CN104017042A - 一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法 - Google Patents

一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法。首先将胆固醇生物合成所得7-去氢胆固醇发酵物质溶解于溶剂正己烷和水中，充分搅拌后进行过滤，过滤后静置分层，得到水相和有机相；对有机相蒸馏除去正己烷，然后加入甲醇加热搅拌，搅拌后抽滤，得到滤液和滤渣；对滤液降温结晶、抽滤，得到胆固醇；将滤渣中加入正己烷和甲醇的混合物加热搅拌，充分搅拌后进行减压蒸馏，蒸馏后所剩物质降温结晶、抽滤，最后得到高纯度产品7-去氢胆固醇。利用本发明能够有效从产物7-去氢胆固醇发酵物质中分离提纯出高纯度7-去氢胆固醇，并且还可以有效回收未转化的胆固醇，使其重新用于再次投料，从而使其原料得到更大程度的利用，符合目前经济可持续发展的需求。

Description

一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法
技术领域
本发明涉及一种有机物的提纯方法，特别是涉及一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法。 
背景技术
7-去氢胆固醇（7-脱氢胆固醇）是一种固醇类物质。存在于动物皮肤内的皮脂腺及其分泌物中。7-去氢胆固醇为白色结晶粉末或淡黄色结晶粉末，其分子式为C27H44O，亦称维生素D3原。在人体内可由胆固醇转化而成。它储存于皮下，在日光或紫外线照射下可转变为维生素D3，具有调节钙、磷代谢的生物活性。因此，小儿多晒太阳或按计划进行紫外线照射可预防小儿佝偻病。
7-去氢胆固醇主要用途为：它是合成维生素D3的重要中间体，也作为护肤防晒化妆品中的添加剂。
目前，7-去氢胆固醇的制备方法通常为：一是7-去氢胆固醇由猪皮中分离提取；二是利用胆固醇经酰化、氧化、腙化、脱腙、皂化得到，7-去氢胆固醇皂化反应合成的一种医药中间体。利用胆固醇生物转化合成7-去氢胆固醇是目前已研制成功的合成方法，但并未进行大规模的工业化生产。
但是，利用胆固醇进行生物转化合成方法中，得到的产物为7-去氢胆固醇发酵物质，得到的7-去氢胆固醇发酵物质中含有酵母菌培养基、未转化的原料胆固醇和7-去氢胆固醇。因此，想要得到纯度较高的7-去氢胆固醇产品，需要研究一种从产物7-去氢胆固醇发酵物质中能够有效分离提纯7-去氢胆固醇的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种从产物7-去氢胆固醇发酵物质中能够有效分离提纯7-去氢胆固醇的方法，即本发明提供一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法。利用本发明技术方案能够有效从产物7-去氢胆固醇发酵物质中分离提纯出7-去氢胆固醇，并且还可以有效回收未转化的胆固醇，使其重新用于再次投料。利用本发明技术方案能够得到纯度大于98%的7-去氢胆固醇产品。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法，所述分离纯化方法包括以下步骤：
a、利用现有胆固醇生物转化合成方法得到的7-去氢胆固醇发酵物质中含有酵母菌培养基、未转化的原料胆固醇和7-去氢胆固醇；首先将所得7-去氢胆固醇发酵物质溶解于溶剂正己烷中，并加入水，所述正己烷和水的加入量均为7-去氢胆固醇发酵物质体积的5～10倍，加入正己烷和水后在常温下搅拌1～1.5h；搅拌后进行过滤，除去不溶于水和正己烷的杂质；所得滤液静置分层，然后进行分液，分出水相和有机相；分液后采用正己烷洗涤所得水相2～3次，合并有机相；
b、将步骤a得到的有机相进行蒸馏，除去溶剂正己烷，得到的产物中加入48～52倍体积的甲醇，加热至64～66℃，在此条件下搅拌1.5～2小时，搅拌后进行抽滤，抽滤后得到滤液和滤渣； 
c、将步骤b得到的滤液降温至室温进行结晶，结晶后进行抽滤，得到胆固醇； 
d、将步骤b得到的滤渣加入正己烷和甲醇的混合物中，所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:10～12，所述正己烷和甲醇混合时二者之间的体积比1:1；然后升温至40℃～45℃，在此温度条件下搅拌1～1.5小时；搅拌后所得液体在真空度0.09MPa、10～15℃条件下进行蒸馏，蒸馏至原液体体积的30～35%；然后降温结晶，结晶后进行抽滤，最后得到高纯度产品7-去氢胆固醇。
根据上述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，步骤b中所述搅拌后进行抽滤，其抽滤时真空度为0.09MPa、温度为15～20℃。
根据上述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，步骤c中所述结晶时的结晶时间为12～14h。
根据上述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，步骤c所述抽滤时真空度为0.09MPa、温度为常温。
根据上述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，步骤d中所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:10。
根据上述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，步骤d中所述降温结晶为降温至0℃进行结晶5～6小时；所述结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09 MPa、温度为0℃。
根据上述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，步骤d中所述高纯度产品7-去氢胆固醇的纯度大于98%。
本发明的积极有益效果：
1、利用本发明技术方案能够有效从产物7-去氢胆固醇发酵物质中分离提纯出7-去氢胆固醇，并且还可以有效回收未转化的胆固醇，使其重新用于再次投料，从而使其原料得到更大程度的利用，符合目前经济可持续发展的需求。
2、利用本发明技术方案能够得到纯度大于98%的7-去氢胆固醇产品，更好地满足市场对其产品纯度较高的要求。
3、目前采用化学法生产7-去氢胆固醇工艺过程中要用到8种有毒有害的有机溶剂，而本发明分离提纯的原料是采用生物转化法合成的，而生物转化法合成过程中仅在产物分离阶段用到少量的（一般是两种）有机溶剂。减少了污染物排放，保护了自然环境，符合世界上生物发酵生产潮流。
4、本发明对市场上销售的7-去氢胆固醇标准品和本发明所得产品均作了图谱分析，经分析：标准品纯度为92%，本发明产品纯度为98.24%（详见附图1、2）。
附图说明：
图1  7-去氢胆固醇标准品的液相色谱分析图；
图2 本发明产品7-去氢胆固醇的液相色谱分析图。
具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明的内容。
实施例1：
本发明7-去氢胆固醇的分离纯化方法，该分离纯化方法的详细步骤如下：
a、利用现有胆固醇生物转化合成方法得到的7-去氢胆固醇发酵物质中含有酵母菌培养基、未转化的原料胆固醇和7-去氢胆固醇；首先将所得7-去氢胆固醇发酵物质溶解于溶剂正己烷中，并加入水，所述正己烷和水的加入量均为7-去氢胆固醇发酵物质体积的8倍，加入正己烷和水后在常温下搅拌1.2h；搅拌后进行过滤，除去不溶于水和正己烷的杂质；所得滤液静置分层，然后进行分液，分出水相和有机相；分液后采用正己烷洗涤所得水相3次，合并有机相；
b、将步骤a得到的有机相进行蒸馏，除去溶剂正己烷，得到的产物中加入50倍体积的甲醇，加热至65℃，在此条件下搅拌1.8小时，搅拌后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09MPa、温度为20℃，抽滤后得到滤液和滤渣； 
c、将步骤b得到的滤液降温至室温进行结晶12h，结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09MPa、温度为常温，得到胆固醇； 
d、将步骤b得到的滤渣加入正己烷和甲醇的混合物中，所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:10，所述正己烷和甲醇混合时二者之间的体积比1:1；然后升温至45℃，在此温度条件下搅拌1小时；搅拌后所得液体在真空度0.09MPa、15℃条件下进行蒸馏，蒸馏至原液体体积的33%；然后降温至0℃进行结晶5小时，结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09 MPa、温度为0℃，最后得到高纯度产品7-去氢胆固醇（所得产品纯度为98.24%，详见附图2）。
实施例2：
本发明7-去氢胆固醇的分离纯化方法，该分离纯化方法的详细步骤如下：
a、利用现有胆固醇生物转化合成方法得到的7-去氢胆固醇发酵物质中含有酵母菌培养基、未转化的原料胆固醇和7-去氢胆固醇；首先将所得7-去氢胆固醇发酵物质溶解于溶剂正己烷中，并加入水，所述正己烷和水的加入量均为7-去氢胆固醇发酵物质体积的10倍，加入正己烷和水后在常温下搅拌1h；搅拌后进行过滤，除去不溶于水和正己烷的杂质；所得滤液静置分层，然后进行分液，分出水相和有机相；分液后采用正己烷洗涤所得水相2次，合并有机相；
b、将步骤a得到的有机相进行蒸馏，除去溶剂正己烷，得到的产物中加入48倍体积的甲醇，加热至64℃，在此条件下搅拌2.0小时，搅拌后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09MPa、温度为18℃，抽滤后得到滤液和滤渣； 
c、将步骤b得到的滤液降温至室温进行结晶13h，结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09MPa、温度为常温，得到胆固醇； 
d、将步骤b得到的滤渣加入正己烷和甲醇的混合物中，所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:11，所述正己烷和甲醇混合时二者之间的体积比1:1；然后升温至40℃，在此温度条件下搅拌1.5小时；搅拌后所得液体在真空度0.09MPa、10℃条件下进行蒸馏，蒸馏至原液体体积的30%；然后降温至0℃进行结晶6小时，结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09 MPa、温度为0℃，最后得到高纯度产品7-去氢胆固醇。
实施例3：
本发明7-去氢胆固醇的分离纯化方法，该分离纯化方法的详细步骤如下：
a、利用现有胆固醇生物转化合成方法得到的7-去氢胆固醇发酵物质中含有酵母菌培养基、未转化的原料胆固醇和7-去氢胆固醇；首先将所得7-去氢胆固醇发酵物质溶解于溶剂正己烷中，并加入水，所述正己烷和水的加入量均为7-去氢胆固醇发酵物质体积的5倍，加入正己烷和水后在常温下搅拌1.5h；搅拌后进行过滤，除去不溶于水和正己烷的杂质；所得滤液静置分层，然后进行分液，分出水相和有机相；分液后采用正己烷洗涤所得水相3次，合并有机相；
b、将步骤a得到的有机相进行蒸馏，除去溶剂正己烷，得到的产物中加入50倍体积的甲醇，加热至66℃，在此条件下搅拌1.5小时，搅拌后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09MPa、温度为15℃，抽滤后得到滤液和滤渣； 
c、将步骤b得到的滤液降温至室温进行结晶14h，结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09MPa、温度为常温，得到胆固醇； 
d、将步骤b得到的滤渣加入正己烷和甲醇的混合物中，所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:12，所述正己烷和甲醇混合时二者之间的体积比1:1；然后升温至43℃，在此温度条件下搅拌1.2小时；搅拌后所得液体在真空度0.09MPa、15℃条件下进行蒸馏，蒸馏至原液体体积的35%；然后降温至0℃进行结晶5小时，结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09 MPa、温度为0℃，最后得到高纯度产品7-去氢胆固醇。 

Claims (7)

1.一种7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于，所述分离纯化方法包括以下步骤：
a、利用现有胆固醇生物转化合成方法得到的7-去氢胆固醇发酵物质中含有酵母菌培养基、未转化的原料胆固醇和7-去氢胆固醇；首先将所得7-去氢胆固醇发酵物质溶解于溶剂正己烷中，并加入水，所述正己烷和水的加入量均为7-去氢胆固醇发酵物质体积的5～10倍，加入正己烷和水后在常温下搅拌1～1.5h；搅拌后进行过滤，除去不溶于水和正己烷的杂质；所得滤液静置分层，然后进行分液，分出水相和有机相；分液后采用正己烷洗涤所得水相2～3次，合并有机相；
b、将步骤a得到的有机相进行蒸馏，除去溶剂正己烷，得到的产物中加入48～52倍体积的甲醇，加热至64～66℃，在此条件下搅拌1.5～2小时，搅拌后进行抽滤，抽滤后得到滤液和滤渣； 
c、将步骤b得到的滤液降温至室温进行结晶，结晶后进行抽滤，得到胆固醇； 
d、将步骤b得到的滤渣加入正己烷和甲醇的混合物中，所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:10～12，所述正己烷和甲醇混合时二者之间的体积比1:1；然后升温至40℃～45℃，在此温度条件下搅拌1～1.5小时；搅拌后所得液体在真空度0.09MPa、10～15℃条件下进行蒸馏，蒸馏至原液体体积的30～35%；然后降温结晶，结晶后进行抽滤，最后得到高纯度产品7-去氢胆固醇。
2.根据权利要求1所述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于：步骤b中所述搅拌后进行抽滤，其抽滤时真空度为0.09MPa、温度为15～20℃。
3.根据权利要求1所述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于：步骤c中所述结晶时的结晶时间为12～14h。
4.根据权利要求1所述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于：步骤c所述抽滤时真空度为0.09MPa、温度为常温。
5.根据权利要求1所述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于：步骤d中所述滤渣与正己烷和甲醇的混合物二者之间的体积比为1:10。
6.根据权利要求1所述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于：步骤d中所述降温结晶为降温至0℃进行结晶5～6小时；所述结晶后进行抽滤，抽滤时真空度为0.09 MPa、温度为0℃。
7.根据权利要求1所述的7-去氢胆固醇的分离纯化方法，其特征在于：步骤d中所述高纯度产品7-去氢胆固醇的纯度大于98%。
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