CN102964377A

CN102964377A - 一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法

Info

Publication number: CN102964377A
Application number: CN2012105133091A
Authority: CN
Inventors: 张小里; 李红亚; 梁江; 张希双; 赵彬侠
Original assignee: Northwest University
Current assignee: Northwest University
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102964377B

Abstract

本发明公开了一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，将已知磷脂酰胆碱含量的天然卵磷脂溶于甲基叔丁基醚，滤去不溶物后调节温度至5～55°C；在该温度条件下，按照无水低碳醇与磷脂酰胆碱摩尔比为3:1～600:1加入无水低碳醇和氢氧化胆碱，搅拌反应0.25～4个小时；倒掉上清液，将油状沉淀物用无水乙醇溶解并用甲基叔丁基醚沉淀，沉淀完全后弃上清，再反复用无水乙醇溶解并用甲基叔丁基醚沉淀2～3次，将得到的油状产物真空干燥。本发明的方法以氢氧化胆碱为催化剂，甲基叔丁基醚为溶剂，通过磷脂酰胆碱与无水低碳醇进行酯交换反应，得到GPC或以GPC为主的天然卵磷脂脱酰基物；工艺简单，反应条件温和安全，并能保障所得产物作为功能食品添加剂及医药保健品的安全性。

Description

一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法

技术领域

本发明涉及医药、功能性食品行业和催化技术领域，具体涉及一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法。

背景技术

L-α-甘油磷脂酰胆碱（L-α-glycerophosphocholine，以下简称GPC）是人体内天然存在的一种独特的水溶性磷脂。研究表明，GPC不仅可以提高不同阶段人群的记忆能力和认知能力，尤其对老年人，能有效地预防和治疗老年痴呆症，并对老年人的脑中风现象有一定抑制作用；同时，它还能促进人体生长激素的释放，在一定程度上能使青少年的身高有所改善，也能有效地调节中年人的荷尔蒙平衡，起到美容、减缓衰老的效果。因此，GPC可被广泛地应用于医药、保健品及功能性食品行业。

近年来，已经出现了一些含有GPC及其它天然磷脂脱酰基物的功能性保健品，但国内外厂家大多采用化学合成的方法生产GPC。EP0486100通过D-亚异丙基甘油与2-氧-2-氯-1,3-二环氧磷戊烷反应后再与三甲胺开环缩合，此过程所用的原料不稳定，同时反应过程中需要加压操作，条件苛刻。EP0502357则先将D-亚异丙基甘油与对甲苯磺酰氯在0°C下反应18h，得到亚异丙基甘油对甲苯磺酸酯，再与磷酸胆碱四甲基铵盐缩合反应，水解后即可得到产物GPC，此法虽然避免了加压操作的问题，但依然存在原料不稳定，工艺复杂且成本较高的问题。CN101544667A公开的方案是先将缩水甘油制成缩水甘油对甲苯磺酸酯后，再与磷酸胆碱四乙基铵盐缩合来制备GPC，避免了原料缩水甘油纯化难的缺陷，但反应工艺比较复杂，总收率较低。WO2007145476公开的方案是利用2,3-环氧-1-丙醇与磷酸胆碱在异丙胺存在的条件下，进行亲核加成反应来制备GPC，取得了一定的收效，但过程中对原料纯度要求较高，且反应收率低。通常，通过化学法合成GPC的工艺复杂、收率低、且多使用了有毒的化学原材料，其产物用于食品及医药方面存在很大的安全隐患。

从大豆卵磷脂或蛋黄卵磷脂等天然原料经水解脱去脂肪侧链而得到GPC是其作为医药保健品及功能性食品添加剂的更有利的制备途径，与化学法相比，副反应较少，产物更天然。US2864848公开的方案采用水溶性汞盐作催化剂，将磷脂乳化液在沸腾条件下水解制备GPC，原料虽天然，但产物收率低，且分离有毒的汞盐工艺复杂。EP0217765和WO90/13552公开的方案均采用甲醇钠作为催化剂，通过醇解大豆卵磷脂制备GPC，该过程对原料要求较高，少量水的存在便会发生皂化反应，同时产品分离过程中使用了大量有机溶剂和水，既增加了成本，又造成了环境污染。文献[Chem.Phys.lipid.4.104(1970)]报道了以氢氧化四丁基铵为酯交换反应催化剂的工艺，虽然较汞盐温和，但四丁基铵盐的残留仍影响产品的食用安全性。CN102516292A公开的方案是以低沸点胺作为催化剂，由天然磷脂反应制备GPC，反应条件温和、时间短、产物纯度高，且催化剂可通过蒸馏方式和甲醇一起回收使用，简化了制备工艺，但低沸点胺仍不具备完全无毒的特性，甲醇的大量使用对生产过程及产物的安全性存在一定威胁；同时该工艺中***作为溶剂存在生产安全隐患。

发明内容

针对现有以天然卵磷脂为原料制备GPC工艺中存在的催化剂有毒、溶剂***使用危险、反应物甲醇对工艺及产品存在安全性隐患等问题。本发明在大量实验研究的基础上，提出了一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法。该制备方法以氢氧化胆碱为催化剂，甲基叔丁基醚作为溶剂，通过磷脂酰胆碱与无毒低碳醇进行酯交换反应，得到GPC或以GPC为主的天然磷脂脱酰基物。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，具体制备过程如下：

将已知磷脂酰胆碱含量的天然卵磷脂溶于甲基叔丁基醚，滤去不溶物后调节温度至5～55°C；在该温度条件下，按照无水低碳醇与磷脂酰胆碱摩尔比为3:1～600:1，加入无水低碳醇和催化剂氢氧化胆碱，使反应体系中氢氧化胆碱的用量为每升1～30mmol，搅拌反应0.25～4个小时；反应结束后倒掉上清液，将油状沉淀物用无水乙醇溶解，并用甲基叔丁基醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，再反复用无水乙醇溶解并用甲基叔丁基醚沉淀2～3次，将得到的油状产物在五氧化二磷存在的条件下进行真空干燥，即得到以甘油磷脂酰胆碱为主的天然磷脂脱酰基物的混合物。

进一步的，所述无水低碳醇采用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或者异丁醇中的一种。

进一步的，所述天然卵磷脂来自大豆、蛋黄或动物内脏的提取物，其中磷脂酰胆碱的含量为20%～98%。

本发明得到的天然磷脂脱酰基物的混合物包括甘油磷脂酰胆碱（GPC）、甘油磷脂酰乙醇胺（GPE）和甘油磷脂酰丝氨酸（GPS），由于三者性质类似，且具有相似的生理功能及保健功效，因此在行业内用作医药、保健品及功能性食品的添加剂时，可将三者配合在一起使用。同时其含量与原料有关，当天然卵磷脂中的磷脂酰胆碱含量为80%以上时，得到纯度较高的GPC。本发明的反应原理如下：

其中，R1和R2表示C13-C25的脂肪烃；R3表示和

中的一种，得到的三种物质分别为GPC、GPE和GPS。

本发明的有益效果如下：

1、氢氧化胆碱作为催化剂可有效催化脂肪酰基的转移反应，反应时间短，条件温和；并能保持原料组分中磷酰酯键的稳定性，从而维持天然磷脂所特有的结构。同时，胆碱是常用食品添加剂，即使在产物中有少量残留也不会影响其安全使用。

2、反应过程中使用了毒性小、沸点高且使用安全的甲基叔丁基醚为溶剂，使得制备过程及产品更加安全可靠。

3、优选绿色的无水乙醇代替传统反应中的甲醇作为反应物，进一步保障了所得产物用于保健品及药品的安全性。

具体实施方式

本发明的天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，具体制备过程如下：

所述催化剂氢氧化胆碱即使在产物中有少量残留也不会影响其安全使用，其游离胆碱是食品中常用的添加剂。

所述甲基叔丁基醚毒性小、沸点高且使用安全，本发明中的甲基叔丁基醚也可用其他能溶解卵磷脂且低毒安全的溶剂。

所述无水乙醇也可以用甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或者异丁醇中的一种来替代，但优选无水乙醇。这是由于无水乙醇具有绿色环保且可再生等优势，保证了所得产物用于保健品及药品的安全性。

所述天然卵磷脂来自大豆、蛋黄或动物内脏的提取物，其中磷脂酰胆碱的含量为20%～98%。

本发明中的催化剂，不仅适用于L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备，还可适用于生物柴油的制备等广泛转酯反应。同时本发明制得的天然磷脂脱酰基物既可直接应用于医药、保健品和功能食品领域，也可作为半合成磷脂的前体，用于制备药物制剂所需合成磷脂。

实施例1

将5g磷脂酰胆碱含量为40%的大豆卵磷脂溶于38mL甲基叔丁基醚，滤去不溶物，加入圆底烧瓶并置于恒温水浴锅中加热至40°C，在该温度条件下，再加入1.2mL无水乙醇和0.8mL浓度为0.3mol/L的氢氧化胆碱的乙醇溶液，搅拌反应2小时。

反应结束后倒掉上清液，将油状沉淀物用5mL无水甲醇溶解，并加入20mL甲基叔丁基醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，再重复进行3次用甲醇溶解并用甲基叔丁基醚沉淀的操作，最后将得到的油状产物在五氧化二磷存在的条件下进行真空干燥，得到1.021g外观为淡黄色的以GPC为主的天然磷脂脱酰基物（即GPC、GPE和GPS的混合物），经检测，其中GPC的含量占产物总质量的50.3%，收率为76.0%。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，将5g磷脂酰胆碱含量为60%的大豆卵磷脂溶于30mL甲基叔丁基醚，滤去不溶物，加入圆底烧瓶并置于恒温水浴锅中加热至50°C，在该温度条件下，再加入8mL无水乙醇和2mL浓度为0.3mol/L的氢氧化胆碱的乙醇溶液，搅拌反应1小时。本实施例得到1.086g外观为淡黄色的以GPC为主的天然磷脂脱酰基物（即GPC、GPE和GPS的混合物），经检测，其中GPC的含量占产物总质量的73.2%，收率为78.4%。

实施例3

本实施例与实施例2的区别仅在于大豆卵磷脂中磷脂酰胆碱含量为95%，反应温度为40°C，反应时间为3h。反应后将底部油状沉淀物用5mL无水甲醇溶解，再加入20mL甲基叔丁基醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，反复进行3次用甲醇溶解并用甲基叔丁基醚沉淀的操作，然后将产物五氧化二磷存在的条件下进行真空干燥处理，并在硅藻土存在的条件下，利用体积比为6：4的无水乙醇与***的混合液在4°C下进行结晶，得到GPC晶体1.026g。熔点133°C，

（10%的水溶液），元素分析结果为：C，37.1%；H，7.80%；N，5.43%。以氘代甲醇为溶剂，¹H NMR谱图中主要峰的位置：4.36(m,2H)，3.91(m,2H)，3.82(m,1H)，3.61(m,2H)，3.58(m,2H)，3.27(s,9H)。

实施例4

本实施例与实施例3的区别在于，将2g磷脂酰胆碱含量为90%的大豆卵磷脂溶于30mL甲基叔丁基醚，加入10mL无水乙醇和0.145氢氧化胆碱，反应温度30°C，搅拌反应0.3小时。本实施例得到0.409g外观近乎为无色的GPC，纯度较高，收率为67.2%。

实施例5

本实施例与实施例2的区别在于，将1g磷脂酰胆碱含量为90%的大豆卵磷脂溶于25mL甲基叔丁基醚，加入圆底烧瓶并置于恒温水浴锅中加热至25°C，在该温度条件下，再加入11.5mL无水乙醇和3.5mL浓度为0.3mol/L的氢氧化胆碱的乙醇溶液，搅拌反应4小时。本实施例得到0.132g外观近乎为无色的GPC，收率为43.4%。

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于，将0.4g磷脂酰胆碱含量为95%的大豆卵磷脂溶于25mL甲基叔丁基醚，调节其温度至5°C，在该温度条件下，再加入13mL无水乙醇和2mL浓度为0.3mol/L的氢氧化胆碱的乙醇溶液，搅拌反应4小时。本实施例得到0.0696g外观近乎为无色的GPC，纯度较高，收率为54.2%。

实施例7

本实施例与实施例3的区别在于，反应中采用正丁醇代替乙醇进行反应。本实施例得到0.832g外观近乎为无色的GPC，收率为54.6%。

Claims

1.一种天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，具体制备过程如下：

将已知磷脂酰胆碱含量的天然卵磷脂溶于甲基叔丁基醚，滤去不溶物后调节温度至5～55°C；在该温度条件下，按照无水低碳醇与磷脂酰胆碱摩尔比为10:1～600:1，加入无水低碳醇和催化剂氢氧化胆碱，使反应体系中氢氧化胆碱的用量为每升1～30mmol，搅拌反应0.25～4个小时；反应结束后倒掉上清液，将油状沉淀物用无水乙醇溶解，并用甲基叔丁基醚沉淀，沉淀完全后弃去上清液，再反复用无水乙醇溶解并用甲基叔丁基醚沉淀2～3次，将得到的油状产物在五氧化二磷存在下进行真空干燥，即得到以甘油磷脂酰胆碱为主的天然磷脂脱酰基物的混合物。

2.如权利要求1所述的天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，所述无水低碳醇采用甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或者异丁醇中的一种。

3.如权利要求1所述的天然L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，所述天然卵磷脂来自大豆、蛋黄或动物内脏的提取物，其中磷脂酰胆碱的含量为20%～98%。