一种还原型辅酶q10的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及辅酶Q10,具体地说是一种利用氧化型辅酶QlO制备还原型辅酶QlO的 方法。
【背景技术】
[0002] 辅酶QlO (reduced coenzyme Q10),又名泛醌10,化学名称为2, 3-二甲氧基-5-甲 基-6-癸异戊烯基苯醌(聚异戊二烯基的聚合度为10而得名),结构类似于维生素 K,是一 种广泛存在于机体中的脂溶性醌化合物,其生理功能主要有:一、有明显的抗脂质过氧化作 用,清除自由基;二、在氧化呼吸链中传递电子和质子,是形成ATP的关键;三、具有保护和 恢复生物膜结构的完整性,稳定膜电位的作用。辅酶QlO可作为机体细胞的天然抗氧化剂 和代谢激活剂,同时也是一种机体的非特异性免疫增强剂。临床研宄表明:辅酶QlO对心脏 病、高血压、脑血管障碍、坏血病、动脉粥样硬化等疾病有较好的疗效。
[0003] 已知辅酶QlO有氧化型和还原型两种形态,结构式如下所示:
[0004]
[0005] 其中只有还原型辅酶QlO具有抗氧化作用,在生物体内通常约40-90%以还原型 存在。相比于氧化型辅酶Q10,还原型辅酶QlO显示出较高的口服吸收性和生物利用度,在 食品、营养品、营养补充剂、饮料、饲料、化妆品、日用化学品等领域具有广泛的应用前景。
[0006] 目前报道的还原型辅酶制备方法主要是以高纯度的氧化型辅酶QlO为原料进 行还原反应,然后采用不同的方法进行纯化结晶得到。还原剂包括化学化合物和生物 酶两大类,其中前者有硼氢化钠、连二亚硫酸钠、亚硫酸盐、抗坏血酸盐和某些特定的氨 基酸类等化合物(CN201080057097. X),后者则为一些氧化还原酶(CN200810072369. 8, CN200910201918. 1)。酶催化法虽然具有生物安全性高、环境友好等优点,但由于酶自身的 一些缺陷,如温度稳定性差、需要添加辅酶、且许多酶只能催化水溶性底物等,限制了其工 业化应用,而化学还原剂催化法由于在反应时加入了化合物,许多情况下会对产品的品质 产生影响,需要通过复杂的方法进行纯化,造成生产工艺繁琐,成本提高。对于抗坏血酸盐 和某些特定氨基酸类还原剂(W0031032967),虽然制得的产品生物安全性较高,但其还原能 力较弱,需加入酸性或碱性物质作为反应促进剂,反应耗时长,生产周期长。因此,探索一种 还原性强且后续产品分离纯化简洁、产品安全可靠的还原剂对于还原型辅酶QlO的工业化 生广具有株远的意义。
[0007] 另外,还原型辅酶QlO很容易被空气中氧气氧化为氧化型辅酶Q10,所以保护还原 型辅酶QlO的稳定化方法研宄也显得越来越重要。
[0008] 现有工业生产还原型辅酶QlO的工艺中大多采用铁粉、锌粉、保险粉,但是所述的 还原剂(铁粉、锌粉、保险粉)均为固体,还原反应为非均相反应,车间操作不方便,反应时 间长,铁粉、锌粉、保险粉遇水会着火,存在安全隐患;并且铁粉、锌粉、保险粉作还原剂参与 的反应需加入反应促进剂(碱性物质),而加碱会导致还原型辅酶QlO极易变质。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种利用还原 剂氯化亚锡将氧化型辅酶QlO制备成还原型辅酶QlO的方法。
[0010] 为此,本发明采用如下的技术方案:一种还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在 于,以氧化型辅酶QlO为原料,氯化亚锡为还原剂,滴入少量酸控制反应体系的PH值为弱酸 性,在溶剂中及在50-70°C下持续搅拌反应,通氮气保护,反应完毕后经纯化结晶处理得到 纯度彡95%的还原型辅酶QlO ;
[0011] 所述的氯化亚锡在反应完毕后进行电解回收,得到的氯化亚锡继续还原辅酶Q10, 重复利用,连续反应。
[0012] 本发明采用氯化亚锡作为还原剂,反应完成后通过简便的纯化结晶就能获得较高 纯度的还原型辅酶Q10,产品安全可靠。所述的还原剂可再生重复使用,既环保又安全。
[0013] 所述的氧化型辅酶QlO与溶剂的质量/体积比优选为Ig: 15~30ml。
[0014] 所述的溶剂优选为醇类溶剂或由烷烃类溶剂、醇类溶剂和蒸馏水组成的混合溶 剂。
[0015] 所述的醇类溶剂优选为甲醇或乙醇;所述混合溶剂中的烷烃类溶剂优选为正己 烷、环己烷、正庚烷、丁烷或丙烷。
[0016] 所述的混合溶剂中,烷烃类溶剂:醇类溶剂:蒸馏水的体积比优选为1:1~ 2:0. 05 ~0. 1。
[0017] 所述氧化型辅酶QlO :氯化亚锡的质量比优选为1:0. 3~0. 4。
[0018] 所述的持续搅拌时间优选为1~3h。
[0019] 所述的氯化亚锡在反应完毕后进行电解回收的过程如下:将反应水洗后的水溶液 作为电解液,开搅拌,通电至15-20A,升温至60-75°C,4-6小时后得到氯化亚锡、稀盐酸溶 液,浓缩,得到还原后的氯化亚锡。电解回收所得的氯化亚锡可直接作为还原剂,投入到下 一批次还原型辅酶QlO的制备。
[0020] 在纯化结晶处理过程中,清洗过程所使用的水需经过加热除去溶解氧,防止还原 型辅酶QlO被氧化。
[0021] 本发明具有如下优点:
[0022] 1、反应为均相反应,反应更充分、快速;
[0023] 2、反应为纯酸性环境,容易控制,反应过程使用辅料均为常见溶剂,廉价易得,生 产成本较低;
[0024] 3、氯化亚锡还原反应快速,耗时短且无副产物产生,洗涤等后续操作简洁,工艺可 行性高。采用电化学还原连续反应,还原剂可再生重复利用,还原剂回收率高,既环保又简 单方便;
[0025] 4、广品收率尚(>90% ),纯度尚(^ 95% ),安全可罪,能用于食品、药品或化妆品 等领域。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0027] 本发明制备还原型辅酶QlO的方法如下:
[0028] 1、将高纯度的氧化型辅酶QlO用醇类溶剂或混合溶剂溶解;
[0029] 2、在50~70°C温度下搅拌溶解,并通氮气进行保护,搅拌速度为200~300rpm ;
[0030] 3、向上述溶液中加入氯化亚锡,再滴入少量浓盐酸控制pH值为弱酸性;
[0031] 4、持续搅拌,取样检测还原型辅酶Q10,反应完全后停止搅拌;
[0032] 5、反应溶液用烃类溶剂萃取分层后,上层经水洗,碱洗,再水洗,其中清洗过程所 使用的水需经过加热等手段除去溶解氧,防止还原型辅酶QlO被氧化;
[0033] 6、蒸馏除去烃类溶
剂,用乙醇结晶抽滤得到纯度多95 %的还原型辅酶QlO,收率 > 90% ;
[0034] 7、下层水溶液做电解液,以负电荷为还原剂。在阴、阳极两电极的电解池中加入电 解液,开搅拌,通电至15~20A,升温至60~75°C,5小时后得到氯化亚锡稀盐酸溶液,浓 缩,锡回收率90~98%,浓缩后的氯化亚锡继续还原辅酶Q10,重复利用,连续反应。
[0035] 实施例1
[0036] 取IOg氧化型辅酶Q10,加 100mL正己烷,100mL乙醇,IOml蒸馏水,升温至50°C搅 拌溶解,通氮气保护,投入氯化亚锡4g,浓盐酸0. 5ml,反应3h后检测,当几乎检测不到氧 化型辅酶QlO后,加 100mL正己烷搅拌萃取,静置分层后,上层用蒸馏水100mL清洗,再用 100mL碱溶液清洗,然后用100mL蒸馏水清洗,最后蒸馏除去溶剂正己烷,加入100mL乙醇搅 拌溶解后,降温结晶得还原型辅酶QlO纯度为98. 4%,收率94%。下层水溶液电化学还原 得到透明的氯化亚锡稀盐酸溶液,锡回收率95%,浓缩后的氯化亚锡继续还原氧化型辅酶 Q10,重复利用,连续反应。
[0037] 实施例2
[0038] 取20g氧化型辅酶QlO,加300ml乙醇,升温至50°C搅拌溶解,通氮气保护,投入氯 化亚锡6g,浓盐酸0. 5ml,反应2h后检测,当几乎检测不到氧化型辅酶QlO后,降温结晶得 还原型辅酶QlO纯度为95%,收率92%。母液直接电化学还原得到含氯化亚锡溶液,继续 还原氧化型辅酶Q10,重复利用,连续反应。
[0039] 实施例3
[0040] 取IOg氧化型辅酶Q10,加 100mL环己烷,100mL甲醇,5ml蒸馏水,升温至60°C搅 拌溶解,通氮气保护,投入氯化亚锡4g,浓盐酸0. 5ml,反应2h后检测,当几乎检测不到氧化 型辅酶QlO后,加 100mL环己烷搅拌萃取,静置分层后去下层,用蒸馏水100mL清洗,再用 100mL碱溶液清洗,然后用100mL蒸馏水清洗,最后蒸馏除去溶剂环己烷,加入100mL乙醇搅 拌溶解后,降温结晶得还原型辅酶QlO纯度为98. 2%,收率93%。下层水溶液电化学还原 得到透明的氯化亚锡稀盐酸溶液,锡回收率95%,浓缩后的氯化亚锡继续还原氧化型辅酶 Q10,重复利用,连续反应。
[0041] 实施例4
[0042] 取20g氧化型辅酶Q10,加 100mL正庚烷,200ml甲醇,5ml蒸馏水,升温至60°C搅 拌溶解,通氮气保护,投入氯化亚锡8g,浓盐酸0. 5ml,反应2h后检测,当几乎检测不到氧化 型辅酶QlO后,加 100mL正庚烷搅拌萃取,静置分层后去下层,用蒸馏水100mL清洗,再用 100mL碱溶液清洗,然后用100mL蒸馏水清洗,最后蒸馏除去溶剂正庚烷,加入100mL甲醇搅 拌溶解后,降温结晶得还原型辅酶QlO纯度为98. 2%,收率92. 5%。下层水溶液电化学还 原得到透明的氯化亚锡稀盐酸溶液,锡回收率95%,浓缩后的氯化亚锡继续还原氧化型辅 酶Q10,重复利用,连续反应。
[0043] 对比例
[0044] 取IOg氧化型辅酶Q10,加 100mL正己烧,100mL乙醇,5ml蒸馏水,升温至60°C搅 拌溶解,通氮气保护,投入锌粉4g,浓盐酸0. 5ml,反应IOh后才检测不到氧化型辅酶QlO,过 滤,滤液加 100mL正己烧搅拌萃取,静置分层后去下层,用蒸馏水100mL清洗,再用100mL碱 溶液清洗,然后用100mL蒸馏水清洗,最后蒸馏除去溶剂正己烷,加入100mL乙醇搅拌溶解 后,降温结晶得还原型辅酶QlO纯度为90%,收率70%。下层水溶液直接当废液处理。
【主权项】
1. 一种还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,以氧化型辅酶QlO为原料,氯化亚锡 为还原剂,滴入少量酸控制反应体系的pH值为弱酸性,在溶剂中及在50-70°C下持续搅拌 反应,通氮气保护,反应完毕后经纯化结晶处理得到纯度多95%的还原型辅酶QlO;所述的 氯化亚锡在反应完毕后进行电解回收,得到的氯化亚锡继续还原辅酶Q10,重复利用,连续 反应。2. 根据权利要求1所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述的氧化型辅酶 QlO与溶剂的质量/体积比为Ig: 15~30ml。3. 根据权利要求1或2所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述的溶剂为 醇类溶剂或由烷烃类溶剂、醇类溶剂和蒸馏水组成的混合溶剂。4. 根据权利要求3所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述的醇类溶剂为 甲醇或乙醇;所述混合溶剂中的烷烃类溶剂为正己烷、环己烷、正庚烷、丁烷或丙烷。5. 根据权利要求4所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述的混合溶剂 中,烷烃类溶剂:醇类溶剂:蒸馏水的体积比为1:1~2:0. 05~0. 1。6. 根据权利要求1所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述氧化型辅酶 QlO:氯化亚锡的质量比为1:0. 3~0. 4。7. 根据权利要求1所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述的持续搅拌时 间为1~3h。8. 根据权利要求1所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,所述的氯化亚锡 在反应完毕后进行电解回收的过程如下:将反应水洗后的水溶液作为电解液,开搅拌,通电 至15-20A,升温至60-75°C,4-6小时后得到氯化亚锡、稀盐酸溶液,浓缩,得到还原后的氯 化亚锡。9. 根据权利要求1所述的还原型辅酶QlO的制备方法,其特征在于,在纯化结晶处理过 程中,清洗过程所使用的水需经过加热除去溶解氧。
【专利摘要】本发明公开一种将氧化型辅酶Q10制备还原型辅酶Q10的方法。现有生产还原型辅酶Q10的工艺中大多采用铁粉、锌粉、保险粉,其均为固体,且还原反应为非均相反应,车间操作不方便,反应时间长。本发明以氧化型辅酶Q10为原料,氯化亚锡为还原剂,滴入少量酸控制反应体系的pH值为弱酸性,在溶剂中及在50-70℃下持续搅拌反应,通氮气保护,反应完毕后经纯化结晶处理得到纯度≥95%的还原型辅酶Q10;所述的氯化亚锡在反应完毕后进行电解回收,得到的氯化亚锡继续还原辅酶Q10,重复利用,连续反应。本发明获得的还原型辅酶Q10纯度高,产品安全可靠,还原剂可再生重复使用,既环保又安全,是一种绿色合成辅酶Q10的方法。
【IPC分类】C07C41/26, C07C43/23
【公开号】CN104892370
【申请号】CN201510152082
【发明人】张永辉, 曹家明, 车来滨, 帅维, 甘越翔, 李其川
【申请人】浙江新和成股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月1日