本發明涉及精細化工領域,特別涉及一種7-去氫膽固醇腳料的提純方法。
背景技術:
7-去氫膽固醇為生產維生素D3的重要中間體,一般由膽固醇經酰化、氧化、腙化、脫腙、皂膽固醇化得到,在合成法制備7-去氫的過程中,由于脫溴選擇性不同會產生較多副產物3-羥基膽甾-4,6-二烯,該副產物與7-去氫膽固醇為同分異構體,在7-去氫膽固醇的精制過程中,采用物理方法分離困難且會導致大量7-去氫膽固醇的損耗,為提高7-去氫膽固醇精制的收率,同時徹底解決3-羥基膽甾-4,6-二烯的存在對7-去氫的精制以及后續產品的純化的影響,如何運用更科學的方法在除去3-羥基膽甾-4,6-二烯的同時盡可能避免7-去氫膽固醇的損耗成為一個重要的課題。
7-去氫膽固醇在生產過程中產生的腳料中大約含有10%的7-去氫膽固醇,此部分7-去氫膽固醇約占7-去氫膽固醇生產總量的20%,由于大量3-羥基膽甾-4,6-二烯以及其它腳料的存在使7-去氫膽固醇腳料無法在工業生產中使用而被丟棄,造成維生素D3的生產成本高,且污染環境。
中國專利申請CN1709869報道了采用氧化鋁柱層析以及冷凍結晶來分離7-去氫膽固醇的方法。將7-去氫膽固醇腳料充分溶于吸附溶劑中,注入裝有氧化鋁的層析柱,用洗脫溶劑進行洗脫分離,直至將7-去氫膽固醇完全洗出。再將收集得到的7-去氫膽固醇減壓除去溶劑,加入結晶溶劑,在溫度-10~-5℃下冷凍結晶,隨后過濾并真空干燥,即可得到純化的7-去氫膽固醇。所用吸附劑可以是石油、正己院、乙酸乙醋等烷烴類、酯類或醇類溶劑,所用洗脫劑可以是二氯甲院、乙酸乙酯等,所用結晶溶劑可以是丙酮、甲酸甲醋、乙酸乙醋、甲醇等酮類、酯類或醇類溶劑。該方法可以分離得到較高純度的7-去氫膽固醇產品,且工藝簡單,有一定的應用價值,但同時存在處理量小、回收率低、溶劑和能量消耗大、吸附劑重復使用困難等不足。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足,提供一種維生素D3中間體7-去氫膽固醇腳料的提純方法,該提純方法具有步驟精簡、生產成本低,能夠適應工業化生產要求的優點。
為了實現上述發明目的,本發明提供了以下技術方案:
一種7-去氫膽固醇腳料的提純方法,包括以下步驟:在30~50℃的溫度下,將含有副產物3-羥基膽甾-4,6-二烯的7-去氫膽固醇腳料與環己烷混合攪拌至充分溶解,配成濃度為1~50g/ml的原料液;將原料液用有機溶劑分餾萃取,收集萃取液進行減壓濃縮,再用乙酸乙酯結晶得到純化后的7-去氫膽固醇。
3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇的結構中均含有多個疏水環狀結構,一個疏水長鏈和一個親水羥基,這使得3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇分子具有很弱的極性和親水性。根據相似相溶原理,它們在甲醇、乙腈等極性溶劑中溶解度較小,所以在這些溶劑中的分配系數也相應較小。環丁砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜作為大多物質的良好溶劑,與溶質分子有較強的相互作用,使得3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇在它們中有較大的分配。3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇在結構上的主要差異是其雙鍵位置的區別,環丁砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜分子中均含有不飽和鍵,能與溶質分子的雙鍵形成π-π相互作用,雙鍵位置的差異導致萃取劑與這兩種物質間的作用力存在差異,因此得到了相對較高的分配系數,從而使兩者可以在萃取操作中進行分離。
優選的,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述原料液的濃度為5~30g/ml。
隨著原料液濃度的升高,3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇的分配系數均有所下降,選擇性系數也下降。分配系數的降低可能是因為萃取劑對3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇的溶解度有限,導致原料液濃度增大時,萃取劑中物料濃度的增加能力低于稀釋劑。3-羥基膽甾-4,6-二烯對7-去氫膽固醇選擇性系數的降低則是因為3-羥基膽甾-4,6-二烯在萃取劑中溶解量的增幅小于7-去氫膽固醇。為了保證萃取劑對兩目標組分的選擇性,原料液中3-羥基膽甾-4,6-二烯和7-去氫膽固醇的濃度不宜過高。
優選的,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述原料液的濃度為10g/ml
優選的,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述有機溶劑為環丁砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種或幾種。
優選的,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述有機溶劑為環丁砜。
優選地,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述分餾萃取操作包括將原料液和等體積的有機溶劑混合,于100~500r/min的恒溫振蕩器中振蕩2~5h,后恒溫靜置1~3h。
優選地,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述減壓濃縮操作包括于30~50℃的溫度、0.095~0.08Mpa的壓力下將萃取液濃縮至萃取液總量的1/6~1/5。
萃取液減壓濃縮的目的主要是為了除去溶解7-去氫膽固醇腳料所用的溶劑,當減壓濃縮的溫度大于30℃時,萃取液中的未反應的7-去氫膽固醇容易發生副反應從而給后續的分離提純操作帶來困難,當減壓濃縮的溫度小于10℃,萃取液濃縮的效率較低。
優選的,上述的7-去氫膽固醇腳料的提純方法,所述結晶的溫度為-15~-20℃,結晶時間為5~20h。
與現有技術相比,本發明的有益效果:
1、本發明提供的7-去氫膽固醇腳料的提純方法反應過程簡單,無需過多的反應步驟,具有很強的可操作性;
2、本發明提供的7-去氫膽固醇腳料的提純方法工業化可行性高,能真正將腳料中的7-去氫膽固醇轉化為較純的光照原料,從而實現變廢為寶,在解決腳料污染的同時實現了經濟效益。
具體實施方式
下面結合試驗例及具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。
實施例1
100.5g含有7-去氫膽固醇10.2g的7-去氫膽固醇腳料中加入環己烷500ml,升溫至50℃溶解后,配成濃度10g/ml的原料液;將原料液和等體積的環丁砜混合均勻,于200r/min的恒溫振蕩器中振蕩3h,后恒溫靜置2h。取上層的萃取液于40℃的溫度、0.095Mpa的壓力下濃縮至原萃取液總量的1/5;將濃縮產物于-20℃的溫度下冷凍結晶10h后過濾得到純化后的7-去氫膽固醇。
實施例2
95g含有7-去氫膽固醇8.7g的7-去氫膽固醇腳料中加入環己烷450ml,升溫至40℃溶解后,配成濃度15g/ml的原料液;將原料液和等體積的N-甲基吡咯烷酮混合均勻,于250r/min的恒溫振蕩器中振蕩3h,后恒溫靜置2h。取上層的萃取液于30℃的溫度、0.09Mpa的壓力下濃縮至原萃取液總量的1/5;將濃縮產物于-20℃的溫度下冷凍結晶10h后過濾得到純化后的7-去氫膽固醇。
實施例3
50g含有7-去氫膽固醇3.6g的7-去氫膽固醇腳料中加入環己烷310ml,升溫至45℃溶解后,配成濃度20g/ml的原料液;將原料液和等體積的N,N-二甲基甲酰胺混合均勻,于250r/min的恒溫振蕩器中振蕩3h,后恒溫靜置2h。取上層的萃取液于30℃的溫度、0.09Mpa的壓力下濃縮至原萃取液總量的1/6;將濃縮產物于-20℃的溫度下冷凍結晶10h后過濾得到純化后的7-去氫膽固醇。
實施例4
200g含有7-去氫膽固醇25.6g的7-去氫膽固醇腳料中加入環己烷600ml,升溫至45℃溶解后,配成濃度20g/ml的原料液;將原料液和等體積的環丁砜胺混合均勻,于250r/min的恒溫振蕩器中振蕩3h,后恒溫靜置2h。取上層的萃取液于30℃的溫度、0.09Mpa的壓力下濃縮至原萃取液總量的1/6;將濃縮產物于-20℃的溫度下冷凍結晶10h后過濾得到純化后的7-去氫膽固醇。
實施例5
150g含有7-去氫膽固醇15.3g的7-去氫膽固醇腳料中加入環己烷460ml,升溫至45℃溶解后,配成濃度25g/ml的原料液;將原料液和等體積的二甲基亞砜胺混合均勻,于250r/min的恒溫振蕩器中振蕩3h,后恒溫靜置2h。取上層的萃取液于30℃的溫度、0.09Mpa的壓力下濃縮至原萃取液總量的1/5;將濃縮產物于-15℃的溫度下冷凍結晶5h后過濾得到純化后的7-去氫膽固醇。
實施例6
50g含有7-去氫膽固醇3.6g的7-去氫膽固醇腳料中加入環己烷310ml,升溫至45℃溶解后,配成濃度20g/ml的原料液;將原料液和等體積的環丁砜和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中混合均勻,于250r/min的恒溫振蕩器中振蕩3h,后恒溫靜置2h。取上層的萃取液于30℃的溫度、0.09Mpa的壓力下濃縮至原萃取液總量的1/5;將濃縮產物于-16℃的溫度下冷凍結晶20h后過濾得到純化后的7-去氫膽固醇。