JPS60241908A - 多成分系原料より精製成分を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、天然物、抽出物、反応溶液等の目的とする
成分の他に多数の成分の混ざった多成分系原料よシ目的
とする成分を分離して取り出す、多成分系原料より精製
成分を製造する方法に関するものである。すなわち、こ
の発明は、固定相充填物を充填した分離管に多成分系原
料を供給し、加圧した二酸化炭素を移動相流体として分
離管に流し、目的とする成分と他の成分とを分離し、目
的とする成分を取り出すことによシ精製成分を製造する
方法に関するものである。

この発明の加圧した二酸化炭素とは、二酸化炭素を加圧
して移動相として利用可能な流体としたものを指し、液
状又は超臨界状態となった二酸化炭素を使用する。すな
わち、臨界点（３１，１°Ｃ７５，２〜／ｍ）以上の温
度、圧力とした二酸化炭素を用いた場合超臨界状態とな
シ、臨界温度よシ低い温度で沸騰曲線より高い圧力とし
た二酸化炭素を用いた場合液体となる。

また、固定相充填物とは、移動相流体の中で目的とする
成分をほどよい力で吸着、放出、分配を行い目的とする
成分を他の成分と分離する物質を指し、活性炭、炭酸カ
ルシウム、石英、化学結合型シリカゲル等のシリカゲル
類、焼結けいそう土等のけいそう土類又はポーラスポリ
マー、極性若しくは非極性交換樹脂等の高分子化合物等
の加圧した二酸化炭素に溶解、反応しない物質が利用さ
れる。なお、充填物は、分離管に充填したとき移動相流
体がその間隙を流れるように適度な粒度のものを使用す
る。

なお、本発明における多成分系原料とは、目的とする成
分の他に異種化合物、異性体、同族体化合物、未反応物
、不純物、溶媒、反応促進物等の多くの成分が混ざった
混合物質を指し、天然物、天然物よシ濃縮や抽出をした
粗製物或いは反応が終了した反応液等を対象としている
。

このような多くの成分が混在する多成分系原料から目的
とする成分を取り出し、精製成分を製造する方法として
蒸留法、溶媒抽出法、結晶化法等が行われて来た。

蒸留法により多成分系原料よシＮ製成分を得るには、常
圧蒸留、減圧或いは真空蒸留、分子Ｍ’ｆｄ、多段蒸留
、分別蒸留、水蒸気蒸留などの多くの方法が行われてい
る。

すなわち、例えば柑橘類の精油を減圧或いは真空で蒸留
し、低沸点部分と高沸点部分に分け、テルペン類の比較
的少ない低沸点部分を得ることによシ柑橘類のテレベン
レス精油を製造することなどが行われている。

また、多くのトリグリセライドが混ざった油脂を分子蒸
留し、特定の脂肪酸組成の油脂を製造することなども行
われている。

しかし、例えば魚油よシエイコサペンタエン酸やドコサ
ヘキサエン酸の多い油脂を得ｆＣ，シ、α−１β−、ｒ
−）コフェロールの混ざった天然トコフェロールより生
理活性の大きいα−トコフェロールを濃縮したりする場
合のように性質が似て沸点の近い成分が混ざった多成分
系原料から目的とする成分を取シ出すのは、難しく、得
られたものは高価なものとなった。

しかも、蒸留法は、処理条件で目的成分が蒸発しなけれ
ばならないため沸点の高い高分子化合物などに利用でき
ず、また温度を加えて処理するため熱に不安定な物質に
は適さない。

結晶法は、例えば砂糖溶液よシ砂糖を結晶させて取り出
す、はっか油よりメントールを結晶させて取シ出す、油
脂を分別結晶によシ分けて特定の融点の油脂を得る等精
製成分の製造に利用されている。

しかし、一般に結晶を生じさせるには、溶液などを濃縮
した後、種晶を加え、一定の温度に冷やして長時間放置
しなければならず、処理に時間がかかる。その上、結晶
を分離した後の溶液に未結晶の成分が残り回収率があま
り良くない。更にその上、高分子化合物や溶解度の大き
い化合物等、結晶しにくい化合物や非結晶性化合物には
用いら１− れない。

抽出法は、例えば茶、コーヒー、モナスカス色素、パプ
リカ色素等のように不溶性成分を含む多成分系原料よシ
水その他の溶媒に溶解させることによシ目的の成分を得
るのに広く行われている。

また、例えば柑橘類の精油よジアルコール水溶液を用い
てテルペンレスの柑橘類精油を抽出する場合のように液
体或いは溶液状の多成分系原料よシ、それと混合しない
溶媒を用いて抽出することも行われている。

更に、例えば塩類を含む水溶液を水で抽出する場合のよ
うに液状の多成分系原料と溶媒が互いに混ざり合う場合
には、半透膜などで互いに隔てて抽出を行う透析法、逆
浸透法、電気透析法等が行われることもある。

しかし、いずれの方法で抽出しても、抽出液は通常多く
の溶媒を含むため、抽出液を蒸留、結晶その他の方法で
目的とする成分を濃縮、分離して取り出す必要がある。

その上、例えば天然物からの抽出液のように多６− 〈の成分が混ざった抽出液が得られた場合、目的とする
成分を得るために更に分離、精製を要するなど手間がか
かる。

その上、有機溶媒による抽出或いは再結晶など有機溶媒
を用いて処理した場合、得られた精製成分に溶媒が残留
することがｌ）、食品等の人体に摂取するものに利用で
きないこともある。また、有機溶媒は、火災、爆発など
にも注意を払わなければならず危険を伴うことさえある
。

しかも、いずれの方法でも同族体、異性体等の）極めて
近“性質の成分よシなる多成分系原料力゛ら目的とする
成分を分離、精製したシ、極く微量台まれている不純物
を除去したりするのが困難である。

この発明は、このような従来の方法のように時間や手間
をかけずに簡単に精製成分が製造でき、しかも同族体、
異性体のような分離の難しい多成分系原料からも精製成
分を製造することが可能な新規な製造法を供することを
目的としている。

すなわち、この発明によると加圧して液状或いは超臨界
状態となった二酸化炭素を移動相流体として分離管の中
に流し、分離管始端に多成分系原料を供給すると、多成
分系原料中の各成分は二酸化炭素に溶解して分離管の中
を移動し、その終端へと運ばれて行く。この際、分離管
内を移動する各成分は、分離管内に充填されている固定
相充填物への吸着と二酸化炭素より成る移動相流体への
放出を繰り返しながら移動する。しかも、固定相充填物
へ吸着する力及び移動相流体への溶解性は各成分により
各々異なるため、成分は分配され、分離管の中を通過し
終端より流出するまでの時間が違って来る。従って、目
的とする成分が分離管終端より出て来たらその部分を回
収することにより精製された目的の成分を得ることがで
きる。

なお、固定相充填物への吸着が弱く移動相流体への溶解
性の大きい成分と固定相充填物への吸着が強く移動相流
体への溶解性の小さい成分の混ざった多成分系原料を用
いた場合、固定相充填物への吸着性が弱い成分のみ分離
管より流出され、固定相充填物への吸着性が強い成分は
固定相充填物に吸着され分離管より流出しないことがあ
る。従って、このような多成分系原料では目的により移
動相流体に溶解している成分或いは固定相充填物に吸着
している成分を取シ出すことにより、精製された目的の
成分を得ることができる。

しかも、二酸化炭素は圧力や温度を変えることによシ超
臨界状態となったシ液状となったりするため、その状態
により各成分の移動相液体への溶解度や固定相充填物へ
の吸着性が変る。その性質を利用して圧力や温度を適宜
調整することにより分離が難しい同族体や異性体等本分
離することができた。

なお、加圧した二酸化炭素を抽出用流体として多成分系
原料よシ目的とする成分を分離、精製する方法として、
液状或いは超臨界状態の二酸化炭素による抽出法が最近
発表されている。しかし、この場合も従来の抽出法と同
じように加圧した二酸化炭素により抽出されるすべての
成分を含んだ抽出物が得られ、本発明のように目的とす
る特定の成分のみを分離、精製することは不可能であっ
７− た。

また、分離管に充填した固定相充填物は、分離する目的
の成分によシ適宜選択し、必要により水、エチルアルコ
ール等のアルコール類、アセトン等のケトン類、アセト
アルデヒド等のアルデヒド類、ジメチルエーテル等のエ
ーテル類、酢酸エチル等のエステル類、ベンゼンやヘキ
サン等の炭化水素類等の一種或いは二種以上をエントレ
ナーとして用いるようにする。

エントレナーを用いる場合は、例えば固定相充填物とエ
ントレナーを混ぜてから分離管に充填する或いは移動相
流体である加圧した二酸化炭素に添加する等公知の方法
により実施される。なお、固定相充填物又は移動相流体
とエントレナーとの比率は適宜定めるが、通常固定相充
填物に加える場合その１００部当りおよそ１〜６０部、
又移動相流体に加える場合その１００部当シおよそ０．
０１〜３０部のエントレナーを用いるのが望ましい。

分離管に多成分系原料を供給するには、分離管の始端に
注入後加圧した二酸化炭素を分離管に送１０− る或いは二酸化炭素の流れの中に注入管を挿入しそこよ
り適量の多成分系原料を射出噴出させて流体中に溶解、
分散させるなどの方法で実施される。

また、分離管に加圧した二酸化炭素を供給する流路にバ
イパスを設け、該バイパス部分に適ｌ・の多成分系原料
を入れておき、コックを切り換えるなどしてバイパスを
通って二酸化炭素が分離管へ行くようにすることによっ
ても実施される。特に、この方法は、固体の多成分系原
料を用い、加圧した二酸化炭素に溶解する成分を抽出し
ながら供給する場合に適している。

多成分系原料より分離した目的とする精製成分を回収す
るには、分離管より流出する移動相流体を一定１・ずつ
分画分取し、目的とする成分の含まれている分画を取り
出すことにより行われるが、分離管終端に吸光度、熱伝
導度、比熱等を測定して流出する成分を検出するセンサ
ーを設け、目的とする成分が検出されたときの移動相流
体を流路を切り換えるなどして回収することも可能であ
る。

なお、他の成分は固定相充填物に吸着され目的とする成
分のみが分離管より流出する場合、流出する移動相流体
をすべて回収することによって目的とする精製成分を得
ることもできる。

分取、回収した移動相流体は、圧力を下げ常圧とするこ
とにより二酸化炭素が揮散するため後に精製された目的
の成分が残る。

このようにして得られた精製成分は、抽出法や結晶法な
どのように溶媒が残留する心配がなく、しかも無酸素状
態でしかも比較的低い温度で処理するため変質や酸敗が
起ることもない。従って、医薬品や食料品のように体内
に取り入れられる成分の精製にも安心して利用でき、し
かも有機溶媒を用いないため火災や爆発の心配がほとん
どなく安全に実施できる。

なお、分離管より移動相流体とともに流出する精製成分
は、例えば活性炭などのｎｔ製酸成分吸着する吸着剤を
充填した吸着管を分離管に続けて接続し、流出する精製
成分を吸着させて回収することも可能である。

また、固定相充填物に吸着させることにより分離した精
製成分は、精製成分が溶出する溶出剤を分離管に流して
回収することができる。また、吸着管を用いて回収した
精製成分も同様に溶出剤を吸着管に流して取り出す。な
お、この時用いる溶出剤は、分離のときと温度、圧力等
の条件を変えた二酸化炭素やその他の気体を加圧した流
体、有機溶媒や溶液等の液状流体等から目的に応じ任意
に選択する。

次に実施例につき説明する。

実施例１゜ 固定相充填物としてシリカゲル（フジデビンン■製、サ
イロビーア２０μ）２１！をヘキサンとともに分離管に
充填した後、約６０°Ｃに保温しながら二酸化炭素ガス
を分離管内に通気してヘキサンを完全に蒸発、除去させ
て分離管を準備した。

次いで、構成脂肪酸の１９．３％がエイコサペンタエン
酸、９．８％がドコサヘキサエン酸でやや黄色味を帯び
、いわゆる魚油具のするいわし油の５０２を分離管に供
給した。

次いで、分離管の温度を３６°Ｃに保ちなから３−／３
− ｏｏ４．’ｉに加圧した二酸化炭素を】００り／１０ｉ
ｎの流速で流し、分離管から流出して来る移動相流体を
分画分取し、二酸化炭素を揮散させて後に残った成分の
エイコサペンタエン酸及びドコサヘキサエン酸の含量を
測定したところ表のようになった。

なお、加圧した二酸化炭素には、エントレナーとしてあ
らかじめエチルアルコールを液体状態の二酸化炭素９８
容当り２容の割合で加えであるものを使用した。

表いわし油分離の各分画の不飽和脂肪酸含量従って、流
出二酸化炭素量が１．２臀から２．０にノまでの区分（
分画４６）を取り出し、暖めながら−／４’− 圧力を弱め常圧とすることにより、エイコサペンタエン
酸及びドコサヘキサエン酸の含量が高く無色透明で魚油
具のないＩ製された油が６．９２得られた。

実施例２ 無極性多孔性重合体樹脂（三菱化成■製、ＨＰ−２０）
の５．Ｏｌ！を固定相充填物としてエチルアルコールと
ともに分離管に流し込み、約７０°Ｃとして二酸化炭素
ガスを通気してエチルアルコールを完全に除いて分離管
を準備した。

次いで、構成脂肪酸の１７．２％がエイコサペンクエン
酸、８．３％がドコサヘキサエン酸である魚油２００ｙ
−を分離管の始端より注入し、分離管の温度を３８°Ｃ
Ｋ保ちながら３００　？／ｍに加圧した二酸化炭素を２
００９／ｍｉｎの流速で流し、分離管終端より流出して
くる二酸化炭素を分画回収した。

なお、分離管終端にセンサーを設は流出する二酸化炭素
の吸光度を経時的に測定すると第１図のようになった。

流出を始めてから４０分後から２０分間に流出した加圧
した二酸化炭素４即（第１図のＥに相当する区分）の二
酸化炭素を除き無色無臭で透明な油２５．６９を得た。

この精製した油のエイコサペンタエン酸は構成脂肪酸比
で２９．６％であった。

また、ドコサヘキサエン酸は１７．３％であった。

実施例３゜ 化学結合型Ｃ−１８シリカゲル（メルク社ｇＬｉｃｈｒ
ｏｐｒｅｐ　ＲＰ　−１８）　２．５　／をエチルアル
コールに懸濁し、固定相充填物として分離管に充填し、
約７０°Ｃとして二酸化炭素ガスを流し分離管内のエチ
ルアルコールを完全に除いて分離管を準備する。

次いで、分離管を３８°Ｃの恒温僧に入れ６（１の天然
トコフェロールを注入した。

この天然トコフェロールは、高速液体クロマトグラフィ
ーで分析すると第２図のようになり、α−１β−１γ−
１δ−トコフェロールの混すった多成分より成シ、αは
２６．４％である。

次いで、３６０に９／ｍに加圧した二酸化炭素を分離管
に流し、分離管終端で流出してくる二酸化炭素の吸光度
を経時的に測定した結果第３図のようになった。

分離管より流出してくる二酸化炭素の第３図Ａに相当す
る区分を取シ出し、二酸化炭素を除いて精製したα−ト
コフェロールを得た。

このα−トコフェロールの高速液体クロマトグラフィー
による分析結果は第４図のようになり、α−型トコ７エ
ロールの純度は９２．８％であった。

実施例４゜ あらかじめエチルアルコールに懸濁しである２１のシリ
カゲル（フジデビソン化学社製、サイロピュア）を分離
管に充填し、７０°Ｃで二酸化炭素ガスを通気させてエ
チルアルコールを完全に除去し、次いで分離管を３６°
Ｃとして１〜のレモンオイルを注入した。この処理前の
レモンオイルは第５図にそのガスクロマトグラフィーを
示すようにテルペン類が多量に含まれている。

次いで、あらかじめ２０°Ｃにおいて液状の二酸化炭素
９８容当シ２容の割合でエチルアルコール１７− を添加して加圧した二酸化炭素を３６°Ｃに保っである
分離管に１２　Ｏｆ！　／　ｍ　ｉ　Ｈの流速で流した
。また、分離管よシ流出してくる二酸化炭素は、吸着剤
として活性炭が充填されている吸着管を通した。

約３５分間加圧した二酸化炭素を流した後、二酸化炭素
を流すのを止め１分離管内にエチルアルコールを流し、
分離管内の固定相充填物に吸着しているテルペンレスレ
モンオイルを溶出して回収した。

このテルペンレスレモンオイルは、第６図のガスクロマ
トグラフィーに見られるようにテルペン類がかなシ少な
かった。

また、吸着管に吸着したテルペン類も吸着管にエチルア
ルコールを流すことによシ溶出させて回収した。

実施例５゜ 化学結合型シリカゲルＣ−８（ＬｉｃｈｒｏｐｒｅｐＣ
−８，２５−４０７ＪＴＩメルク社製）　３．ＯＩ！を
エチルアルコールに懸濁させたスラリーを固定相充填物
として分離管に充填し、７０°Ｃに保って二酸化ｉｒ− 炭素ガスを通気してエチルアルコールを完全に除いて分
離管の用意をした。

紅麹菌を８５％エチルアルコールで抽出して溶媒を除い
た粗抽出物である市販のモナスカス色素２００ｙを分離
管に注入し、３８°ＣＫして２００Ｋｇ／ｃＩＩに加圧
した二酸化炭素を１１０　ｙ／　ｒｎ　ｉ　１１の流速
で流したときの分離管終端より流出する二酸化炭素の吸
光度を経時的に測定すると第７図のようになった。

第７図のＡＫ相当する区分の二酸化炭素を分取し二酸化
炭素を除去することによシ精製したモナスカス色素１６
７ｙを得た。

なお、ｆｌ！Ｉ製前及び精製後のモナスカス色素の吸光
曲線は各々第８図のＡ及びＢとなり、４８５　ｎｍにお
ける吸光度は精製により約２０％大きくなった。

実施例６゜ パプリカ（Ｃａｐｓｉｃｕｍ　ａｎｎｕｍ　Ｌ、）の果
皮を９０％エチルアルコールで抽出後、溶媒を除去して
オレオレジンとしたパプリカ粗抽出物である市販のパプ
リカ色素２００ノを実施例５と同様に処理して用意した
分離管に注入し、３８°Ｃに保って１３ＱＫｇ／ｃｍに
加圧した二酸化炭素を流した。このときの二酸化炭素の
流量は１００Ｐ／ｍｉｎであった。

また、分離管終端よシ流出する二酸化炭素の吸光度を経
時的に測定した結果第９図のようになった。

従って、第９図のＡの部分に相当する二酸化炭素を分取
して、二酸化炭素を除去することにより精製されたパプ
リカ色素を１９８２得た。

なお、精製前のパプリカ色素と精製後のパプリカ色素の
吸光曲線は第１０図の曲線Ａ及び曲線Ｂのようになシ、
精製したパプリカ色素の４６４　ｎｍにおける吸光度は
精製前の粗抽出パプリカ色素の吸光度に比べ４２％も大
きくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図：実施例２（魚油）の流出する二酸化炭素の吸光
度の経時変化で、横軸は時間（分）、縦軸は吸光度であ
る。第２図：実施例３の精製前のトコフェロールの高速
液体クロマトグラフィーで、横軸は時間、縦軸は吸光度
である。第３図：実施例３（トコフェロール）の流出す
る二酸化炭素の吸光曲線で、横軸は時間、縦軸は吸光度
である。 第４図：実施例３の精製したα−トコフェロールの高速
液体クロマトグラフィーで、横軸は時間（分）、縦軸は
吸光度である。第５図：実施例４の精製前のレモンオイ
ルのガスクロマトグラフィー。 第６図：実施例４の精製したテルペンレスレモンオイル
のガスクロマトグラフィー。第７図：実施例５（モナス
カス色素）の流出する二酸化炭素の吸光度の経時変化で
、横軸は時間（分）、縦軸は吸光度である。第８図：実
施例５のモナスカス色素の吸光曲線（Ａ精製前、Ｂ精製
後）で、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度である。第
９図：実施例６（パプリカ色素）の流出する二酸化炭素
の吸光度の経時変化で、横軸は時間、縦軸は吸光度であ
る。第１０図：実施例６のパプリカ色素の吸光曲線（Ａ
精製前、Ｂ精製後）で、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸
光度である。 −ｌ− ３５０　４５０　８）Ｏｎｍ 波長→ 波長□ 手続補正書（自発） １、　事件の表示　＞７−　ｔａｒ　’ｆ’ばρＺ昭和
５９年５月１５日提出の特許願 ２　発明の名称 多成分系原料よシ精製成分を製造する方法３、補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都港区芝五丁目３３番１号４、　補正の対
象 ５、補正の内容 （１１明細書第１３頁第１１〜１２行の「フジデビソン
■製」を「フジデビンン化学社製」と補正する。 （２）　明細書第１８頁第４行の「・・・吸着管を通し
た。 」を「・・・吸着管に通した。」と補正する。 （３）　明細書第２０頁第１６行と１７行の間に、次の
実施例７を挿入する。 「実施例７ エチルアルコールに懸濁したシリカゲル（フジデビソン
化学社製、サイロピーア）約２１！を分離管に充填し、
次いで７０〜８０°Ｃに保って二酸化炭素ガスを通気し
てエチルアルコールを完全に除去して分離管を準備した
。 この分離管を２０°Ｃに保ちながらＩＫｇのレモンオイ
ルを注入し、次いで液状の二酸化炭素９８容当り２容の
エチルアルコールを加え９０〜／ｃＩＩｔに加圧した二
酸化炭素を１００　ｆ！　／　ｍ　ｉ　ｎの流速で約４
５分間流した。 なお、分離管よシ流出する二酸化炭素は、引き続き吸着
剤として活性炭を充填した吸着管に通した。 次いで、加圧した二酸化炭素に代りエチルアルコールを
分離管に流し固定相充填物に吸着しているテルペンレス
オイルを溶出して回収した。 また、吸着管にもエチルアルコールを流しテルペン類を
得た。」 （４）第１図を別添の図面のように補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　固定相充填物を充填した分離管に多成分系原料を供
   給し、移動相流体として加圧した二酸化炭素を分離管に
   流すことによシ多成分系原料よシ目的とする成分を分離
   し、分離された目的とする成分を回収することを特徴と
   する多成分系原料よりｌｎＩ製成分成分造する方法。 ２　目的とする成分を二酸化炭素とともに分離管よシ流
   出させることＫよシ目的とする成分を回収する特許請求
   の範囲第１項記載の多成分系原料よシ精製成分を製造す
   る方法。 ３　目的とする成分を固定相充填物に吸着させることに
   よシ目的とする成分を回収する特許請求の範囲第１項記
   載の多成分系原料よシ精製成分を製造する方法。 ４　加圧した二酸化炭素が超臨界状態の二酸化炭素であ
   る特許請求の範囲第１項記載の多成分系原料より精製成
   分を製造する方法。 ５　加圧した二酸化炭素が液体状態の二酸化炭素である
   特許請求の範囲第１項記載の多成分系原料より精製成分
   を製造する方法。