА и DHA.
1
4
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесных альфа-линоленовой кислоты (ALA), моно-, ди- и триглицеридов ALA и сложных C-C-алкиловых эфиров ALA. Более типично, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесей, которые представляют собой ALA и ее производные. Типичные производные ALA являются такими, как определено выше для производных PUFA.
1
4
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесных гамма-линоленовой кислоты (GLA), моно-, ди- и триглицеридов GLA и сложных C-С-алкиловых эфиров GLA. Более типично, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесей, которые представляют собой GLA и ее производные. Типичные производные GLA являются такими, как определено выше для производных PUFA.
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесных жирных кислот С18, моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот С18 и сложных алкиловых эфиров жирных кислот С18. Более типично, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесей, которые представляют собой жирные кислоты С18 и их производные. Типичные производные жирных кислот С18 являются такими, как определено выше для производных PUFA. Используемые в данном документе жирные кислоты С18 включают алифатическую монокарбоновую кислоту С18 с прямой или разветвленной углеводородной цепью. Типичные жирные кислоты С18 включают стеариновую кислоту (С18:0), олеиновую кислоту (С18:1n9), вакценовую кислоту (С18:1n7), линолевую кислоту (С18:2n6), гамма-линоленовую кислоту/GLA (С18:3n6), альфа-линоленовую кислоту/ALA (С18:3n3) и стеаридоновую кислоту/SDA (С18:4n3).
Во избежание сомнений, в этих воплощениях максимальное количество всех указанных примесей составляет 1% по массе.
Как объяснялось выше, количество упомянутых примесей в PUFA-продукте, как правило, составляет менее 1% по массе. Предпочтительно, количество вышеупомянутых примесей составляет менее 0,5% по массе, более предпочтительно менее 0,25% по массе, еще более предпочтительно менее 0,1% по массе, еще более предпочтительно менее 0,05% по массе, еще более предпочтительно менее 0,01% по массе, еще более предпочтительно менее 0,001% по массе, еще более предпочтительно менее 0,0001% по массе, еще более предпочтительно менее 0,00001% по массе.
В некоторых предпочтительных воплощениях PUFA-продукт, по существу, свободен от вышеуказанных примесей.
1
4
1
4
1
4
PUFA-продукт не является ALA, GLA, линолевой кислотой, моно-, ди- или триглицеридом ALA, моно-, ди- или триглицеридом GLA, моно, ди- или триглицеридом линолевой кислоты, сложным C-C-алкиловым эфиром ALA, сложным C-C-алкиловым эфиром GLA или сложным C-C-алкиловым эфиром линолевой кислоты или их смесью. Как правило, ALA, GLA и производные линолевой кислоты являются такими, как определено выше для производных PUFA.
Как правило, PUFA-продукт не является C18-PUFA, моно-, ди- или триглицеридом C18-PUFA или сложным алкиловым эфиром C18-PUFA. Таким образом, данное изобретение предлагает способ хроматографического разделения для извлечения продукта полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) из подаваемой смеси, который включает:
(a) очистку подаваемой смеси на первом этапе хроматографического разделения с использованием в качестве элюента смеси воды и первого органического растворителя с получением промежуточного продукта; и
(b) очистку промежуточного продукта на втором этапе хроматографического разделения с использованием в качестве элюента смеси воды и второго органического растворителя с получением PUFA-продукта,
где второй органический растворитель отличается от первого органического растворителя и имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя в пределах от 0,1 до 2,0,
где PUFA-продукт не является C18-PUFA, моно-, ди- или триглицеридом С18-PUFA или сложным алкиловым эфиром C18-PUFA.
Более типично, PUFA-продукт не является C18-PUFA или производным С18-PUFA. Типичные C18-PUFA включают линолевую кислоту (C18:2n6), GLA (С18:3n6) и ALA (С18:3n3).
Подходящие подаваемые смеси для разделения способом согласно данному изобретению могут быть получены из природных источников, включая растительные и животные масла и жиры, и из синтетических источников, включая масла, полученные из генетически модифицированных растений, животных и микроорганизмов, включая дрожжи. Примеры включают рыбий жир, масла из водорослей и микроводорослей и растительные масла, например масло огуречника, масло эхиума и масло вечерней примулы. В одном воплощении подаваемая смесь представляет собой рыбий жир. В другом воплощении подаваемая смесь представляет собой масло из водорослей. Масла из водорослей являются особенно подходящими, когда нужным PUFA-продуктом является ЕРА и/или DHA. Генетически модифицированные дрожжи являются особенно подходящими, когда нужным PUFA-продуктом является ЕРА.
В особенно предпочтительном воплощении подаваемая смесь представляет собой рыбий жир или исходное сырье, полученное из рыбьего жира. Преимущественно было обнаружено, что при использовании рыбьего жира или исходного сырья, полученного из рыбьего жира, PUFA-продукт ЕРА или этиловый эфир ЕРА может быть получен с помощью способа согласно данному изобретению с чистотой более 90%, предпочтительно с чистотой более 95%, более предпочтительно с чистотой более 97%, еще более предпочтительно более 98% по массе, еще более предпочтительно более 98,4% по массе, например от 98 до 99,5% по массе.
Подаваемая смесь может подвергаться химической обработки перед фракционированием в способе согласно изобретению. Например, может иметь место трансэтерификация глицеридов или гидролиз глицеридов, после которого в некоторых случаях следуют селективные процессы, такие как кристаллизация, молекулярная дистилляция, фракционирование мочевины, экстракция нитратом серебра или другими растворами солей металлов, йодолактонизация или сверхкритическое флюидное фракционирование. Альтернативно, исходная смесь может быть использована непосредственно без каких-либо начальных этапов обработки.
Исходные смеси, как правило, содержат PUFA-продукт, а также по меньшей мере один более полярный компонент и по меньшей мере один менее полярный компонент. Менее полярные компоненты имеют более сильное сцепление с адсорбентом, используемым в способе согласно данному изобретению, чем PUFA-продукт. Во время работы такие менее полярные компоненты, как правило, движутся более предпочтительно с твердой фазой адсорбента, чем с жидкой фазой элюента. Более полярные компоненты имеют слабое сцепление с адсорбентом, используемым в процессе согласно данному изобретению, чем PUFA-продукт. Во время работы такие более полярные компоненты, как правило, движутся более предпочтительно с жидкой фазой элюента, чем с твердой фазой адсорбента. В целом, более полярные компоненты будут выделяться в потоке рафината, а менее полярные компоненты будут выделяться в потоке экстракта.
Подаваемая смесь, как правило, содержит PUFA-продукт и по меньшей мере одну примесную жирную кислоту С18, как описано выше. Таким образом, более типично подаваемая смесь содержит PUFA-продукт и по меньшей мере одну жирную кислоту С18 и/или ее производное. Типичные производные жирных кислот С18 являются такими, как описано выше для производных PUFA. Предпочтительно подаваемая смесь содержит PUFA-продукт и по меньшей мере одну примесную жирную кислоту С18, выбранную среди стеариновой кислоты (С18:0), олеиновой кислоты (С18:1n9), вакценовой кислоты (С18:1n7), линолевой кислоты (С18:2n6), гамма-линоленовой кислоты/GLA (С18:3n6), альфа-линоленовой кислоты/ALA (С18:3n3) и стеаридоновой кислоты/SDA (С18:4n3) и их производных.
1
4
Предпочтительно, подаваемая смесь содержит (i) PUFA-продукт и/или моно-, ди- или триглицерид PUFA-продукта и/или сложный C-C-алкиловый эфир PUFA-продукта, и
1
4
(ii) ALA и/или моно-, ди- или триглицерид ALA и/или сложный C-С-алкиловый эфир ALA.
1
4
Предпочтительно, подаваемая смесь содержит (i) PUFA-продукт и/или моно-, ди- или триглицерид PUFA-продукта и/или сложный C-C-алкиловый эфир PUFA-продукта и
1
4
(ii) GLA и/или моно-, ди- или триглицерид GLA и/или сложный C-C-алкиловый эфир GLA.
1
4
Более предпочтительно, исходная смесь содержит (i) PUFA-продукт и/или моно-, ди- или триглицерид PUFA-продукта и/или сложный C-C-алкиловый эфир PUFA-продукта и
1
4
1
4
(ii) ALA и/или GLA и/или моно-, ди- или триглицерид ALA и/или моно-, ди- или триглицерид GLA и/или сложный C-C-алкиловый эфир ALA и/или сложный C-C-алкиловый эфир GLA.
1
4
1
4
1
4
1
4
В воплощениях, где PUFA-продукт содержит менее 1% по массе указанных выше примесных жирных кислот С18, исходная смесь, как правило, содержит конкретные примесные жирные кислоты С18. Так, особым преимуществом данного изобретения является то, что количество примесных жирных кислот С18, присутствующих в подаваемой смеси, может быть уменьшено до низкого уровня в процессе согласно данному изобретения. Например, если PUFA-продукт содержит менее 1% по массе ALA, моно-, ди- и триглицеридов ALA и сложных C-С-алкиловых эфиров ALA, то исходная смесь, как правило, содержит ALA, моно-, ди- и триглицериды ALA и/или сложные C-C-алкиловые эфиры. Если PUFA-продукт содержит менее 1% по массе GLA, моно-, ди- и триглицеридов GLA и сложных C-С-алкиловых эфиров GLA, то подаваемая смесь, как правило, содержит GLA, моно-, ди- и триглицериды GLA и/или сложные C-C-алкиловые эфиры GLA. Если PUFA-продукт содержит менее 1% по массе жирных кислот С18, моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот С18 и сложных алкиловых эфиров жирных кислот С18, то исходная смесь, как правило, содержит жирные кислоты С18, моно-, ди- и триглицериды жирных кислот С18 и/или сложные алкиловые эфиры жирных кислот С18.
Примеры более и менее полярных компонентов включают (1) другие соединения, образующиеся из природных масел (например, жиров морских животных или растительных масел), (2) побочные продукты, образующиеся во время хранения, переработки и предшествующих этапов концентрирования, и (3) загрязняющие вещества из растворителей или реагентов, которые используются на предшествующих этапах концентрирования или очистки.
Примеры (1) включают другие нежелательные PUFA; насыщенные жирные кислоты; стерины, например, холестерин; витамины; и загрязнители окружающей среды, такие как полихлорбифенил (РСВ), полиароматические углеводороды (РАН), пестициды, хлорсодержащие пестициды, диоксины и тяжелые металлы. РСВ, РАН, диоксины и хлорированные пестициды, все из которых являются высоко неполярными компонентами.
Примеры (2) включают изомеры и продукты окисления или разложения PUFA-продукта, например, полимерные продукты автоокисления жирных кислот или их производных.
Примеры (3) включают мочевину, которая может быть добавлена для удаления насыщенных или мононенасыщенных жирных кислот из подаваемой смеси.
Предпочтительно, исходная смесь представляет собой PUFA-содержащий жир морских животных (например, рыбий жир), более предпочтительно жир морских животных (например, рыбий жир), содержащий ЕРА и/или DHA.
Типичная подаваемая смесь для получения концентрированного ЕРА (ЕЕ) в способом согласно данному изобретению содержит 50-75% ЕРА (ЕЕ), от 0 до 10% DHA (ЕЕ) и другие компоненты, в том числе другие необходимые жирные ω-3- и ω-6-кислоты.
Предпочтительная подаваемая смесь для изготовления концентрированного ЕРА (ЕЕ) способом согласно данному изобретению содержит 55% ЕРА (ЕЕ), 5% DHA (ЕЕ) и другие компоненты, включая другие необходимые жирные ω-3- и ω-6-кислоты. DHA (ЕЕ) является менее полярной, чем ЕРА (ЕЕ).
Типичная подаваемая смесь для изготовления концентрированного DHA (ЕЕ) способом согласно данному изобретению содержит 50-75% DHA (ЕЕ), от 0 до 10% ЕРА (ЕЕ) и другие компоненты, в том числе другие необходимые жирные ω-3- и ω-6-ки слоты.
Предпочтительная подаваемая смесь для изготовления концентрированного DHA (ЕЕ) способом согласно данному изобретению содержит 75% DHA (ЕЕ), 7% ЕРА (ЕЕ) и другие компоненты, включая другие необходимые жирные ω-3- и ω-6-кислоты. ЕРА (ЕЕ) является более полярной, чем DHA (ЕЕ).
Типичная подаваемая смесь для изготовления концентрированного ЕРА (ЕЕ) и DHA (ЕЕ) в процессе согласно данному изобретению содержит более 33% ЕРА (ЕЕ) и более 22% DHA (ЕЕ).
Способ согласно данному изобретению включает по меньшей мере два этапа хроматографического разделения, где смесь воды и другого органического растворителя используется в качестве элюента на каждом этапе. Первый и второй этапы разделения осуществляются с помощью смеси воды и первого и второго органических растворителей, соответственно.
Как правило, ни один из элюентов не находится в сверхкритическом состоянии. Как правило, оба элюента являются жидкостями.
Первый и второй органические растворители, как правило, выбраны среди спиртов, простых эфиров, сложных эфиров, кетонов и нитрилов. Предпочтительными являются спирты и нитрилы.
1
6
1
6
Спиртовые растворители хорошо известны специалистам в данной области. Спирты, как правило, являются короткоцепочечными спиртами. Спирты, как правило, имеют формулу ROH, где R представляет собой линейную или разветвленную C-С-алкиловую группу. C-C-алкиловая группа предпочтительно является незамещенной. Примеры спиртов включают метанол, этанол, н-пропанол, изо-пропанол, н-бутанол, изо-бутанол, втор-бутанол и трет-бутанол. Предпочтительными являются метанол и этанол. Метанол является более предпочтительным.
1
6
1
6
Эфирные растворители хорошо известны специалистам в данной области. Эфиры, как правило, являются короткоцепочечными простыми эфирами. Эфиры, как правило, имеют формулу R-O-R', где R и R' являются одинаковыми или различными и представляют собой линейную или разветвленную C-С-алкиловую группу. C-C-алкиловая группа предпочтительно является незамещенной. Предпочтительные простые эфиры включают диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир и метил-трет-бутиловый эфир (МТВЕ).
1
6
Сложноэфирные растворители хорошо известны специалистам в данной области. Сложные эфиры, как правило, являются короткоцепочечными сложными эфирами. Сложные эфиры, как правило, имеют формулу R-(C=O)O-R', где R и R' являются одинаковыми или различными и представляют собой линейную или разветвленную C-C-алкиловую группу. Предпочтительные сложные эфиры включают метилацетат и этилацетат.
1
6
1
6
Кетоновые растворители хорошо известны специалистам в данной области. Кетоны, как правило, являются короткоцепочечными кетонами. Кетоны, как правило, имеют формулу R-(C=O)-R', где R и R' являются одинаковыми или различными и представляют собой линейную или разветвленную C-C-алкиловую группу. C-C-алкиловая группа предпочтительно является незамещенной. Предпочтительные кетоны включают ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон (MIBK).
1
6
1
6
Нитрильные растворители хорошо известны специалистам в данной области. Нитрилы, как правило, являются короткоцепочечными нитрилами. Нитрилы, как правило, имеют формулу R-CN, где R представляет собой линейную или разветвленную C-С-алкиловую группу. C-C-алкиловая группа предпочтительно является незамещенной. Предпочтительные нитрилы включают ацетонитрил.
Второй органический растворитель отличается от первого органического растворителя.
Индекс полярности растворителя (P') является хорошо известной мерой того, насколько полярным является растворитель. Более высокий индекс полярности указывает на большую полярность растворителя. Индекс полярности, как правило, определяется путем измерения способности растворителя взаимодействовать с различными анализируемыми растворенными веществами. Более типично, индекс полярности (P') растворителя определяется в руководстве Burdick и Jackson "Solvent Guide" (AlliedSignal, 1997), которое в полном объеме включено в данный документ посредством ссылки. Burdick и Jackson классифицировали растворители со ссылкой на числовые индексы, которые присваивают растворителям в соответствии с их различной полярностью. Индекс Burdick и Jackson основан на структуре растворителей.
В таблице ниже приведены индексы полярности (Р') ряда стандартных растворителей с соответствии с Burdick и Jackson.
Второй органический растворитель имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя в пределах от 0,1 до 2,0. Таким образом, если индекс полярности первого органического растворителя представляет собой Р1, то индекс полярности второго органического растворителя представляет собой Р2, и |Р1-Р2| составляет от 0,1 до 2,0.
Как правило, второй органический растворитель имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя по меньшей мере на 0,2, предпочтительно по меньшей мере на 0,3, более предпочтительно по меньшей мере на 0,4, еще более предпочтительно по меньшей мере на 0,5 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 0,6.
Как правило, второй органический растворитель имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя не более чем на 1,8, предпочтительно не более чем на 1,5, более предпочтительно не более чем на 1,3, еще более предпочтительно не более чем на 1,0 и еще более предпочтительно не более чем на 0,8.
Предпочтительно, второй органический растворитель имеет индекс полярности, который отличается от индекса полярности первого органического растворителя в пределах от 0,2 до 1,8, более предпочтительно в пределах от 0,3 до 1,5, еще более предпочтительно в пределах от 0,4 до 1,3, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 1,0 и наиболее предпочтительно в пределах от 0,6 до 0,8.
Как правило, первый и второй органические растворители смешиваются с водой. Более типично, первый и второй органические растворители имеют индекс полярности 3,9 или выше. Предпочтительно, первый и второй органические растворители выбраны среди тетрагидрофурана, изопропилового спирта, н-пропилового спирта, метанола, этанола, ацетонитрила, 1,4-диоксана, N,N-диметилформамида и диметилсульфоксида.
Как правило, соотношение первого органического растворителя и воды составляет от 99,9:0,1 до 75:25 частей по объему, предпочтительно от 99,5:0,5 до 80:20 частей по объему. Если первый органический растворитель представляет собой метанол, то соотношение метанола и воды, как правило, составляет от 99,9:0,1 до 85:15 частей по объему, предпочтительно от 99,5:0,5 до 88:12 частей по объему. Если первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, то соотношение ацетонитрила и воды, как правило, составляет от 99:1 до 75:25 частей по объему, предпочтительно от 96:4 до 80:20 частей по объему.
Как правило, соотношение второго органического растворителя и воды составляет от 99,9:0,1 до 75:25 частей по объему, предпочтительно от 93:7 до 85:15 частей по объему. Если второй органический растворитель представляет собой метанол, то соотношение метанола и воды, как правило, составляет от 95:5 до 85:15 частей по объему, предпочтительно от 93:7 до 90:10 частей по объему. Если второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, то соотношение ацетонитрила и воды, как правило, составляет от 90:10 до 80:20 частей по объему, предпочтительно от 88:12 до 85:15 частей по объему.
Как правило, один из первого и второго органических растворителей представляет собой ацетонитрил.
Как правило, один из первого и второго органических растворителей представляет собой метанол.
Предпочтительно, первый и второй органические растворители выбраны среди ацетонитрила и метанола. Таким образом, предпочтительно, чтобы (i) первый органический растворитель представлял собой метанол, а второй органический растворитель представлял собой ацетонитрил, или (ii) первый органический растворитель представлял собой ацетонитрил, а второй органический растворитель представлял собой метанол.
Более предпочтительно, первый органический растворитель представляет собой метанол, а второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, и (а) соотношение метанола и воды составляет от 99,9:0,1 до 85:15 частей по объему, предпочтительно от 99,5:0,5 до 88:12, и/или (b) соотношение ацетонитрила и воды составляет от 90:10 до 80:20 частей по объему, предпочтительно от 88:12 до 85:15 частей по объему. В некоторых воплощениях предпочтительно, чтобы (а) соотношение метанола и воды составляло от 91:9 до 93:7 частей по объему, и/или (b) соотношение ацетонитрила и воды составляло от 86:14 до 88:12 частей по объему.
Альтернативно, первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, а второй органический растворитель представляет собой метанол, и (а) соотношение ацетонитрила и воды составляет от 99:1 до 75:25 частей по объему, предпочтительно от 96:4 до 80:20 частей по объему, и/или (b) соотношение метанола и воды составляет от 95:5 до 85:15 частей по объему, предпочтительно от 93:7 до 90:10 частей по объему. В некоторых воплощениях предпочтительно, чтобы (а) соотношение ацетонитрила и воды составляло от 86:14 до 88:12 частей по объему, и/или (b) соотношение метанола и воды составляло от 87:13 до 89:11 частей по объему.
Каждый этап хроматографического разделения, как правило, включает пропускание подаваемой смеси через одну или более чем одну хроматографическую колонку. Таким образом, первый этап хроматографического разделения, как правило, включает пропускание подаваемой смеси через одну или более чем одну хроматографическую колонку, содержащую в качестве элюента смесь воды и первого органического растворителя. Как правило, второй этап хроматографического разделения включает пропускание промежуточного продукта через одну или более чем одну хроматографическую колонку, содержащую в качестве элюента смесь воды и первого органического растворителя. Предпочтительно, первый этап хроматографического разделения включает пропускание подаваемой смеси через одну или более чем одну хроматографическую колонку, содержащую в качестве элюента смесь воды и первого органического растворителя, а второй этап хроматографического разделения включает пропускание промежуточного продукта через одну или более чем одну хроматографическую колонку, содержащую в качестве элюента смесь воды и первого органического растворителя. В заявленном процессе могут быть использованы любые известные хроматографические колонки.
Одна или более чем одна хроматографическая колонка, как правило, содержит адсорбент. В способе согласно данному изобретению могут быть использованы обычные адсорбенты для методик хроматографического разделения, известные в данной области. При использовании более чем одной хроматографической колонки каждая хроматографическая колонка может содержать один и тот же или другой адсорбент. Как правило, когда используется более чем одна хроматографическая колонка, каждая колонка содержит один и тот же адсорбент. Примерами таких широко используемых материалов являются полимерные шарики, предпочтительно из полистирола, сшитого с 1,4-дивинилбензолом (дивинилбензолом); и силикагель, предпочтительно силикагель для обращенно-фазовой хроматографии с привитыми С8- или С18-алканами, особенно С18. Предпочтительным является силикагель для обращенно-фазовой хроматографии с привитыми С18. Адсорбент, используемый в способе согласно данному изобретению, предпочтительно является неполярным.
Форма адсорбирующего материала неподвижной фазы может представлять собой, например, сферические или несферические гранулы, предпочтительно, по существу сферические гранулы. Такие гранулы, как правило, имеют диаметр от 5 до 500 мкм, предпочтительно от 10 до 500 мкм, более предпочтительно от 15 до 500 мкм, более предпочтительно от 40 до 500 мкм, более предпочтительно от 100 до 500 мкм, более предпочтительно от 250 до 500 мкм, еще более предпочтительно от 250 до 400 мкм, наиболее предпочтительно от 250 до 350 мкм. В некоторых воплощениях могут быть использованы гранулы диаметром от 5 до 35 мкм, как правило, от 10 до 30 мкм, предпочтительно от 15 до 25 мкм. Некоторые предпочтительные размеры частиц несколько больше, чем размеры гранул, используемых в прошлом в процессах с псевдодвижущимся и реально движущимся слоем. Применение более крупных частиц дает более низкое давление элюента, используемое в системе. Это, в свою очередь, дает преимущества с точки зрения экономии, эффективности и срока службы аппарата. Неожиданно было обнаружено, что гранулы адсорбента с большим размером частиц могут быть использованы в способе согласно данному изобретению (со связанными с ними преимуществами) без потери в разрешении.
Размеры используемых колонок не ограничены конкретным образом и будут зависеть в некоторой степени от объема подаваемой смеси, подлежащей очистке.Специалист легко сможет определить подходящий размер колонки для использования. Диаметр каждой колонки, как правило, находится между 10 и 1000 мм, предпочтительно между 10 и 500 мм, более предпочтительно между 25 и 250 мм, еще более предпочтительно между 50 и 100 мм и наиболее предпочтительно между 70 и 80 мм. Длина каждой колонки, как правило, находится между 10 и 300 см, предпочтительно между 10 и 200 см, более предпочтительно между 25 и 150 см, еще более предпочтительно между 70 и 110 см, а наиболее предпочтительно между 80 и 100 см.
Любой известный аппарат для хроматографии может быть использован для каждого их этапов разделения. Число хроматографических колонок, используемых на каждом этапе разделения, конкретным образом не ограничено.
Как правило, способ согласно данному изобретению осуществляется при комнатной температуре или температуре выше комнатной температуры. Предпочтительно, способ проводят при температуре, превышающей комнатную температуру. Первый и второй этапы разделения могут осуществляться при одной и той же температуре или при различных температурах, предпочтительно при одной и той же температуре.
Как правило, температура по меньшей мере одной из хроматографических колонок, через которые пропускают подаваемую смесь, превышает комнатную температуру. Более типично, температура всех используемых хроматографических колонок превышает комнатную температуру.
Таким образом, как правило, каждый этап хроматографического разделения включает пропускание подаваемой смеси через одну или более чем одну хроматографическую колонку, а температура по меньшей мере одной из этих хроматографических колонок превышает комнатную температуру. Более типично, температура все используемых хроматографических колонок превышает комнатную температуру.
Должно быть понятно, что если по меньшей мере одна хроматографическая колонка находится при температуре, превышающей комнатную температуру, то речь идет о внутреннем пространстве колонки, которое имеет важное значение для процесса разделения. Таким образом, как правило, это элюент и адсорбент находятся внутри хроматографической колонки, которая может находиться при температуре, превышающей комнатную температуру. Конечно, можно достичь требуемой температуры по меньшей мере внутри одной хроматографической колонки с помощью внутренних средств (например, путем нагревания элюента и/или подаваемой смеси) и/или внешних средств (например, путем нагревания хроматографической колонки снаружи любыми известными обычными способами).
Как правило, повышенной температуры можно достичь путем нагревания элюента и/или подаваемой смеси. Это вызывает нагревание колонки изнутри.
Таким образом, температуру по меньшей мере одной хроматографической колонки, через которую пропускают исходную смесь, также можно измерить, как и температуру элюента. Таким образом, как правило, температура элюента, используемого на первом и/или втором этапах хроматографического разделения, превышает комнатную температуру.
Альтернативно, требуемая температура по меньшей мере одной из хроматографических колонок может быть достигнута путем нагревания колонки. Нагревание может быть осуществлено с использованием, например, электрического колбонагревателя, нагревающей водяной рубашки или катушки или лампы теплового излучения. Как правило, может быть нагрета внутренняя и/или внешняя часть одной или более чем одной хроматографической колонки.
Требуемая температура по меньшей мере одной из хроматографических колонок может быть достигнута путем нагревания колонки и/или водно-органического растворителя/элюента и/или подаваемой смеси.
Как правило, температура выше комнатной температуры составляет более 30°C, предпочтительно более 35°C, более предпочтительно более 40°C, еще более предпочтительно более 45°C, еще более предпочтительно более 50°C, еще более предпочтительно более 55°C, и еще более предпочтительно более 57°C. В некоторых воплощениях используется температура составляет 56°C.
Как правило, температура выше комнатной температуры составляет до 100°C, предпочтительно до 95°C, более предпочтительно до 90°C, еще более предпочтительно до 85°C, еще более предпочтительно до 80°C, еще более предпочтительно до 75°C и еще более предпочтительно до 70°C.
Таким образом, типичные диапазоны температур составляют от 30 до 100°C, от 35 до 95°C, от 40 до 90°C, от 45 до 85°C, от 50 до 80°C, от 55 до 75°C или от 57 до 70°C.
Предпочтительные диапазоны температур составляют от 40 до 70°C, предпочтительно от 50 до 67°C, более предпочтительно от 56 до 65°C, еще более предпочтительно от 57 до 63°C.
В некоторых воплощениях может быть использована одна хроматографическая колонка, предпочтительно одна хроматографическая колонка с неподвижным слоем. Разделение таким образом, как правило, осуществляется с использованием известных аппаратов для хроматографии с неподвижным слоем. Разделение таким образом может упоминаться как хроматография "с неподвижным слоем". Как правило, по меньшей мере один из первого и/или второго хроматографических этапов включает по меньшей мере один, например один этап хроматографии с "неподвижным слоем".
В других воплощениях используется более чем одна хроматографическая колонка. Подаваемая смесь может проходить через две или более хроматографические колонки, которые могут быть одинаковыми или различными, расположенными последовательно или параллельно. Число колонок, используемых в этом воплощении, конкретным образом не ограничено, но как правило, не превышает тридцати колонок.
Одно конкретное воплощение, в котором используется несколько хроматографических колонок, представляет собой хроматографию с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем.
Аппараты для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем хорошо известны специалистам в данной области. Любой известный аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем может быть использован для способа согласно данному изобретению при условии, что аппарат используется в соответствии со способом согласно данному изобретению. Все эти аппараты, описанные в US 2985589, 3696107, US 3706812, US 3761533 US, FR-A-2103302, FR-A-2651148, FR-A-2651149, US 6979402, US 5069883 и US 4764276, могут быть использованы при разработке способа согласно данному изобретению. SMB-процессы, раскрытые, например, в WO-A-2011/080503, также могут быть использованы.
Первый и второй этапы разделения могут осуществляться с использованием либо аппарата для хроматографии с неподвижным слоем, либо одного или более чем одного аппарата для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, как описано в данном документе.
Как правило, первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в аппарат для хроматографии с неподвижным слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в аппарат для хроматографии с неподвижным слоем. Таким образом, как правило, первый этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с неподвижным слоем, и второй этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с неподвижным слоем.
Альтернативно, первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в аппарат для хроматографии с неподвижным слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем. Таким образом, как правило, первый этап хроматографического разделения осуществляется с помощью аппарата для хроматографии с неподвижным слоем, а второй этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем.
Альтернативно, первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в аппарат для хроматографии с неподвижным слоем. Таким образом, как правило, первый этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, а второй этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с неподвижным слоем.
Альтернативно, первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, и второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем. Таким образом, как правило, первый этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, и второй этап хроматографического разделения осуществляется с использованием аппарата для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем.
Указанный первый этап хроматографического разделения может состоять из одного хроматографического разделения или двух или более хроматографических разделений, при условии, что каждое разделение использует в качестве элюента смесь воды и первого органического растворителя.
Указанный второй этап хроматографического разделения может состоять из одного хроматографического разделения или двух или более хроматографических разделений, при условии, что каждое разделение использует в качестве элюента смесь воды и второго органического растворителя.
Как правило, первый и/или второй этапы хроматографического разделения могут включать применение одного этапа SMB-разделения с помощью традиционного аппарата, такого как, например, показан на фиг. 1. Разделение таким образом может упоминаться как "однопроходный" SMB-процесс. Как правило, по меньшей мере один из первого и/или второго этапов хроматографического разделения включает по меньшей мере один, например, один этап "однопроходного" SMB.
Альтернативно, первый и/или второй этапы хроматографического разделения могут включать применение многократных SMB-разделений.
В одном воплощении первый этап хроматографического разделения и/или второй этап хроматографического разделения может осуществляться, как описано в WO-A-2011/080503 и PCT/GB2012/051591, которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Предпочтительные условия процесса, указанные в WO-A-2011/080503 и PCT/GB2012/051591, являются предпочтительными условиями для способа согласно этому воплощению и могут быть включены в WO-A-2011/080503 и PCT/GB2012/051591.
Процесс, описанный в WO-A-2011/080503 и PCT/GB2012/051591, включает введение входного потока в аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, имеющий множество соединенных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водно-органический растворитель, где аппарат имеет множество зон, включающих по меньшей мере первую зону и вторую зону, каждая зона имеет поток экстракта и потока рафината, посредством которого жидкость может быть собрана из упомянутого множества соединенных хроматографических колонок, и где (а) поток рафината, содержащий PUFA-продукт вместе с более полярными компонентами, поступает из колонки в первой зоне и вводится в несмежную колонку во второй зоне, и/или (b) поток экстракта, содержащий PUFA-продукт с менее полярными компонентами, поступает из колонки во второй зоне и вводится в несмежную колонку в первой зоне, при этом указанный PUFA-продукт отделяется от других компонентов входного потока в каждой зоне. Разделение таким образом может называться "двупроходным" SMB-процессом.
В этом "двупроходном" SMB-процессе термин "зона" относится к множеству связанных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водно-органический растворитель и имеющих одну или более чем одну точку введения для входного потока, одну или более чем одну точку введения для воды и/или органического растворителя, отвод потока рафината, посредством которого жидкость может быть собрана из упомянутого множества соединенных хроматографических колонок, и отвод потока экстракта, из которого жидкость может быть собрана из упомянутого множества соединенных хроматографических колонок. Как правило, каждая зона имеет только одну точку введения для входного потока. В одном воплощении каждая зона имеет только одну точку введения для водно-органического растворителя/элюента. В другом воплощении каждая зона имеет две или более двух точек введения для воды и/или органического растворителя.
В этом "двупроходном" SMB-процессе упоминание "входного потока" относится к подаваемой смеси, когда описанный выше SMB-процесс используется на первом этапе хроматографического разделения, и относится к промежуточному продукту, когда описанный выше SMB-процесс используется на втором этапе хроматографического разделения.
В этом "двупроходном" SMB-процессе упоминание "водно-органического растворителя" относится к смеси воды и первого органического растворителя, когда описанный выше SMB-процесс используется на первом этапе хроматографического разделения, и относится к смеси воды и второго органического растворителя, когда описанный выше SMB-процесс используется на втором этапе хроматографического разделения.
Термин "рафинат" хорошо известен специалистам в данной области. В контексте хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем он относится к потоку компонентов, которые перемещаются быстрее с жидкой фазой элюента по сравнению с твердой фазой адсорбента. Таким образом, поток рафината, как правило, обогащен более полярными компонентами и обеднен менее полярными компонентами по сравнению с входным потоком.
Термин "экстракт" хорошо известен специалистам в данной области. В контексте хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем он относится к потоку компонентов, которые перемещаются быстрее с твердой фазой адсорбента по сравнению с жидкой фазой элюента. Таким образом, поток экстракта, как правило, обогащен менее полярными компонентами и обеднен более полярными компонентами по сравнению с входным потоком.
Используемый в данном документе термин "несмежные" относится к колонкам, например, в одном и том же аппарате, разделенным одной или более чем одной колонкой, предпочтительно тремя или более колонками, более предпочтительно пятью или более колонками, наиболее предпочтительно примерно пятью колонками.
"Двупроходный" SMB-процесс показан на фиг. 11. Входной поток F, содержащий PUFA-продукт (В), а также более полярные (С) и менее полярные (А) компоненты, вводится в верхнюю часть колонки 5 в первой зоне. Водно-органический растворитель/десорбент вводится в верхнюю часть колонки 1 в первой зоне. В первой зоне менее полярные компоненты (А) удаляются в виде потока экстракта Е1 из нижней части колонки 2. PUFA-продукт (В) и более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R1 из нижней части колонки 7. Затем поток рафината R1 вводят во вторую зону в верхнюю часть колонки 12. Водно-органический растворитель/десорбент вводят в верхнюю часть колонки 9 во второй зоне. Во второй зоне более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R2 в нижней части колонки 14. PUFA-продукт (В) собирают в виде потока экстракта Е2 в нижней части колонки 10.
В этом "двупроходном" SMB-процессе водно-органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 1 в первой зоне.
В этом "двупроходном" SMB-процессе водно-органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 9 во второй зоне.
В этом "двупроходном" SMB-процессе входной поток, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 5 в первой зоне.
В этом "двупроходном" SMB-процессе первый поток рафината, как правило, собирают из нижней части колонки 7 в первой зоне и вводят в верхнюю часть колонки 12 во второй зоне. Первый поток рафината, возможно, может быть собран в контейнер перед введением в колонку 12.
В этом "двупроходном" SMB-процессе первый поток экстракта, как правило, удаляют из нижней части колонки 2 в первой зоне. Первый поток экстракта, возможно, может быть собран в контейнер, а часть повторно вводится в верхнюю часть колонки 3 в первой зоне. Скорость повторного цикла жидкости, собранной с потоком экстракта из первой зоны обратно в первую зону, является скоростью, с которой жидкость подается из этого контейнера в верхнюю части колонки 3.
В этом "двупроходном" SMB-процессе второй поток рафината, как правило, удаляется из нижней части колонки 14 во второй зоне.
В этом "двупроходном" SMB-процессе второй поток экстракта, как правило, собирают из нижней части колонки 10 во второй зоне. Этот второй поток экстракта, как правило, содержит PUFA-продукт. Второй поток экстракта, возможно, может быть собран в контейнер, а часть повторно вводится в верхнюю часть колонки 11 во второй зоне. Скорость повторного цикла жидкости, собранной с потоком экстракта из второй зоны обратно во вторую зону, является скоростью, с которой жидкость подается из этого контейнера в верхнюю части колонки 11.
В этом "двупроходном" SMB-процессе скорость, с которой жидкость, собранная с потоком экстракта из первой зоны, возвращается обратно в первую зону, как правило, превышает скорость, с которой жидкость, собранная с потоком экстракта из второй зоны, возвращается обратно во вторую зону. В этом "двупроходном" SMB-процессе элюент, как правило, является по существу одинаковым в каждой зоне.
Как правило, по меньшей мере один из первого и второго этапов хроматографического разделения включает по меньшей мере один, например один, "двупроходный" SMB-процесс, описанный выше.
В альтернативном воплощении первый этап хроматографического разделения и/или второй этап хроматографического разделения может быть осуществлен, как описано в международной патентной заявке №PCT/GB2012/051596 или PCT/GB2012/051597, которые в полном объеме включены в данный документ посредством ссылки. Такие воплощения включают
(i) очистку входного потока на первом этапе SMB в аппарате для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, имеющем множество соединенных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водно-органический растворитель, с получением первого продукта; и
(ii) очистку первого продукта, полученного в (i), на втором SMB-этапе с помощью аппарата для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, имеющего множество соединенных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водно-органический растворитель, с получением второго продукта;
где
(a) первый и второй SMB-этапы осуществляются последовательно в одном и том же аппарате для хроматографии, при этом первый продукт восстанавливается между первым и вторым SMB-этапами, а условия процесса в аппарате для хроматографии корректируются между первым и вторым SMB-этапами так, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов подаваемой смеси на каждом SMB-этапе; или
(b) первый и второй SMB-этапы осуществляются на отдельных первом и втором аппаратах для хроматографии, соответственно, при этом первый продукт, полученный на первом SMB-этапе, вводится во второй хроматографический аппарат, и PUFA-продукт отделяется от различных компонентов подаваемой смеси на каждом SMB-этапе. Разделение таким образом будет называться SMB-разделением типа "один за другим" ("back-to-back").
Во избежание сомнений, если первый этап хроматографического разделения представляет собой SMB-процесс типа "один за другим" вдоль указанных линий, то элюент на каждом SMB-этапе представляет собой смесь воды и первого органического растворителя. Если второй этап хроматографического разделения представляет собой SMB-процесс типа "один за другим" вдоль указанных линий, то элюент на каждом SMB-этапе представляет собой смесь воды и второго органического растворителя.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" термин "аппарат для хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем", как правило, относится к множеству связанных хроматографических колонок, содержащих в качестве элюента водно-органический растворитель и имеющих одну или более чем одну точку введения входного потока, одну или более чем одну точку введения воды и/или органического растворителя, отвод потока рафината, с помощью которого жидкость может быть собрана из упомянутого множества соединенных хроматографических колонок, и отвод потока экстракта, с помощью которого жидкость может быть собрана из упомянутого множества соединенных хроматографических колонок.
Хроматографический аппарат, используемый в этом SMB-процессе типа "один за другим", имеет один набор хроматографических колонок, связанных последовательно, содержащих в качестве элюента водно-органический растворитель. Как правило, каждая из хроматографических колонок связана с двумя колонками в аппарате, смежными с этой колонкой. Таким образом, выход из данной колонки в наборе подключен ко входу в смежную в наборе колонку, которая стоит дальше относительно потока элюента в наборе. Таким образом, элюент может протекать через набор соединенных хроматографических колонок. Как правило, ни одна из хроматографических колонок не связана с несмежными колонками в аппарате.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" упоминание "входного потока" относится к подаваемой смеси, когда описанный выше SMB-процесс используется на первом этапе хроматографического разделения, и относится к промежуточному продукту, когда описанный выше SMB-процесс используется на втором этапе хроматографического разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" упоминание "водно-органического растворителя" относится к смеси воды и первого органического растворителя, когда описанный выше SMB-процесс типа "один за другим" используется на первом этапе хроматографического разделения, и относится к смеси воды и второго органического растворителя, когда описанный выше SMB-процесс типа "один за другим" используется на втором этапе хроматографического разделения. Органический растворитель, используемый на первом и втором SMB-этапах, является одинаковым. Соотношение органического растворителя и воды, используемое на первом и втором SMB-этапах, может быть одинаковым или разным.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" упоминание "второго продукта" относится к промежуточному продукту, когда описанный выше SMB-процесс используется на первом этапе хроматографического разделения, и относится к PUFA-продукту, когда описанный выше SMB-процесс используется на втором этапе хроматографического разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" каждый аппарат имеет только одну точку введения входного потока. В одном воплощении каждый аппарат имеет только одну точку введения водно-органического растворителя/элюента. В другом воплощении каждый аппарат имеет две или более двух точек введения воды и/или органического растворителя.
Термин "рафинат" хорошо известен специалистам в данной области. В контексте хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем он относится к потоку компонентов, которые перемещаются быстрее с жидкой фазой элюента по сравнению с твердой фазой адсорбента. Таким образом, поток рафината, как правило, обогащен более полярными компонентами и обеднен менее полярными компонентами по сравнению с входным потоком.
Термин "экстракт" хорошо известен специалистам в данной области. В контексте хроматографии с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем он относится к потоку компонентов, которые перемещаются быстрее с твердой фазой адсорбента по сравнению с жидкой фазой элюента. Таким образом, поток экстракта, как правило, обогащен менее полярными компонентами и обеднен более полярными компонентами по сравнению с входным потоком.
Число колонок, используемых в каждом аппарате в этом SMB-процессе типа "один за другим", конкретным образом не ограничено. Специалист легко сможет определить соответствующее число колонок для применения. Число колонок, как правило, составляет 4 или более, предпочтительно 6 или более, более предпочтительно 8 или более, например, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 колонок. В предпочтительном воплощении используется 5 или 6 колонок, более предпочтительно 6 колонок. В другом предпочтительном воплощении используется 7 или 8 колонок, более предпочтительно 8 колонок. Как правило, используется не более 25 колонок, предпочтительно не более 20, более предпочтительно не более 15.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" хроматографические аппараты, используемые на первом и втором этапах разделения, как правило, содержат одинаковое число колонок. Для некоторых применений они могут иметь различное число колонок.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" колонки в хроматографических аппаратах, используемые на первом и втором этапах SMB-разделения, как правило, имеют одинаковые размеры, но для некоторых применений могут иметь разные размеры.
Скорости потока в колонках ограничены максимальным давлением через серию колонок и будут зависеть от размеров колонок и размера частиц твердых фаз. Специалист в данной области сможет легко установить требуемую скорость потока для каждого размера колонки для обеспечения эффективной десорбции. Колонки большего диаметра в целом будут нуждаться в более высоких скоростях потока для поддержания линейного потока через колонки.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" для типичных размеров колонок, описанных выше, как правило, скорость потока элюента в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения, составляет от 1 до 4,5 л/мин, предпочтительно от 1,5 до 2,5 л/мин. Как правило, скорость потока экстракта из хроматографического аппарата, используемого на первом этапе процесса SMB-разделения, составляет от 0,1 до 2,5 л/мин, предпочтительно от 0,5 до 2,25 л/мин. В воплощениях, где часть экстракта из первого этапа SMB-разделения возвращают обратно в аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, скорость потока при повторном цикле, как правило, составляет от 0,7 до 1,4 л/мин, предпочтительно примерно 1 л/мин. Как правило, скорость потока рафината из хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, составляет от 0,2 до 2,5 л/мин, предпочтительно от 0,3 до 2,0 л/мин. В воплощениях, где часть рафината из первого этапа SMB-разделения возвращают обратно в аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, скорость потока повторного цикла, как правило, составляет от 0,3 до 1,0 л/мин, предпочтительно примерно 0,5 л/мин. Как правило, скорость введения входного потока в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, составляет от 5 до 150 мл/мин, предпочтительно от 10 до 100 мл/мин, более предпочтительно от 20 до 60 мл/мин.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" для типичных размеров колонок, описанных выше, как правило, скорость потока элюента в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения, составляет от 1 до 4 л/мин, предпочтительно от 1,5 до 3,5 л/мин. Как правило, скорость потока экстракта из хроматографического аппарата, используемого на первом этапе процесса SMB-разделения, составляет от 0,5 до 2 л/мин, предпочтительно от 0,7 до 1,9 л/мин. В воплощениях, где часть экстракта из второго этапа SMB-разделения возвращают обратно в аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, скорость потока при повторном цикле, как правило, составляет от 0,6 до 1,4 л/мин, предпочтительно от 0,7 до 1,1 л/мин, более предпочтительно примерно 0,9 л/мин. Как правило, скорость потока рафината из хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, составляет от 0,5 до 2,5 л/мин, предпочтительно от 0,7 до 1,8 л/мин, более предпочтительно примерно 1,4 л/мин. В воплощениях, где часть рафината из второго этапа SMB-разделения возвращают обратно в аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, скорость потока повторного цикла, как правило, составляет от 0,3 до 1,0 л/мин, предпочтительно примерно 0,5 л/мин.
Специалисту будет понятно, что упоминаемые скорости, с которыми жидкость собирается или удаляется с помощью различных потоков экстракта и рафината, относятся к объемам жидкости, удаленной за промежуток времени, как правило, л/мин. Аналогичным образом, упоминаемые скорости, с которыми жидкость возвращается в аппарат, как правило, в смежную колонку в аппарате, относятся к объемам жидкости, возвращаемой за промежуток времени, как правило, л/мин.
В этом процессе SMB-процессе типа "один за другим" предпочтительной является хроматография с реально движущимся слоем.
Время этапа, т.е. время между сдвигом точек введения входного потока и элюента и различных точек вывода собранных фракций, конкретным образом не ограничено и будет зависеть от количества и размеров используемых колонок и от скорости потока через аппарат. Специалист легко сможет определить подходящее время этапа для применения в способе согласно данному изобретению. Время этапа, как правило, составляет от 100 до 1000 секунд, предпочтительно от 200 до 800 секунд, более предпочтительно от примерно 250 до примерно 750 секунд. В некоторых воплощениях целесообразным является время этапа от 100 до 400 секунд, предпочтительно от 200 до 300 секунд, более предпочтительно примерно 250 секунд. В других воплощениях целесообразным является время этапа от 600 до 900 секунд, предпочтительно от 700 до 800 секунд, более предпочтительно примерно 750 секунд.
SMB-процесс типа "один за другим" включает первый и второй этап SMB-разделения.
Эти два этапа могут быть легко проведены на одном хроматографическом аппарате. Таким образом, в одном воплощении (а) первый и второй этапы SMB-разделения осуществляются последовательно в одном и том же хроматографическом аппарате, при этом первый продукт восстанавливается между первым и вторым этапами SMB-разделения, а условия процесса в хроматографическом аппарате корректируются между первым и вторым этапами SMB-разделения так, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе разделения. Предпочтительное воплощение этого SMB-процесса типа "один за другим" показано на фиг. 10а. Таким образом, первый этап SMB-разделения (левая сторона) осуществляется на SMB-аппарате, имеющем 8 колонок. Между первым и вторым этапами SMB-разделения первый продукт извлекают, например, в контейнер, условия процесса в хроматографическом аппарате регулируют таким образом, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения. Затем проводят второй этап SMB-разделения (правая сторона) на том же SMB-приборе, имеющем 8 колонок.
В воплощении (а) регулирование условий процесса, как правило, относится к регулированию условий процесса в аппарате в целом, т.е. к физической модификации аппарата таким образом, чтобы условия отличались. Это не относится к простому повторному введению первого продукта обратно в другую часть того же аппарата, где условия процесса могут быть другими.
Альтернативно, первый и второй отдельные хроматографические аппараты могут быть использованы на первом и втором этапах SMB-разделения. Таким образом, в другом воплощении (b) первый и второй этапы SMB-разделения осуществляются на отдельных первом и втором хроматографических аппаратах, соответственно, при этом первый продукт, полученный на первом этапе SMB-разделения, вводят во второй хроматографический аппарат, и PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения.
В воплощении (b) эти два этапа SMB-разделения могут осуществляться либо последовательно, либо одновременно.
Таким образом, в воплощении (b) в случае, когда два этапа SMB-разделения осуществляются последовательно, первый и второй этапы SMB-разделения осуществляются последовательно в отдельных первом и втором хроматографических аппаратах, соответственно, при этом первый продукт, восстанавливаемый между первым и вторым этапами SMB-разделения, и условия процесса в первом и втором аппаратах для SMB-хроматографии регулируются таким образом, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе разделения. Предпочтительное воплощение этого процесса SMB-разделения типа "один за другим" показано на фиг. 10b. Таким образом, первый этап SMB-разделения (левая сторона) осуществляется на SMB-аппарате, имеющем 8 колонок, с первой по восьмую. Между первым и вторым этапами SMB-разделения первый продукт извлекают, например, в контейнер, и затем вводят во второй отдельный SMB-аппарат. Второй этап SMB-разделения (правая сторона) осуществляется на втором отдельном SMB-аппарате, который имеет 8 колонок, с девятой по шестнадцатую. Условия процесса в двух хроматографических аппаратах регулируют таким образом, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения.
В воплощении (b) в случае, когда два этапа SMB-разделения осуществляются одновременно, первый и второй этапы SMB-разделения осуществляются на отдельных первом и втором хроматографических аппаратах, соответственно, при этом первый продукт, вводимый в хроматографический аппарат, используется на втором этапе SMB-разделения, и условия процесса в первом и втором хроматографических аппаратах регулируются таким образом, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения. Предпочтительное воплощение этого процесса SMB-разделения типа "один за другим" показано на фиг. 10с. Таким образом, первый этап SMB-разделения (левая сторона) осуществляется на SMB-аппарате, имеющем 8 колонок, с первой по восьмую. Затем первый продукт, полученный на первом этапе SMB-аппарате, вводят во второй отдельный хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения. Первый продукт может быть перенесен из первого этапа SMB-разделения на второй этап SMB-разделения прямо или косвенно, например, через контейнер. Второй этап SMB-разделения (правая сторона) осуществляется на втором отдельном SMB-аппарате, который имеет 8 колонок, с девятой по шестнадцатую. Условия процесса в двух хроматографических аппаратах регулируют таким образом, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе разделения.
В воплощении (b) в случае, когда два этапа SMB-разделения осуществляются одновременно, элюент циркулирует отдельно в двух раздельных хроматографических аппаратах. Таким образом, элюент не является общим в двух отдельных хроматографических аппаратах за исключением того, что элюент может присутствовать в качестве растворителя в первом продукте, который очищают на втором этапе SMB-разделения и который вводят в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения. Хроматографические колонки не являются общими в двух отдельных хроматографических аппаратах, используемых на первом и втором этапах SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" после того, как первый продукт получен на первом этапе SMB-разделения, водно-органический растворитель/элюент может быть частично или полностью удален перед тем, как первый продукт будет очищен на втором этапе SMB-разделения. Альтернативно, первый продукт может быть очищен на втором этапе SMB-разделения без удаления любого их присутствующих растворителей.
Как уже упоминалось выше, в этом SMB-процессе типа "один за другим" PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения. В воплощении (а) условия процесса в одном SMB-аппарате, используемом на обоих этапах SMB-разделения, регулируются между первым и вторым этапами SMB-разделения так, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе разделения. В воплощении (b) условия процесса в двух отдельных хроматографических аппаратах, используемых на первом и втором этапах SMB-разделения, регулируются таким образом, что PUFA-продукт отделяется от различных компонентов входного потока на каждом этапе разделения.
Таким образом, в этом SMB-процессе типа "один за другим" технологические условия на первом и втором этапах SMB-разделения варьируют. Технологические условия, которые варьируют, могут включать, например, размер используемых колонок, число используемых колонок, материал, используемый в колонках, время этапа SMB-аппарата, температуру аппарата, соотношение воды и органического растворителя в элюенте, используемом на этапах разделения, или скорости потоков, используемые в аппарате, в частности скорость рециркуляции жидкости, собранной посредством потоков экстракта или рафината.
Предпочтительно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" технологическими условиями, которые могут варьировать, являются соотношение воды и органического растворителя в элюенте, используемом на этапе SMB-разделения, и/или скорость рециркуляции жидкости, собранной посредством потоков экстракта или рафината на этапе SMB-разделения. Оба этих варианта описаны более подробно ниже.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" первый продукт, полученный на первом этапе SMB-разделения, как правило, обогащен PUFA-продуктом по сравнению с входным потоком.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" первый продукт, полученный на первом этапе SMB-разделения, затем вводят в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" первый продукт, как правило, собирают в виде потока рафината или экстракта из хроматографического аппарата, используемого в первом процессе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" первый продукт собирают в виде потока рафината на первом этапе SMB-разделения, а второй продукт собирают в виде потока экстракта на втором этапе SMB-разделения. Таким образом, поток рафината, собранный на первом этапе SMB-разделения, используется в качестве входного потока на втором этапе SMB-разделения. Поток рафината, собранный на первом этапе SMB-разделения, как правило, содержит второй продукт вместе с более полярными компонентами.
Альтернативно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" первый продукт собирают в виде потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, а второй продукт собирают в виде потока рафината на втором этапе SMB-разделения. Таким образом, поток экстракта, собранный на первом этапе SMB-разделения, используется в качестве входного потока на втором этапе SMB-разделения. Поток экстракта, собранный на первом этапе SMB-разделения, как правило, содержит второй продукт вместе с менее полярными компонентами.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" PUFA-продукт отделяется от других компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения. Как правило, компоненты, отделенные на каждом этапе SMB-разделения в способе согласно данному изобретению, имеют различные полярности.
Предпочтительно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" PUFA-продукт отделяется от менее полярных компонентов входного потока на первом этапе SMB-разделения, и PUFA-продукт отделяется от более полярных компонентов входного потока на втором этапе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" (а) часть потока экстракта из аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения; и/или
(b) часть потока рафината из аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения; и/или
(c) часть потока экстракта из аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения; и/или
(d) часть потока рафината из аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Предпочтительно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" (а) часть потока экстракта из аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения; и
(b) часть потока рафината из аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения; и
(c) часть потока экстракта из аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения; и
(d) часть потока рафината из аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, возвращают обратно в аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Рециркуляция в этом SMB-процессе типа "один за другим" включает подаваемую часть потока экстракта или рафината из хроматографического аппарата, используемого на первом или втором этапе SMB-разделения, обратно в аппарат, используемый на этом SMB-этапе, как правило, в смежную колонку. Эта смежная колонка является такой смежной колонкой, которая находится в системе дальше по потоку относительно потока элюента.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранную посредством потока экстракта или рафината на первом или втором этапе SMB-разделения, возвращают обратно в хроматографический аппарат, используемый на этом SMB-этапе, представляет собой скорость, с которой жидкость, собранную посредством этого потока, подают обратно в аппарат, используемый на этом SMB-этапе, как правило, в смежную колонку, т.е. в колонку, расположенную в системе ниже относительно потока элюента.
Это можно увидеть на фиг. 9. Скорость рециркуляции экстракта на первом этапе SMB-разделения представляет собой скорость, с которой экстракт, собранный из нижней части колонки 2 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, подается в верхнюю часть колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения, т.е. скорость потока жидкости в верхней части колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость рециркуляции экстракта на втором этапе SMB-разделения представляет собой скорость, с которой экстракт, собранный в нижней части колонки 2 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, подается в верхнюю часть колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения, т.е. скорость потока жидкости в верхней части колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" рециркуляция потоков экстракта и/или рафината на первом и/или втором этапах SMB-разделения, как правило, осуществляется путем подачи жидкости, собранной посредством этого потока на данном этапе SMB-разделения, в контейнер и затем закачивания некоторого количества этой жидкости из контейнера обратно в аппарат, используемый на данном этапе SMB-разделения, как правило, в смежную колонку. В этом случае скорость рециркуляции жидкости, собранной с помощью конкретного потока экстракта или рафината на первом и/или втором этапе SMB-разделения, как правило, обратно в смежную колонку, представляет собой скорость, с которой жидкость закачивается из контейнера обратно в хроматографический аппарат, как правило, в смежную колонку.
Специалисту будет понятно, что в этом SMB-процессе типа "один за другим" количество жидкости, вводимой в хроматографический аппарат с помощью элюента и входных потоков, сбалансировано с количеством жидкости, удаляемым из аппарата и возвращаемым обратно в аппарат.
Таким образом, в этом SMB-процессе типа "один за другим", говоря о фиг. 9, для потока экстракта скорость потока элюента (десорбента) в хроматографическом аппарате (аппаратах), используемом на первом и втором этапах SMB-разделения (D), равна скорости, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на этом этапе SMB-разделения, накапливается в контейнере (Е1 и Е2), прибавленной к скорости, с которой экстракт возвращается в хроматографический аппарат, используемый на этом конкретном этапе SMB-разделения (D-E1 и D-E2).
В этом SMB-процессе типа "один за другим" для потока рафината из этапа SMB-разделения скорость, с которой экстракт возвращают в хроматографический аппарат, используемый на этом конкретном этапе SMB-разделения (D-E1 и D-E2), прибавленная к скорости, с которой исходный материал вводят в хроматографический аппарат, используемый на этом конкретном этапе SMB-разделения (F и R1), будет равна скорости, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на этом конкретном этапе SMB-разделения, накапливается в контейнере (R1 и R2), прибавленной к скорости, с которой рафинат рециркулирует обратно в хроматографический аппарат, используемый на этом конкретном этапе SMB-разделения (D+F-E1-R1 и D+R1-E2-R2).
В этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная из конкретного потока экстракта или рафината из хроматографического аппарата, накапливается в контейнере, также может рассматриваться как чистая скорость удаления этого потока экстракта или рафината из данного хроматографического аппарата.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потоков экстракта и рафината на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в аппарат, используемый на этом этапе разделения, регулируется таким образом, что PUFA-продукт может отделяться от других компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потоков экстракта и рафината на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в аппарат, используемый на этом этапе SMB-разделения, регулируется таким образом, что PUFA-продукт может отделяться от других компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения.
Предпочтительно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потоков экстракта и рафината на каждом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в аппарат, используемый на этом этапе SMB-разделения, регулируется таким образом, что PUFA-продукт может отделяться от других компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, отличается от скорости, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, и/или скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, отличается от скорости, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Изменение скорости, с которой жидкость, собранная посредством потоков экстракта и/или рафината на первом или втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в аппарат, используемый на этом конкретном этапе SMB-разделения, имеет эффект изменения количества более полярных и менее полярных компонентов, присутствующих в потоках экстракта и рафината. Так, например, более низкая скорость рециркуляции экстракта приводит к уменьшению количества менее полярных компонентов на этом этапе SMB-разделения, выводимых с потоком рафината. Более высокая скорость рециркуляции экстракта приводит к увеличению количества менее полярных компонентов на этом этапе SMB-разделения, выводимых с потоком рафината.
Это можно видеть, например, на фиг. 6. Скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на этом этапе SMB-разделения (D-E1), будет влияет на то, с какой степенью любой из компонентов А выводится с потоком рафината на первом этапе SMB-разделения (R1).
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения. Предпочтительно, поток рафината, содержащий второй продукт вместе с более полярными компонентами, собирают на первом этапе SMB-разделения и очищают на втором этапе SMB-разделения, и скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Альтернативно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, является более низкой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе разделения, является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения. Предпочтительно, поток экстракта, содержащий второй продукт вместе с менее полярными компонентами, собирают на первом этапе SMB-разделения и очищают на втором этапе SMB-разделения, и скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Альтернативно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, является более низкой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим", где скорости рециркуляции регулируются таким образом, что PUFA-продукт может отделяться от различных компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения, соотношение воды и органического растворителя в элюентах, используемых на каждом этапе SMB-разделения, может быть одинаковым или различным. Типичные соотношения воды и органического растворителя в элюенте на каждом этапе SMB-разделения являются такими, как определено выше.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" элюент с водой и органическим растворителем, используемый на каждом этапе SMB-разделения, имеет различное соотношение воды и органического растворителя. Органический растворитель, используемый на каждом этапе SMB-разделения, является одинаковым. Соотношение воды и органического растворителя, используемое на каждом этапе SMB-разделения, предпочтительно регулируют таким образом, что PUFA-продукт может отделяться от других компонентов входного потока на каждом этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" элюирующая сила элюента, используемого на каждом этапе SMB-разделения, как правило, различна. Предпочтительно, элюирующая сила элюента, используемого на первом этапе SMB-разделения, больше, чем у элюента, используемого на втором этапе SMB-разделения. На практике это достигается путем изменения относительных количеств воды и органического растворителя, используемых на каждом этапе SMB-разделения.
В зависимости от выбора органического растворителя они могут быть более мощными десорберами, чем вода. Альтернативно, они могут быть менее мощными десорберами, чем вода. Ацетонитрил и спирты, например, являются более мощными десорберами, чем вода. Таким образом, когда водно-органический растворитель представляет собой водный спирт или ацетонитрил, количество спирта или ацетонитрила в элюенте, используемом на первом этапе SMB-разделения, как правило, больше, чем количество спирта или ацетонитрила в элюенте, используемом на втором этапе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" соотношение воды и органического растворителя в элюенте на первом этапе SMB-разделения является более низким, чем соотношение воды и органического растворителя в элюенте на втором этапе SMB-разделения. Таким образом, элюент на первом этапе SMB-разделения, как правило, содержит больше органического растворителя, чем элюент на втором этапе SMB-разделения.
Следует иметь в виду, что соотношения воды и органического растворителя на каждом этапе SMB-разделения, указанные выше, являются средними значениями в пределах совокупности хроматографического аппарата.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" соотношение воды и органического растворителя в элюенте на каждом этапе SMB-разделения контролируется путем введения воды и/или органического растворителя в одну или более чем одну колонку в хроматографических аппаратах, используемых на этапах SMB-разделения. Так, например, для достижения более низкого соотношения воды и органического растворителя на первом этапе SMB-разделения, чем на втором этапе SMB-разделения, воду, как правило, более медленно вводят в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, чем на втором этапе SMB-разделения.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" по существу чистый органический растворитель и по существу чистая вода могут быть введены через различные точки хроматографического аппарата, используемого на каждом этапе SMB-разделения. Относительные скорости этих двух потоков будут определять общий профиль растворителя в хроматографическом аппарате. Альтернативно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" различные смеси органического растворителя и воды могут быть введены через различные точки каждого хроматографического аппарата, используемого на каждом этапе SMB-разделения. Процесс будет включать введение двух или более различных смесей органического растворителя и воды в хроматографический аппарат, используемый на конкретном этапе SMB-разделения, при этом каждая смесь органического растворителя и воды имеет различное соотношение органического растворителя и воды. Относительные скорости потока и относительные концентрации смесей органического растворителя/воды в этом SMB-процессе типа "один за другим" будут определять общий профиль растворителя в хроматографическом аппарате, используемом на этом этапе SMB-разделения.
Предпочтительно, в этом SMB-процессе типа "один за другим" либо (1) первый продукт, содержащий второй продукт вместе с более полярными компонентами, собирают в виде потока рафината на первом этапе SMB-разделения, а второй продукт собирают в виде потока экстракта на втором этапе SMB-разделения; либо
(2) первый продукт, содержащий второй продукт вместе с менее полярными компонентами, собирают в виде потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, а второй продукт собирают в виде потока рафината на втором этапе SMB-разделения.
Вариант (1) подходит для очистки ЕРА из входного потока.
Вариант (1) проиллюстрирован на фиг. 2. Входной поток F, содержащий второй продукт (В), а также более полярный (С) и менее полярный (А) компоненты, очищают на первом этапе SMB-разделения. На первом этапе SMB-разделения менее полярные компоненты (А) удаляются в виде потока экстракта Е1. Второй продукт (В) и более полярные компоненты (С) собирают в виде потока рафината R1. Поток рафината R1 является первым продуктом, который затем очищают на втором этапе SMB-разделения. На втором этапе SMB-разделения более полярные компоненты (С) удаляются в виде рафината R2. Второй продукт (В) собирают в виде потока экстракта Е2.
Вариант (1) проиллюстрирован более подробно на фиг. 4. Фиг. 4 идентична фиг. 2 за исключением того, что показаны точки введения органического растворителя/десорбента (D) и воды (W) в каждый хроматограф. Органический растворитель/десорбент (D) и вода (W) вместе составляют элюент. Фаза (D), как правило, является по существу чистым органическим растворителем, но в некоторых воплощениях может быть смесью органического растворителя и воды, содержащей главным образом органический растворитель. Фаза (W), как правило, является по существу чистой водой, но в некоторых воплощениях может быть смесью органического растворителя и воды, содержащей главным образом воду, например 98% воды и 2% метанола.
Еще одна иллюстрация варианта (1) приведена на фиг. 6. Здесь нет отдельной точки введения воды, и вместо этого в (D) вводят водно-органический растворитель/десорбент.
В варианте (1) разделение на потоки рафината и экстракта может быть облегчено путем изменения дисорбирующей силы элюента внутри каждого хроматографического аппарата. Это может быть достигнуто путем введения органического растворителя (или богатого органическим растворителем компонента) элюента и воды (или богатого водой компонента) в различные точки в каждого хроматографического аппарата. Таким образом, как правило, органический растворитель вводится выше точки выхода экстракта, а вода вводится между точкой выхода экстракта и точкой введения исходного материала в хроматографический аппарат относительно потока элюента в системе. Это показано на фиг. 4.
Как правило, в варианте (1) элюент с водно-органическим растворителем, используемый на первом этапе SMB-разделения, содержит больше органического растворителя, чем элюент, используемый на втором этапе SMB-разделения, т.е. соотношение воды и органического растворителя на первом этапе SMB-разделения ниже, чем соотношение воды и органического растворителя на втором этапе SMB-разделения.
В варианте (1) SMB-разделение может быть облегчено путем варьирования скоростей, с которыми жидкость, собранную с помощью потоков экстракта и рафината на первом и втором этапах SMB-разделения, возвращают обратно в хроматографический аппарат, используемый на этом этапе SMB-разделения.
Как правило, в варианте (1) скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
В варианте (1) первый поток рафината на первом этапе SMB-разделения, как правило, удаляют ниже точки введения входного потока в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
В варианте (1) первый поток экстракта на первом этапе SMB-разделения, как правило, удаляют выше точки введения входного потока в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
В варианте (1) второй поток рафината на втором этапе SMB-разделения, как правило, удаляют ниже точки введения первого продукта в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
В варианте (1) второй поток экстракта на втором этапе SMB-разделения, как правило, собирают выше точки введения первого продукта в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (1) органический растворитель или водно-органический растворитель вводят в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, выше точки удаления первого потока экстракта относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (1), когда вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, выше точки введения входного потока, но ниже точки удаления первого потока экстракта относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (1) органический растворитель или водно-органический растворитель вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, выше точки удаления второго потока экстракта относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (1), когда вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, то вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, выше точки введения первого продукта, но ниже точки удаления второго потока экстракта относительно потока элюента.
Вариант (2) подходит для очистки DHA из входного потока.
Вариант (2) показан на фиг. 3. Входной поток F, содержащий второй продукт (В), а также более полярный (С) и менее полярный (А) компоненты, очищают на первом этапе SMB-разделения. На первом этапе SMB-разделения более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R1. Второй продукт (В) и менее полярные компоненты (А) собирают в виде потока экстракта Е1. Поток экстракта Е1 является первым продуктом, который затем очищают на втором этапе SMB-разделения. На втором этапе SMB-разделения менее полярные компоненты (А) удаляют в виде потока экстракта Е2. Второй продукт (В) собирают в виде потока рафината R2.
Вариант (2) показан более подробно на фиг. 5. Фиг. 5 идентична фиг. 3 за исключением того, что показаны точки введения органического растворителя/десорбента (D) и воды (W) в каждый хроматографический аппарат. Как указано выше, фаза (D), как правило, является по существу чистым органическим растворителем, но в некоторых воплощениях может быть смесью органического растворителя и воды, содержащей главным образом органический растворитель. Фаза (W), как правило, является по существу чистой водой, но в некоторых воплощениях может быть смесью органического растворителя и воды, содержащей главным образом воду, например 98% воды и 2% метанола.
Еще одна иллюстрация варианта (2) приведена на фиг. 7. Здесь нет отдельной точки введения воды, и вместо этого водно-органический растворитель/десорбент вводят в (D).
Как правило, в варианте (2) скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на первом этапе SMB-разделения, повторно вводится в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока рафината на втором этапе SMB-разделения, повторно вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения.
Как правило, в варианте (2) водно-органический растворитель, используемый в качестве элюента на первом этапе SMB-разделения, содержит меньше органического растворителя, чем элюент, используемый на втором этапе SMB-разделения, т.е. соотношение воды и органического растворителя на первом этапе SMB-разделения выше, чем на втором этапе SMB-разделения.
В варианте (2) первый поток рафината на первом этапе разделения, как правило, удаляется ниже точки введения входного потока в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
В варианте (2) первый поток экстракта на первом этапе SMB-разделения, как правило, удаляется выше точки введения входного потока в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
В варианте (2) второй поток рафината на втором этапе SMB-разделения, как правило, удаляется ниже точки введения первого продукта в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
В варианте (2) второй поток экстракта на втором этапе SMB-разделения, как правило, собирают выше точки введения первого продукта в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (2) органический растворитель или водно-органический растворитель вводится в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, выше точки удаления первого потока экстракта относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (2), когда вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, выше точки введения входного потока, но ниже точки удаления первого потока экстракта относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (2) органический растворитель или водно-органический растворитель вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, выше точки удаления второго потока экстракта относительно потока элюента.
Как правило, в варианте (2), когда вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, вода вводится в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, выше точки введения первого продукта, но ниже точки удаления второго потока экстракта относительно потока элюента.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" каждый из хроматографических аппаратов с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, используемых на первом и втором этапах SMB-разделения, предпочтительно состоит из восьми хроматографических колонок. Они называются колонками с 1 по 8. В каждом аппарате восемь колонок расположены последовательно таким образом, что нижняя часть колонки 1 соединена с верхней частью колонки 2, нижняя часть колонки 2 соединена с верхней частью колонки 3 и т.д., и нижняя часть колонки 8 соединена с верхней частью колонки 1. Эти связи, возможно, могут осуществляться через удерживающий контейнер с рециркулирующим потоком в следующей колонке. Поток элюента через систему проходит из колонки 1 в колонку 2, в колонку 3 и т.д. Эффективный поток адсорбента через систему проходит из колонки 8 в колонку 7, в колонку 6 и т.д.
Это показано на фиг. 8. Входной поток F, содержащий второй продукт (В), а также более полярный (С) и менее полярный (А) компоненты, вводится в верхнюю часть колонки 5 в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения. Органический растворитель/десорбент вводится в верхнюю часть колонки 1 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Вода поступает в верхнюю часть колонки 4 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. На первом этапе SMB-разделения менее полярные компоненты (А) удаляются в виде потока экстракта Е1 из нижней части колонки 2. Второй продукт (В) и более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R1 из нижней части колонки 7. Поток рафината R1 является первым продуктом, который очищают на втором этапе SMB-разделения, вводя его в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, в верхнюю часть колонки 5. Органический растворитель/десорбент вводится в верхнюю часть колонки 1 в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения. Вода поступает в верхнюю часть колонки 4 в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения. На втором этапе SMB-разделения более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R2 в нижней части колонки 7. Второй продукт (В) собирают в виде потока экстракта Е2 в нижней части колонки 2.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 1 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, воду, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 4 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 1 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 4 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, входной поток, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 5 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим" показанной на фиг. 8, первый поток рафината, как правило, собирают в виде первого продукта из нижней части колонки 7 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Этот первый продукт затем очищают на втором этапе SMB-разделения и, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 5 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения. Первый поток рафината, возможно, может быть собран в контейнер до очищения на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, первый поток экстракта, как правило, удаляют из нижней части колонки 2 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Первый поток экстракта, возможно, может быть собран в контейнер и повторно введен в верхнюю часть колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, второй поток рафината, как правило, удаляют из нижней части колонки 7 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, второй поток экстракта, как правило, собирают из нижней части колонки 2 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения. Этот второй поток экстракта, как правило, содержит второй продукт. Второй поток экстракта, возможно, может быть собран в контейнер и повторно введен в верхнюю часть колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 8, используемый элюент, как правило, является таким, как определено выше.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" соотношение воды и органического растворителя в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения, является более низким, чем соотношение воды и органического растворителя в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения. Таким образом, элюент на первом этапе SMB-разделения, как правило, содержит больше органического растворителя, чем элюент, используемый на втором этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" соотношение воды и органического растворителя на первом этапе SMB-разделения, как правило, составляет от 0,5:99,5 до 1,5:98,5 частей по объему. Соотношение воды и органического растворителя на втором этапе SMB-разделения, как правило, составляет от 2:98 до 6:94 частей по объему.
В этом SMB-процессе типа "один за другим", хотя аппарат на фиг. 8 настроен так, как показано на фиг. 10а, также могут быть использованы конфигурации, показанные на фиг. 10b и 10с.
Этот SMB-процесс типа "один за другим" также показан на фиг. 9. Входной поток F, содержащий второй продукт (В), а также более полярные (С) и менее полярные (А) компоненты, вводится в верхнюю часть колонки 5 в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения. Водно-органический растворитель/десорбент вводится в верхнюю часть колонки 1 в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения. На первом этапе SMB-разделения менее полярные компоненты (А) удаляются в виде потока экстракта Е1 из нижней части колонки 2. Второй продукт (В) и более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R1 из нижней части колонки 7. Поток рафината R1 представляет собой первый продукт, который очищают на втором этапе SMB-разделения, вводя его в верхнюю часть колонки 4 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения. Водно-органический растворитель/десорбент вводится в верхнюю часть колонки 1 в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения. На втором этапе SMB-разделения более полярные компоненты (С) удаляются в виде потока рафината R2 в нижней части колонки 7. Второй продукт (В) собирают в виде потока экстракта Е2 в нижней части колонки 2.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, водно-органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 1 в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, водно-органический растворитель, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 9 в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, входной поток, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 5 в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, первый поток рафината, как правило, собирают в виде первого продукта из нижней части колонки 7 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Этот первый продукт затем очищают на втором этапе SMB-разделения и, как правило, вводят в верхнюю часть колонки 5 хроматографического аппарата, используемого на втором этапе SMB-разделения. Первый поток рафината, возможно, может быть собран в контейнер перед очищением на втором этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, первый поток экстракта, как правило, удаляют из нижней части колонки 2 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Первый поток экстракта, возможно, может быть собран в контейнер, и часть его повторно вводится в верхнюю часть колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Скорость возвращения жидкости, собранной посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, представляет собой скорость, с которой жидкость подается из этого контейнера в верхнюю часть колонки 3.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, второй поток рафината, как правило, удаляется из нижней части колонки 7 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, второй поток экстракта, как правило, собирают из нижней части колонки 2 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Этот второй поток экстракта, как правило, содержит второй продукт. Второй поток экстракта, возможно, может быть собран в контейнер, и часть его повторно вводится в верхнюю часть колонки 3 хроматографического аппарата, используемого на первом этапе SMB-разделения. Скорость возвращения жидкости, собранной посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения, представляет собой скорость, с которой жидкость подается из этого контейнера в верхнюю часть колонки 3.
В SMB-процессе типа "один за другим", показанном на фиг. 9, используемый элюент является таким, как определено выше.
Как правило, в этом SMB-процессе типа "один за другим" соотношение воды и органического растворителя в хроматографическом аппарате, используемом на первом этапе SMB-разделения, является более низким, чем соотношение воды и органического растворителя в хроматографическом аппарате, используемом на втором этапе SMB-разделения. Таким образом, элюент на первом этапе SMB-разделения, как правило, содержит больше органического растворителя, чем элюент, используемый на втором этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" соотношение воды и органического растворителя на первом этапе SMB-разделения, как правило, составляет от 0,5:99,5 до 1,5:98,5 частей по объему. Соотношение воды и органического растворителя на втором этапе SMB-разделения, как правило, составляет от 2:98 до 6:94 частей по объему.
В этом SMB-процессе типа "один за другим" скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на первом этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на первом этапе SMB-разделения, как правило, является более высокой, чем скорость, с которой жидкость, собранная посредством потока экстракта на втором этапе SMB-разделения, возвращается обратно в хроматографический аппарат, используемый на втором этапе SMB-разделения. В этом случае водно-органический растворитель/элюент, как правило, является по существу одинаковым на каждом этапе SMB-разделения.
В этом SMB-процессе типа "один за другим", хотя аппарат на фиг. 9 настроен так, как показано на фиг. 10а, также могут быть использованы конфигурации, показанные на фиг. 10b и 10с.
Как правило, по меньшей мере один из первого и второго хроматографических этапов включает по меньшей мере один, например один SMB-процесс типа "один за другим", описанный выше.
Как правило, PUFA-продукт отделяют от различных компонентов сырьевой смеси на каждом этапе хроматографического разделения.
Как правило, PUFA-продукт отделяют от одной или более примесных жирных кислот С18, описанных выше, на первом и/или втором этапе разделения. Как правило, PUFA-продукт отделяют от одной или более примесных жирных кислот С18, описанных выше, только на одном из первого и второго этапов разделения.
1
4
Более типично, PUFA-продукт отделяют от ALA, моно-, ди- и триглицеридов ALA и сложных C-C-алкиловых эфиров ALA на первом и/или втором этапах разделения.
1
4
Более типично, PUFA-продукт отделяют от GLA, моно-, ди- и триглицеридов GLA и сложных C-C-алкиловых эфиров GLA на первом и/или втором этапах разделения.
Предпочтительно, PUFA-продукт отделяют от жирных кислот С18, моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот С18 и сложных алкиловых эфиров жирных кислот С18 на первом и/или втором этапах разделения.
Как правило, промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в подаваемой смеси; и/или PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в промежуточном продукте.
1
4
Более типично, промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию примесей, выбранный среди ALA, моно, ди- и триглицеридов ALA и сложных C-C-алкиловых эфиров ALA, чем в подаваемой смеси; и/или PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию указанных примесей, чем в промежуточном продукте.
1
4
Более типично, промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию примесей, выбранный среди GLA, моно, ди- и триглицеридов GLA и сложных C-C-алкиловых эфиров GLA, чем в подаваемой смеси; и/или PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию указанных примесей, чем в промежуточном продукте.
Предпочтительно, промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию жирных кислот С18 или производных жирных кислот С18, чем в подаваемой смеси; или PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию жирных кислот С18 или производных жирных кислот С18, чем в промежуточном продукте. В некоторых воплощениях промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию жирных кислот С18 или производных жирных кислот С18, чем в подаваемой смеси; и PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию жирных кислот С18 или производных жирных кислот С18, чем в промежуточном продукте.
Более низкая концентрация, как правило, означает концентрацию, которая ниже на величину 5% по массе или более, более предпочтительно 10% по массе или более, предпочтительно 20% по массе или более, более предпочтительно 30% по массе или более, еще более предпочтительно 40% по массе или более, еще более предпочтительно 50% по массе или более, еще более предпочтительно 60% по массе или более, еще более предпочтительно 70% по массе или более, еще более предпочтительно 80% по массе или более, еще более предпочтительно 90% по массе или более. Таким образом, когда промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в подаваемой смеси, концентрация примесных жирных кислот С18 в промежуточном продукте, как правило, составляет на 10% по массе или более, предпочтительно 20% по массе или более и т.д. ниже, чем концентрация примесных жирных кислот С18 в подаваемой смеси. Когда PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в промежуточном продукте, концентрация примесных жирных кислот С18 в PUFA-продукте, как правило, составляет на 10% по массе или более, предпочтительно на 20% по массе или более и т.д. ниже, чем концентрация примесных жирных кислот С18 в промежуточном продукте.
Как правило, первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, а промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в подаваемой смеси. Альтернативно, второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, а PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в промежуточном продукте.
Предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой этиловый эфир ЕРА, и (i) первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, а промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в подаваемой смеси, или (ii) второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, а PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в промежуточном продукте.
Более предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой этиловый эфир ЕРА, и (i) первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, второй органический растворитель представляет собой метанол, а промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в подаваемой смеси, или (ii) первый органический растворитель представляет собой метанол, второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, а PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в промежуточном продукте.
Более предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой этиловый эфир ЕРА, и (i) первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, второй органический растворитель представляет собой метанол, первый хроматографический этап включает введение подаваемой смеси в аппарат с неподвижным слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в хроматографический аппарат с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем; или
(ii) первый органический растворитель представляет собой метанол, второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в хроматографический аппарат с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в хроматографический аппарат с неподвижным слоем.
Еще более предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой этиловый эфир ЕРА, и (i) первый органический растворитель представляет собой ацетонитрил, второй органический растворитель представляет собой метанол, промежуточный продукт имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в подаваемой смеси, и первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в аппарат с неподвижным слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в хроматографический аппарат с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем; или
(ii) первый органический растворитель представляет собой метанол, второй органический растворитель представляет собой ацетонитрил, PUFA-продукт, полученный на втором этапе разделения, имеет более низкую концентрацию одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше, чем в промежуточном продукте, и первый этап хроматографического разделения включает введение подаваемой смеси в хроматографический аппарат с псевдодвижущимся или реально движущимся слоем, а второй этап хроматографического разделения включает введение промежуточного продукта в хроматографический аппарат с неподвижным слоем.
Данное изобретение также относится к PUFA-продукту, описанному выше, который может быть получен с помощью способа согласно данному изобретению.
Данное изобретение также относится к композиции, содержащей PUFA-продукт согласно данному изобретению.
Такие композиции, как правило, содержат в качестве PUFA-продукта ЕРА или этиловый эфир ЕРА.
PUFA-продукт, как правило, присутствует в композиции в количестве более 90% по массе, предпочтительно более 95% по массе, более предпочтительно более 97% по массе, еще более предпочтительно более 98% по массе, еще более предпочтительно более 98,4% по массе.
Предпочтительно, PUFA-продукт представляет собой ЕРА или этиловый эфир ЕРА и присутствует в композиции в количестве более 90% по массе, предпочтительно более 95% по массе, более предпочтительно более 97% по массе, еще более предпочтительно более 98% по массе, еще более предпочтительно более 98,4% по массе, например, в количестве от 98 до 99,5% по массе.
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе одной или более чем одной из примесных жирных кислот С18, описанных выше.
1
4
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесной альфа-линоленовой кислоты (ALA), моно-, ди- и триглицеридов ALA и сложных C-С-алкиловых эфиров ALA. Более типично, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесей, которые представляют собой ALA и ее производные. Типичные производные ALA являются такими, как описано выше для производных PUFA.
4
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесной гамма-линоленовой кислоты (GLA), моно-, ди- и триглицеридов GLA и сложных d-C-алкиловых эфиров GLA. Более типично, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесей, которые представляют собой GLA кислоту и ее производные. Типичные GLA производные являются такими, как описано выше для производных PUFA.
Как правило, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесных жирных кислот С18, моно-, ди- и триглицеридов жирных кислот С18 и примесных сложных алкиловых эфиров жирных кислот С18. Более типично, PUFA-продукт содержит менее 1% по массе примесей, которые представляют собой жирные кислоты С18 и их производные. Во избежание сомнений, в этом воплощении максимальное количество всех таких примесей составляет 1% по массе. Типичные производные жирных кислот С18 являются такими, как определено выше для производных PUFA. Упоминаемая в данном документе жирная кислота С18 является алифатической монокарбоновой кислотой С18, имеющей прямую или разветвленную углеводородную цепь. Типичные жирные кислоты С18 включают стеариновую кислоту (С18:0), олеиновую кислоту (С18:1n9), вакценовую кислоту (С18:1n7), линолевую кислоту (С18:2n6), гамма-линоленовую кислоту/GLA (С18:3n6), альфа-линоленовую кислоту/ALA (С18:3n3) и стеаридоновую кислоту/SDA (С18:4n3).
Как объяснялось выше, количество вышеупомянутых примесей в PUFA-продукте, как правило, составляет менее 1% по массе. Предпочтительно, количество вышеупомянутых примесей составляет менее 0,5% по массе, более предпочтительно менее 0,25% по массе, еще более предпочтительно менее 0,1% по массе, еще более предпочтительно менее 0,05% по массе, еще более предпочтительно менее 0,01% по массе, еще более предпочтительно менее 0,001% по массе, еще более предпочтительно менее 0,0001% по массе, еще более предпочтительно менее 0,00001% по массе.
В некоторых предпочтительных воплощениях PUFA-продукт, по существу, свободен от вышеуказанных примесей.
1
4
1
4
1
4
PUFA-продукт не является ALA, GLA, линолевой кислотой, моно-, ди- или триглицеридом ALA, моно-, ди- или триглицеридом GLA, моно, ди- или триглицеридом линолевой кислоты, сложным C-C-алкиловым эфиром ALA, сложным C-C-алкиловым эфиром GLA или сложным C-C-алкиловым эфиром линолевой кислоты или их смесью. Как правило, PUFA-продукт не является ALA, GLA, линолевой кислотой, их производными или их смесями. Типичные производные ALA, GLA и линолевой кислоты являются такими, как описано выше для производных PUFA.
Как правило, PUFA продукт не является С18 PUFA, моно-, ди- или триглицеридом С18 PUFA или сложным алкиловым эфиром С18 PUFA. Более типично, PUFA-продукт не является С18 PUFA или производным С18 PUFA. Типичные С18 PUFA включают линолевую кислоту (С18: 2n6), GLA (С18: 3n6) и ALA (С18: 3n3).
Как правило, композиция содержит в качестве PUFA-продукта ЕРА или этиловый эфир ЕРА, присутствующий в количестве от 98 до 99,5% по массе, причем композиция содержит менее 1% по массе этилового эфира ALA.
Как правило, композиция содержит в качестве PUFA-продукта ЕРА или этиловый эфир ЕРА, присутствующий в количестве от 98 до 99,5% по массе, причем композиция содержит менее 1% по массе этилового эфира GLA.
1
4
Как правило, композиция содержит в качестве PUFA-продукта ЕРА или этиловый эфир ЕРА, присутствующий в количестве от 98 до 99,5% по массе, причем композиция содержит менее 1% по массе ALA, моно-, ди- и триглицеридов ALA и сложных C-C-алкиловых эфиров ALA.
1
4
Предпочтительно, композиция содержит в качестве PUFA-продукта ЕРА или этиловый эфир ЕРА, присутствующий в количестве от 98 до 99,5% по массе, причем композиция содержит менее 1% по массе GLA, моно-, ди- или триглицеридов GLA и сложных C-C-алкиловых эфиров GLA.
1
4
Более предпочтительно, композиция содержит в качестве PUFA-продукта этиловый эфир ЕРА, присутствующий в количестве от 98 до 99,5% по массе, причем композиция содержит менее 1% по массе ALA, моно-, ди- или триглицеридов ALA и сложных C-C-алкиловых эфиров ALA.
1
4
Более предпочтительно, композиция содержит в качестве PUFA-продукта этиловый эфир ЕРА, присутствующий в количестве от 98 до 99,5% по массе, причем композиция содержит менее 1% по массе GLA, моно-, ди- или триглицеридов GLA и сложных C-C-алкиловых эфиров GLA.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Первый этап хроматографического разделения
Исходный материал, полученный из рыбьего жира (55% по массе этилового эфира (ЕЕ) ЕРА, 5% по массе DHA ЕЕ) с жирнокислотным профилем, как показано на фиг. 16, фракционировали с помощью хроматографической системы с реально движущимся слоем, используя С18-привитый силикагель (размер частиц 300 мкм, пористость частиц 150 ангстрем) в качестве неподвижной фазы и водный метанол (как правило, от 0,5% до 10% воды) в качестве элюента через "однопроходный" SMB-аппарат, состоящий из 15 колонок (диаметр: 76,29 мм, длина: 914,40 мм), соединенных последовательно.
Рабочие параметры и скорости потоков приведены ниже.
(типичная схема потока, как показано на фиг. 8)
Время этапа: 750 сек
Время цикла: 200 мин
Скорость подачи сырьевой смеси (F1): 74 мл/мин
Скорость подачи десорбента (D1): 6250 мл/мин
Скорость накопления экстракта (Е1): 1250 мл/мин
Скорость возвращения экстракта (D1-E1): 5000 мл/мин
Скорость накопления рафината (R1): 1688 мл/мин
Время цикла: 600 сек
Промежуточный продукт, полученный в результате этого процесса, имеет следы GC-FAMEs, как показано на фиг. 12. ЕРА ЕЕ содержится с чистотой 96,5%. Основной примесью является этил-альфа-линоленоат (ALA - С18:3n3), присутствующий в концентрации 0,9%. ALA присутствует в сырьевом материале в концентрации 0,65%. Поэтому можно увидеть, что ALA элюируется совместно с ЕРА при использовании смеси метанола/воды в качестве подвижной фазы. Тем не менее, смесь метанол/вода является очень эффективной при удалении тесно связанного компонента этил-докозагексаеноата (DHA - С22: 6n3).
Второй этап хроматографического разделения
Промежуточный продукт, полученный на первом этапе хроматографического разделения, дополнительно очищали путем препаративной HPLC в неподвижном слое с использованием в качестве подвижной фазы смеси ацетонитрила/воды. Ацетонитрил/вода были использованы в соотношении 87:13 по массе. Колонка HPLC размером 600 мм × 900 мм, упакованная С18-привитым силикагелем (размер частиц 20 мкм), использовалась с объемом введения подаваемой смеси 1400 мл и скоростью потока десорбента 2200 мл/мин.
Полученный конечный PUFA-продукт анализировали с помощью GC FAMEs, и на фиг. 13 показано следовое количество. Можно видеть, что ALA была полностью удалена, и чистота ЕРА увеличилась до 98,5%.
Альтернативный второй этап хроматографического разделения
Промежуточный продукт, полученный на первом этапе хроматографического разделения, фракционировали с помощью хроматографической системы с реально движущимся слоем с использованием С18-привитого силикагеля (размер частиц 300 мкм, пористость частиц 150 ангстрем) в качестве неподвижной фазы и водного ацетонитрила (12% воды) в качестве элюента через "однопроходный" SMB-аппарат, состоящий из 8 колонок (диаметр: 76,29 мм, длина: 914,40 мм), соединенных последовательно.
Рабочие параметры и скорости потоков приведены ниже.
(типичная схема потока, как показано на фиг. 8)
Время этапа: 780 сек
Скорость подачи сырьевой смеси (F1): 90 мл/мин
Скорость подачи десорбента (D1): 6500 мл/мин
Скорость накопления экстракта (Е1): 1400 мл/мин
Скорость возвращения экстракта (D1-E1): 5100 мл/мин
Скорость накопления рафината (R1): 1690 мл/мин
Время цикла: 600 сек
Пример 2
Первый этап хроматографического разделения
Исходный материал, полученный из рыбьего жира (55% по массе ЕРА ЕЕ, 5% по массе DHA ЕЕ) с жирнокислотным профилем, как показано на фиг. 16, подвергали разделению с помощью препаративной HPLC, используя ацетонитрил/воду в качестве элюента. В качестве подвижной фазы использовали смесь ацетонитрила и воды в соотношении 87:13. Колонка HPLC размером 600 мм × 900 мм, упакованная С18-привитым силикагелем (размер частиц 20 мкм), использовалась с объемом введения подаваемой смеси 600 мл и скоростью потока десорбента 2200 мл/мин. Полученный промежуточный продукт анализировали с помощью GC FAMEs, и на фиг. 14 показано следовое количество.
Можно видеть, что этил-альфа-линоленоат (ALA - С18:3n3) был полностью удален из подаваемой смеси. Тем не менее, был достигнут уровень чистоты ЕРА ЕЕ только 92,5%, в основном за счет наличия высокого уровня этил-докозагексаеноата (DHA - С22:6n3).
Альтернативный первый этап хроматографического разделения Исходный материал, полученный из рыбьего жира (55% по массе ЕРА ЕЕ, 5% по массе DHA ЕЕ) с жирнокислотным профилем, как показано на фиг. 16, фракционировали с помощью хроматографической системы с реально движущимся слоем с использованием С18-привитого силикагеля (размер частиц 300 мкм, пористость частиц 150 ангстрем) в качестве неподвижной фазы и водного ацетонитрила (как правило, от 4 до 18% воды) в качестве элюента через "однопроходный" SMB-аппарат, состоящий из 15 колонок (диаметр: 76,29 мм, длина: 914,40 мм), соединенных последовательно.
Рабочие параметры и скорости потоков приведены ниже.
(типичная схема потока, как показано на фиг. 8)
Время этапа: 600 сек
Скорость подачи исходного материала (F): 105 мл/мин
Скорость подачи десорбента (D): 4800 мл/мин
Скорость потока экстракта: 1250 мл/мин
Скорость потока рафината: 1800 мл/мин
Второй этап хроматографического разделения
Полученный промежуточный продукт далее очищали путем препаративной HPLC с использованием в качестве подвижной фазы смеси метанола/воды в соотношении 88.12 по массе. Колонка HPLC размером 600 мм × 900 мм, упакованная С18-привитым силикагелем (размер частиц 20 мкм), использовалась с объемом введения подаваемой смеси 1250 мл и скоростью потока десорбента 2200 мл/мин.
Полученный конечный PUFA-продукт имел следовое количество GC FAMEs, как показано на фиг. 15. Полученный продукт содержит ЕРА ЕЕ с чистотой 99%.
Таким образом, можно видеть, что выход из первого этапа разделения, выполненного с ацетонитрилом/водой с последующим метанолом/водой, по существу был таким же, как выполненный с метанолом/водой с последующим ацетонитрилом/водой. В каждом случае сочетание этапа, включающего метанол/воду, и дополнительного этапа, включающего ацетонитрил/воду, было выгодным для получения высокоочищенного концентрата ЕРА (ЕЕ) с чистотой примерно 99% с низким содержанием примесных жирных кислот С18, например ALA.
Альтернативный второй этап хроматографического разделения
Полученный промежуточный продукт фракционировали с помощью хроматографической системы с реально движущимся слоем с использованием С18-привитого силикагеля (размер частиц 300 мкм, пористость частиц 150 ангстрем) в качестве неподвижной фазы и водного ацетонитрила (7% воды) в качестве элюента через "однопроходный" SMB-аппарат, состоящий из 8 колонок (диаметр: 76,29 мм, длина: 914,40 мм), соединенных последовательно.
Рабочие параметры и скорости потоков приведены ниже.
(типичная схема потока, как показано на фиг. 8)
Время этапа: 960 сек
Скорость подачи исходного материала (F): 45 мл/мин
Скорость подачи десорбента (D): 3975 мл/мин
Скорость потока экстракта: 3655 мл/мин
Скорость потока рафината: 2395 мл/мин
Сравнительный пример 1
Исходный материал, полученный из рыбьего жира (55% по массе ЕРА ЕЕ, 5% по массе DHA ЕЕ) с жирнокислотным профилем, как показано на фиг. 16, фракционировали на первом и втором этапах хроматографического разделения с помощью хроматографической системы с реально движущимся слоем с использованием С18-привитого силикагеля (размер частиц 300 мкм, пористость частиц 150 ангстрем) в качестве неподвижной фазы и водного метанола в качестве элюента на обоих этапах разделения.
Первый этап разделения выполняли на серии из 8 колонок (диаметр: 76,29 мм, длина: 914,40 мм), соединенных последовательно.
Рабочие параметры и скорости потоков приведены ниже.
(типичная схема потока, как показано на фиг. 8)
Скорость подачи исходного материала (F1): 34 мл/мин
Скорость подачи десорбента (D1): 14438 мл/мин
Скорость накопления экстракта (Е1): 9313 мл/мин
Скорость возвращения экстракта (D1-E1): 5125 мл/мин
Скорость накопления рафината (R1): 1688 мл/мин
Время цикла: 1200 сек
Второй этап разделения выполняли на второй серии из 7 колонок (диаметр: 76,29 мм, длина: 914,40 мм), соединенных последовательно.
Скорость подачи второго промежуточного продукта (F3): 40 мл/мин
Скорость подачи десорбента (D3): 6189 мл/мин
Скорость накопления экстракта (Е3): 1438 мл/мин
Скорость возвращения экстракта (D3-E3): 4750 мл/мин
Скорость накопления рафината (R3): 1438 мл/мин
Время цикла: 1080 сек
Сравнительный пример дал концентрат ЕРА с менее выгодным профилем примесей. Верхняя достижимая чистота ограничена, в частности, наличием компонентов С18:3 (GLA и ALA).