CN100344595C - 纯化还原型辅酶q10的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供通过适于工业化规模生产的有效方式,纯化还原型辅酶Q10以生产在食品、功能性营养食品、特殊的健康食品、营养增补剂、营养品、动物药材、饮料、饲料、化妆品、药品、药剂、预防性药物等中用作成分的高品质产品的方法。本发明涉及纯化还原型辅酶Q10的方法,包括用水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂洗涤还原型辅酶Q10的晶体和/或油,从而除去水溶性杂质,特别是从还原型辅酶Q10的晶体和/或油除去还原剂或来源于还原剂的杂质。本发明使经操作优良的方式便利且有效地纯化还原型辅酶Q10,以及获得高品质的还原型辅酶Q10成为可能。
Description
技术领域
本发明涉及纯化还原型辅酶Q10的方法。与氧化型辅酶Q10相比,还原型辅酶Q10显示高水平的口服可吸收性,并且是在优良食品、功能性营养食品、特殊的健康食品、营养增补剂、营养品、动物药材、饮料、饲料、化妆品、药品、药剂、预防性药物中用作成分的有用化合物。
背景技术
已知可通过传统的方式生产辅酶Q10来制备还原型辅酶Q10,例如通过合成、发酵、或从天然产品提取,以及浓缩由色谱法产生的包含还原型辅酶Q10的洗脱物级分(c.f.JP-A-10-109933)。在上述引用的出版物中也描述了在这种情况下,用在还原型辅酶Q10中以杂质形式存在的还原剂,例如硼氢化钠或连二亚硫酸钠(硫代硫酸钠)还原氧化型辅酶Q10后进行色谱浓缩,或可通过将上述的还原剂与存在的高纯度等级的辅酶Q10起反应来制备还原型辅酶Q10。也已知包括利用锌作为还原剂(Journal of Labelled Compounds,vol.6,1970,66-75)的方法以及包括利用维生素C种类(即抗坏血酸或相关化合物,例如抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯、和抗坏血酸硬脂酸酯)作为还原剂的方法(WO 01/52822A1)。
然而,不能总是以高纯度的状态回收以这种方式生产的还原型辅酶Q10。例如,经常获得含有氧化型辅酶Q10和其他杂质的低纯度晶体、半固体或油的形式。特别地,当从包含还原型辅酶Q10的有机溶剂溶液回收还原型辅酶Q10的晶体时,很难除去水溶性的杂质,特别是用于将氧化型辅酶Q10转化为还原型辅酶Q10的还原剂和/或来源于该还原剂的杂质,因此所获得的晶体经常包含该水溶性的杂质,而且是低纯度的。
发明公开
考虑到上述状况,本发明的目的是提供用于除去还原型辅酶Q10中包含的杂质,特别是水溶性杂质,从而以便利且有效的方式在工业规模上生产高品质还原型辅酶Q10的纯化方法。
深入研究的结果是,本发明人发现当试图单独利用水除去还原型辅酶Q10中保留的水溶性杂质时,特别是除去还原剂和/或来源于还原剂的杂质时,并不总是能够容易地使所述杂质的含量降低至痕量级。也发现还原型辅酶Q10对于水显示极差的润湿特性,因此很难获得具有优良特性的匀浆。然而发现,可通过用水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂洗涤还原型辅酶Q10(晶体或油)而以优良的可操作性有效地除去还原型辅酶Q10中保留的水溶性杂质,特别是还原剂和/或来源于此的杂质。根据这些发现,现在已经完成了本发明。
因此,本发明提供纯化还原型辅酶Q10的方法,包括用水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂洗涤还原型辅酶Q10的晶体和/或油,从而从还原型辅酶Q10的晶体和/或油除去水溶性杂质。
根据本发明的方法,可便利且有效地除去还原型辅酶Q10所包含的水溶性杂质至痕量级,并且可获得晶体或油形式的极高品质的还原型辅酶Q10。
在纯化还原型辅酶Q10的油中,也可能通过与用于洗涤的溶剂一起冷却而对其进行结晶以回收形成的晶体,或通过在低于其熔点的温度下将晶种与还原型辅酶Q10的油形式接触而使还原型辅酶Q10凝固以回收形成的晶体。
发明详述
在下文中,更详细地描述本发明。
根据本发明的纯化还原型辅酶Q10的方法是包括用水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂洗涤还原型辅酶Q10的晶体和/或油的形式,从而从还原型辅酶Q10的晶体和/或油除去水溶性杂质的方法。
即根据本发明,用水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂进行洗涤以便利且有效地除去保留在还原型辅酶Q10的晶体和/或油中的水溶性杂质,特别是在此后提到的还原剂和/或来源于还原剂的杂质。
不特别限制用于实施本发明的水溶性有机溶剂,只要其是与水可高度混溶的,包括醇、醚、酮、腈、酰胺、含硫的化合物、脂肪酸等。
不特别地限制可用于本发明的醇,其可以是环状的或非环状的,或饱和或不饱和的。然而优选饱和的醇。一般地,可有利地使用包含1至20个碳原子,优选1至12个碳原子,更优选1至6个碳原子,更优选1至3个碳原子,以及特别优选2或3个碳原子的醇。
作为醇的特定实例,可能提及甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊基醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、1-壬醇、3,5,5-三甲基-1-己醇、1-癸醇、1-十一醇、1-十二烷醇、烯丙醇、炔丙醇、苯甲醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、4-甲基环己醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-(甲氧基甲氧基)乙醇、2-异丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-(异戊氧基)乙醇、2-(己氧基)乙醇、糠基醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-丁烷-1,4-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、双丙甘醇(dipropylene glycol)、聚丙二醇、甘油等。
作为一元醇,优选的是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊基醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十一醇、1-十二烷醇、苯甲醇、环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、4-甲基环己醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-(甲氧基甲氧基)乙醇等。更优选的是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊基醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、环己醇等。更优选的是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇等。特别优选的是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、2-甲基-1-丁醇、异戊醇等。进一步优选的是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等,以及最优选的是乙醇。
作为二元醇,优选提及的是1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-丁烷-1,4-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二甘醇、三甘醇、三乙烯、甘醇、四甘醇、聚乙二醇、双丙甘醇、聚丙二醇等,以及最优选的是1,2-丙二醇和聚乙二醇。
作为三元醇,甘油是可优选使用的。
不特别地限制醚,其可以是环状或非环状的,或饱和或不饱和的。但是通常,饱和的醚是优选使用的。一般地,使用含有3至20个碳原子,优选4至1 2个碳原子以及更优选4至8个碳原子的醚。
作为特定的实例,可能提及例如,二乙醚、甲基叔丁基醚、二丙醚二异丙醚、二丁醚、二己基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯醚、苯甲醚(anisol)、苯乙醚、丁基苯基醚、甲氧基甲苯、二噁烷、呋喃、2-甲基呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甘醇一甲基醚、二甘醇单乙醚、二甘醇一丁醚、三甘醇一甲基醚、双丙甘醇单甲醚、双丙甘醇一乙基醚、三丙二醇一甲醚等。
优选的是二乙醚、甲基叔丁基醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、二己基醚、苯甲醚、苯乙醚、丁基苯基醚、甲氧基甲苯、二噁烷、2-甲基呋喃、四氢呋喃、四氢吡喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等。更优选的是二乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、二噁烷、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等。更优选的是二乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、二噁烷、四氢呋喃等,以及特别优选的是二噁烷和四氢呋喃。
不特别限制酮,具有3至6个碳原子的酮是优选使用的。由于特定的实例,可能提及例如,丙酮、丁酮、2-己酮、甲基异丁基酮等。优选的是丙酮和丁酮,最优选的是丙酮。
不特别地限制腈,其可以是环状或非环状的,或饱和或不饱和的。然而,饱和的腈是优选使用的。一般地,使用含有2至20个碳原子,优选2至12个碳原子,以及更优选2至8个碳原子的腈。
作为特定的实例,可能提及例如乙腈、丙腈、丙二腈、丁腈、异丁腈、丁二腈、戊腈、戊二腈、己腈、庚基氰、辛基氰、十一腈、十二腈、十三腈、十五腈、硬脂腈、氯乙腈、溴乙腈、氯丙腈、溴丙腈、甲氧基乙腈、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸乙酯、苄基腈、苯基氰、氯苯基腈、溴苯基腈、氰基苯甲酸、硝基苯甲腈、茴香腈、邻苯二甲腈、氰化溴甲苯(bromotolunitrile)、甲基苯甲腈、甲氧基苯甲腈、乙酰基苯甲腈、萘甲腈、联苯基腈、苯基丙腈、苯基丁腈、甲基苯基乙腈、二苯乙腈、萘乙腈、硝基苯基乙腈、氯苯基氰、环丙基腈、环己基腈、环庚基腈、苯基环己基腈、甲苯基环己基腈等。
优选的是乙腈、丙腈、丁腈、异丁腈、丁二腈、戊腈、氰基乙酸甲酯、氰乙酸乙酯、苯基氰、苄基腈和氯丙腈。更优选的是乙腈、丙腈、丁腈和异丁腈,最优选的是乙腈。
作为酰胺,可提及例如甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
作为含硫的化合物,可提及例如二甲基亚砜、环丁砜等。
作为脂肪酸,可提及例如甲酸、乙酸、丙酸等。优选的是甲酸和乙酸,特别优选的是乙酸。
上述水溶性的溶剂中,醇、醚、酮、腈是优选的,醇和酮是更优选的,含有1至3个碳原子的一元醇和丙酮是更优选的,而乙醇是最优选的。
可单独地或以由两种或多种组成的混合溶剂形式使用上述的水溶性有机溶剂。此外,也可以与水组合的混合溶剂形式加以有利地使用。就液体特性和/或洗涤效果来说,使用由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂是优选的。
当使用由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂时,不特别限制混合溶剂中包含的水溶性有机溶剂的浓度,但是就获得有利的液体特性和洗涤效果来说,优选地不少于大约5w/w%,更优选地不少于大约7w/w%,更优选地不少于大约10w/w%,特别优选地不少于大约20w/w%,以及最优选地不少于大约30w/w%。
如果该产品是用于食品或药物,例如,乙醇、1,2-丙二醇、聚乙二醇(优选分子量为300至1000的聚乙二醇)、甘油等是适合的,而乙醇是特别适合的。当然,这些溶剂可有利地用作其两种或多种的混合溶剂或用作与水组合的混合溶剂。
在本发明的实施中,不溶于水的有机溶剂可与上述任何水溶性的溶剂组合使用,只要是在不产生任何实质性的副作用的范围内。这种不溶于水的有机溶剂包括包括烃类、脂肪酸酯等,在下文中会有提及。
可通过常规方法,例如合成、发酵、或从天然源提取来获得用于本发明实施的还原型辅酶Q10。优选的是通过还原包含于还原型辅酶Q10中的氧化型辅酶Q10或氧化型辅酶Q10而获得的。更优选的是利用根据本发明的还原反应而获得的,在下文中将有提及。
本发明的纯化方法可应用于包含相对大量的氧化型辅酶Q10的还原型辅酶,但在纯化通过下文中提及的还原法等方法制备的高纯度还原型辅酶Q10中是特别有效的。当然,待纯化的还原型辅酶Q10可以是晶体或油的形式。如在此使用的术语还原型辅酶Q10的″晶体″,在其含义内也包括通过经馏出溶剂来浓缩包含还原型辅酶Q10的溶液至干燥而可获得的固体、由还原型辅酶Q10的油的凝固化产生的固体等。
不特别限制根据本发明除去的水溶性杂质,但是尤其包括下文中提及的用于还原氧化型辅酶Q10步骤的还原剂,和/或来源于还原剂的杂质。作为还原剂和/或来源于还原剂的杂质,可能提及例如,连二亚硫酸或其盐,和作为来源于所述连二亚硫酸或其盐的副产物的硫氢化物;抗坏血酸或其相关化合物,和作为来源于所述抗坏血酸或其相关化合物的副产物的脱氢抗坏血酸、2,3-二酮古洛糖酸和草酸;作为来自铁或锌的副产物产生的盐;等。
不特别限制洗涤的方法,但是一般包括使还原型辅酶Q10的晶体和/或油与容器中的上述水溶性有机溶剂或由水溶性有机溶剂和水组成的混合溶剂接触,因而可降低用于洗涤的溶剂的数量。优选通过将还原型辅酶Q10的晶体和/或油分散在水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂中,以及特别优选地使还原型辅酶Q10的晶体和/或油在水溶性的有机溶剂或由水溶性有机溶剂和水组成的混合溶剂悬浮和/或乳化至足够的程度而建立这种接触。
优选地,在强制流动(forced flowing)下进行洗涤。就品质改进来说,流动优选地受到一般不少于大约0.01kW/m3的每单位体积搅拌所需要的功率的影响,优选地不少于大约0.1kW/m3,更优选地不少于大约0.3kW/m3。一般通过搅拌桨叶的旋转来提供上述的强制流动。然而如果要实现上述流动,并不总是必须利用搅拌桨叶。例如,可利用液体循环等方法。
不特别限制还原型辅酶Q10的晶体和/或油在洗涤期间的还原型辅酶Q10的浓度,但是就获得有利的液体特性来说,还原型辅酶Q10的重量相对于洗涤完成时洗涤溶剂的重量优选不超过大约30w/w%,更优选地不超过大约20w/w%,更优选地不超过大约15w/w%,特别优选地不超过大约13w/w%,以及最优选地不超过大约10w/w%。 通过保持上述浓度,就可能以足够的可操作性实现用于工业规模生产的更有利的洗涤。就生产率来说,该浓度的下限优选是大约1w/w%,更优选是大约2w/w%。
洗涤的时间可根据水溶性有机溶剂或由水溶性有机溶剂和水组成的混合溶剂的种类、其比例、洗涤溶剂的数量等而变化,因此不能绝对地加以规定。然而一般地,可在不长于10小时,优选不长于5小时,更优选不长于2小时,更优选不长于1小时,特别优选地不长于30分钟,以及最优选地不长于10分钟的时间之内完成洗涤。
洗涤温度可根据用于洗涤的溶剂(水溶性的有机溶剂或由水溶性有机溶剂和水组成的混合溶剂)的数量、组成和/或组成比例、待纯化的还原型辅酶Q10的品质或纯度等等而变化,因此不能绝对地加以规定。但是当使用还原型辅酶Q10的晶体时,上限一般不高于大约50℃,优选不高于大约45℃,更优选地不高于大约40℃,以及更优选地不高于大约35℃,而下限不低于-10℃,优选地不低于大约-5℃,更优选地不低于大约0℃。一般地,可在大约0℃至40℃的范围内有利地进行洗涤。另一方面,当使用还原型辅酶Q10的油时,下限一般不低于还原型辅酶Q10的熔化温度,优选不低于大约40℃,更优选不低于大约45℃,更优选地不低于大约50℃,以及特别优选地不低于大约60℃,而上限不高于大约100℃,优选地不高于大约90℃,更优选地不高于大约80℃,以及更优选地不高于大约70℃。
通过根据上述方法洗涤还原型辅酶Q10的晶体和/或油,可将包含于还原型辅酶Q10的晶体和/或油的水溶性杂质转化成为水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂,从而可从所述的还原型辅酶Q10的晶体和/或油除去水溶性杂质。
如果还原型辅酶Q10的晶体是纯化的,可例如通过离心、压滤、真空过滤和/或类似方法除去用于洗涤的上述溶剂来回收作为湿产品的除去水溶性杂质的还原型辅酶Q10,必要时随后进行滤饼(cake washing)洗涤。此外,也可通过在用惰性气体内部清洗的减压干燥器(真空干燥器)中进一步使湿产品带电和在减压下进行干燥而回收作为干燥产品。回收作为干燥产品是优选的。
此外,如果通过该方法纯化还原型辅酶Q10的油,就有可能通过从洗涤混合物(还原型辅酶Q10的油+用于洗涤的溶剂)分离用于洗涤的溶剂以油的形式回收还原型辅酶Q10。另一方面,也可能通过根据情况冷却洗涤混合物而回收晶体形式的还原型辅酶Q10。不特别限制在回收晶体形式的还原型辅酶Q10中的冷却温度,但是一般低于大约50℃,优选地低于大约48℃,更优选地低于大约45℃,以及更优选地低于大约40℃。下限是系统的凝固温度,一般不低于大约0℃。在这种情况下,尽管在洗涤混合物中存在水溶性杂质,可回收除去水溶性杂质的还原型辅酶Q10。
在回收油形式的还原型辅酶Q10的情况中,也可能通过将晶种(还原型辅酶Q10固有晶体)与还原型辅酶Q10的油接触,特别是通过将晶种(还原型辅酶Q10固有晶体)与还原型辅酶Q10的油在低于熔化温度的温度下接触而有利地使还原型辅酶Q10的油凝固。在这种情况下,可通过在使油产物的温度低于其熔化温度并且与晶种接触后使上述油产物形成所需要的形式。可在所述的从油产物的形成前后进行与晶体的接触。不特别限制凝固温度,只要其低于熔化温度。然而所需要的是不低于0℃。
通过以上述方式从还原型辅酶Q10的油回收还原型辅酶Q10的晶体(包括固体),可避免试剂和时间的损耗并且可有利地获得高产量的还原型辅酶Q10晶体(包括固体)。
当以上述方式纯化时,还原型辅酶Q10中水溶性杂质的重量含量一般可降低至0.15%以下,优选地0.10%以下,更优选地0.08%以下。因此,可获得极高品质的还原型辅酶Q10。
特别优选的是在去氧气氛(deoxygenated atmosphere)中进行上述纯化步骤。如此进行后,就可能使作为副产物的氧化型辅酶Q10形成最小化,并因此洗涤得更有效。
可通过惰性气体替换、减压、沸腾、或其组合来获得去氧气氛。至少进行惰性气体替换,即利用惰性气体是适当的。作为惰性气体,可能提及例如,氮气、氦气、氩气、氢气、二氧化碳气体等。然而优选是氮气。
然后,描述了适用于实施本发明的合成还原型辅酶Q10的方法,即还原氧化型辅酶Q10成为还原型辅酶Q10的方法。
可通过上文已经提及的常规方法,例如合成、发酵、或从天然源提取来获得用于实施本发明的还原型辅酶Q10。优选地可通过用常见的还原剂还原氧化型辅酶Q10,例如存在的高纯度辅酶Q10,或氧化型辅酶Q10和还原型辅酶Q10的混合物来获得。首先,描述了还原氧化型辅酶Q10的方法。
由于还原型辅酶Q10倾向于受到分子氧的氧化而产生作为副产物的氧化型辅酶Q10,优选使用对氧化作用具有高保护效应的溶剂作为还原步骤中的溶剂。优选地,使用选自烃类、脂肪酸酯、乙醚和腈中的至少一种作为这种溶剂。其中烃类是最优选的。
不特别限制烃类,但可能提及例如,脂肪族烃、芳烃、卤代烃等。优选的是脂肪族烃和芳烃,更优选的是脂肪族烃。
不特别地限制脂肪族烃,可以是环状或非环状的,或饱和或不饱和的。然而,其一般含有3至20个碳原子,优选5至12个碳原子。
作为特定的实例,可提及例如,丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、环戊烷、2-戊烯、己烷、2-甲基戌烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、甲基环戊烷、环己烷、1-己烯、环己烯、庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、2,4-二甲基戊烷、甲基环己烷、1-庚烯、辛烷、2,2,3-三甲基戊烷、异辛烷、乙基环己烷、1-辛烯、壬烷、2,2,5-三甲基己烷、1-壬烯、癸烷、1-癸烯、对-甲烷、十一烷、十二烷等。
其中,具有5至8个碳原子的饱和脂肪族烃是优选的,并且优选使用的是戊烷、2-甲基丁烷和环戊烷,其具有5个碳原子(称为″戊烷类″);己烷、2-甲基戌烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、甲基环戊烷、环己烷、其具有6个碳原子(称为″己烷类″);庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,3-二甲基戊烷、2,4-二甲基戊烷、甲基环己烷、其具有7个碳原子(称为″庚烷类″);辛烷、2,2,3-三甲基戊烷、异辛烷、乙基环己烷、其具有8个碳原子(称为辛烷类);及其混合物。特别地,上述庚烷类是更优选的,因为其倾向于显示针对氧化作用的极高保护效应,而庚烷是最优选的。
不特别限制芳烃,但是它们一般包含6至20个碳原子,优选6至12个碳原子,以及更优选7至10个碳原子。作为特定的实例,可能提及例如,苯、甲苯、二甲苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯、乙苯、异丙苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,3,4-四氢化萘、丁苯、对-异丙基苯、环己基苯、二乙苯、戊基苯、二戊基苯、十二烷基苯、苯乙烯等。优选的是甲苯、二甲苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯、乙苯、异丙苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,3,4-四氢化萘、丁苯、对-异丙基苯、环己基苯、二乙苯和戊基苯。更优选的是甲苯、二甲苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯、异丙苯和四氢萘,最优选的是异丙苯。
不特别限制卤代烃,可以是环状或非环状的,或饱和或不饱和的。然而,非环状的卤代烃是优选使用的。更优选的是氯代烃和氟代烃,而特别优选的是氯代烃。另外,有利地使用含有1至6个碳原子,优选1至4个碳原子,以及更优选1至2个碳原子的卤代烃。
作为特定的实例,可能提及例如,二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、五氯乙烷、六氯乙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯,1,2-二氯丙烷、1,2,3-三氯丙烷、氯苯、1,1,1,2-四氟乙烷等。
优选的是二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、氯苯和1,1,1,2-四氟乙烷。更优选的是二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、氯苯和1,1,1,2-四氟乙烷。
不特别限制脂肪酸酯,但是可能提及例如,丙酸酯、乙酸酯、甲酸酯等。优选的是乙酸酯和甲酸酯,以及更优选的是乙酸酯。不特别限制其酯功能性基团,但是包括具有1至8个碳原子的烷基酯、具有7至12个碳原子的芳烷基酯。优选使用具有1至6个碳原子的烷基酯,更优选的是具有1至4个碳原子的烷基酯。
作为丙酸酯,可能提及例如,丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、异戊基丙酸酯等。优选的是丙酸乙酯。
作为乙酸酯,可能提及例如,甲基乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、仲-乙酸丁酯、乙酸戊酯、异戊基乙酸酯、仲-乙酸己酯、乙酸环己酯、乙酸苄酯等。优选的是甲基乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、仲-乙酸丁酯、乙酸戊酯、异戊基乙酸酯、仲-乙酸己酯和乙酸环己酯。更优选的是甲基乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯和乙酸异丁酯。最优选的是乙酸乙酯。
作为甲酸酯、可能提及例如,甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、仲-甲酸丁酯、戊基甲酸酯等。优选的是甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯和戊基甲酸酯,最优选的是甲酸乙酯。
作为醚和腈,可能提及上文中所述的这种醚和腈。
从上述溶剂中选择所使用的溶剂时,优选考虑下列因素:这种特性是例如沸点和粘性(例如容许适当加热而增加溶解度并且便于通过干燥从湿的晶体除去溶剂和/或从结晶后的滤液回收溶剂的沸点(在1atm下大约30至150℃)等)、几乎不容许在室温下处理和冷却至低于室温水平期间发生凝固的适当熔点(不高于大约20℃,优选不高于大约10℃,以及更优选不高于大约0℃),以及低水平的粘性(于20℃大约10cp以下)。就工业操作性来说,在常温下几乎不挥发的溶剂是优选的。一般优选的是具有沸点为例如大约80℃以上的溶剂,更优选的是大约90℃以上。
在上述溶剂中,缺乏与水的混溶性的溶剂是特别优选用作进行还原反应的溶剂。其促进萃取/除去还原剂(下文将提及)和来源于还原剂的杂质进入水相并且有效地纯化/回收还原型辅酶Q10。
还原型辅酶Q10趋向于当其在溶液中的浓度增加时是更抗氧化的。还原型辅酶Q10高度可溶于上述的溶剂,由此上述溶剂适合于保护抗氧化作用。优选用于保护抗氧化作用的还原型辅酶Q10的浓度可根据溶剂的种类而变化,因此不能绝对地加以规定。然而一般地,上述溶剂中还原型辅酶Q10的浓度不低于大约1w/w%,优选不低于大约2w/w%。不特别限制上限,但是就实际操作来说,是大约400w/w%,优选大约200w/w%,更优选大约100w/w%,以及更优选大约50w/w%。
因此,当使用上述溶剂时,通过还原步骤使包括不需要的氧的副反应最小化。
可在利用作为还原剂的上述溶剂的一种,氢化金属化合物、铁(金属铁或铁盐形式)、锌(金属锌)、连二亚硫酸或其盐、抗坏血酸或其相关化合物等中进行还原反应。
不特别限制氢化金属化合物,但是包括硼氢化钠、氢化锂铝等。所使用的氢化金属化合物的数量可根据氢化金属化合物的种类而变化,因此不能绝对地加以规定。然而一般地,1至3倍的理论氢当量的数量适合于进行还原反应。
一般利用酸进行利用铁或锌的还原。不特别限制酸,但是包括脂肪酸,例如乙酸、磺酸,例如甲磺酸,以及无机酸,例如盐酸和硫酸等。无机酸是优选的,而硫酸是更优选的。
不特别限制铁的数量,但是相对于带电的还原型辅酶Q10的重量以重量计大约1/5的数量或更多是适于进行该反应的。不特别限制上限,但是尤其就经济学观点来说,以重量计是大约2倍或更低。不仅可以金属形式而且可以盐,例如硫酸铁(II)的形式使用铁。
不特别限制锌的数量,但是相对于带电的还原型辅酶Q10的重量以重量计大约1/10的数量或更多是适于进行该反应的。不特别限制上限,但尤其就经济学观点来说,以重量计不超过大约2倍。
不特别限制连二亚硫酸或其盐,但是一般使用例如碱金属盐(锂盐、钠盐、钾盐等)、碱土金属盐(镁盐、钙盐等)、或连二亚硫酸的铵盐的形式。碱金属盐、例如锂盐、钠盐,和钾盐是优选的,钠盐是更优选的。
不特别限制所使用的连二亚硫酸或其盐的数量,但是一般相对于带电的还原型辅酶Q10的重量,以重量计不小于大约1/5,优选以重量计不少于大约2/5,以及更优选地以重量计大约3/5。较大的量不会产生任何干扰而相对的是更经济的。因此,使用以重量计不超过大约2倍的量,优选不超过相同的重量。可以在以重量计大约2/5至几乎相同重量的范围内的数量适当地进行还原反应。
不特别限制抗坏血酸及其相关化合物,并且不仅包括例如,抗坏血酸,而且包括鼠李糖型-抗坏血酸、阿拉伯糖型抗坏血酸、葡糖型-抗坏血酸、岩藻糖型-抗坏血酸、葡庚糖型-抗坏血酸、木糖型-抗坏血酸、乳糖型-抗坏血酸、古洛糖型(gulo)-抗坏血酸、异(allo)-抗坏血酸、赤藓糖型-抗坏血酸、6-脱氧抗坏血酸,及其相关化合物,并可以是酯的形式或其盐。此外,其可以是L-形式、D-形式或消旋式。更具体地说,可能提及例如,L-抗坏血酸、L-抗坏血酸棕榈酸酯、L-抗坏血酰硬脂酸酯、D-阿拉伯糖型抗坏血酸等。
在还原型辅酶Q10的生产中,可有利地使用任何上述抗坏血酸及其相关化合物。然而,考虑到从所产生的还原型辅酶Q10分离的容易程度等,水溶性的抗坏血酸是上述抗坏血酸或其相关化合物中特别有利使用的考虑到现成的有效性、价格等,最优选的是游离形式的L-抗坏血酸、D-阿拉伯糖型抗坏血酸等。
不特别限制所使用的抗坏血酸或其相关化合物的数量,但是可能至少是有效用于转化氧化型辅酶Q10成为还原型辅酶Q10的水平。一般地,每摩尔还原型辅酶Q10使用不少于1摩尔,优选不少于1.2摩尔的数量。不特别限制上限,但是考虑到经济学,在相同的基础上一般是10摩尔,优选5摩尔,以及更优选3摩尔。
上述的还原剂和/或由此衍生的化合物大多是可溶于水的。当使用连二亚硫酸或其盐时,例如作为副产物形成硫氢化物。 当使用抗坏血酸或其相关化合物时,作为副产物体脱氢抗坏血酸,并且进一步作为副产物从脱氢抗坏血酸形成2,3-二酮古洛糖酸和草酸。此外,当使用的铁或锌时,在还原后作为副产物形成盐(例如氯化铁或氯化锌,当使用盐酸时,可能作为副产物而产生)。如上文所提及的,可利用本发明的纯化方法有效除去所有的还原剂和/或由此衍生的化合物,借此可获得高品质的还原型辅酶Q10。
在上述的还原剂中,就还原能力、产量、品质等来说,锌、连二亚硫酸或其盐和抗坏血酸或其相关化合物是更优选的,而连二亚硫酸或其盐(具体地,连二亚硫酸盐)和抗坏血酸或其相关化合物是特别优选的。
在还原反应中,如上所述的这种醇和/或水可能是适合组合使用的。当使用铁、锌、或连二亚硫酸或其盐作为还原剂时,组合使用水是特别适合的。当使用氢化金属化合物或抗坏血酸或其相关化合物作为还原剂时,可将醇优选地用于组合。水和/或醇的组合使用使显示其特性和促进改善反应速率、产量等成为可能。
在下文中,详细描述还原法的优选模式。
优选在由水和至少一种有机溶剂一起组成的混合溶剂系统中进行利用上述连二亚硫酸或其盐的还原,所述的有机溶剂选自上述烃类、脂肪酸酯、醚和腈(优选烃类,更优选脂肪族烃、更优选庚烷类,以及特别优选庚烷)。
在此情况中,就产量和/或其它方面来说,一般在不高于7的pH,优选在pH 3至7,以及更优选在pH 3至6进行反应。可利用酸调节pH,例如无机酸,例如盐酸或硫酸,或碱,例如碱金属的氢氧化物,例如氢氧化钠。
在利用连二亚硫酸或其盐的还原中,不特别限定所使用的水的数量,但是可以是连二亚硫酸或其盐的适当量,即可溶解还原剂的量。一般最好调节连二亚硫酸或盐相对于水的重量至不超过大约30w/w%的水平,优选不超过大约20w/w%。尤其就生产率来说,水的数量一般不少于大约1w/w%,优选不少于大约5w/w%,以及更优选不少于大约10w/w%。
也可利用与水高度可混溶的溶剂来进行利用上述抗坏血酸或其相关化合物的还原,所述的溶剂选自上述的烃类、脂肪酸酯、醚、和腈,特别是高度的水可混溶的醚或腈,更具体地说是四氢呋喃、二噁烷、乙腈等。通过利用如上所述的这种醇和/或酮(优选高度的水可混溶的醇和/或酮(具体地,包含1至5个碳原子,优选1至4个碳原子,更优选1至3个碳原子的一羟基的或二羟基的(优选一羟基的)醇和/或这种酮,如丙酮或丁酮))是特别优选的。即在利用抗坏血酸或相关化合物的还原反应中,使用高度可混溶的有机溶剂是优选的。
就降低反应温度、缩短反应时间等来说,可在存在反应促进剂,例如碱性物质或硫氢化物的盐时,进行利用抗坏血酸或其相关化合物的还原。
不特别限制上述碱性物质,但是可以是无机化合物或有机化合物。不特别限制无机化合物,但是包括金属(优选碱金属、碱土金属等)的氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐、氨等。作为其典型实例,可能提及碱金属氢氧化物,例如氢氧化钠,碱金属碳酸盐,例如碳酸钠,碱金属的碳酸氢盐,例如碳酸氢钠,碱土金属的碳酸盐,例如碳酸镁等。不特别限制有机化合物,但是包括胺,例如三乙胺等。
在上述具体描述的碱性物质中,优选使用弱碱性的物质(弱碱或弱碱性),例如金属(优选碱金属、碱土金属等)的碳酸盐和碳酸氢盐,和氨的无机化合物,以及例如三乙胺和类似胺的有机化合物。上述的弱碱性无机化合物是更优选的。
作为硫氢化物盐的优选种类,可能提及例如碱金属的硫氢化物,例如硫氢化钠等。
不特别限制上述反应促进剂的数量,但可以使反应促进剂的反应促进效果产生至预期的程度(即有效量)。就经济的观点来说,一般每摩尔的抗坏血酸或其相关化合物不超过大约20摩尔,优选不超过大约10摩尔,更优选不超过大约5摩尔,以及更优选不超过大约2摩尔。不特别限制下限,但是对于相同的基础(basis)一般是大约0.01摩尔或以上,优选大约0.05摩尔或以上,更优选大约0.1摩尔或以上,以及更优选大约0.2摩尔或以上。
优选地,在强制流动下进行还原反应。优选该流动受到每单位体积搅拌所需要的功率的影响,一般不少于大约0.01kW/m3,优选不少于大约0.1kW/m3,以及更优选不少于大约0.3kW/m3。一般通过搅拌桨叶的旋转提供上述的强制流动。然而如果要实现上述流动,并不总是必须利用搅拌桨叶。例如,可利用液体循环等方法。
可根据还原剂的种类和/或其数量变化还原反应的温度,因此不能绝对地加以规定。 就利用连二亚硫酸或其盐的还原来说,例如一般可在大约100℃或以下,优选在大约80℃或以下,以及更优选在大约60℃或以下进行反应。下限是系统的凝固温度。可在大约0至大约100℃,优选在大约0至大约80℃,以及更优选在大约0至大约60℃平稳地进行反应。一般在大约30℃或更高,优选在大约40℃或更高,以及更优选在大约50℃以上进行利用抗坏血酸或其相关化合物的还原。上限是该系统的沸点。一般地,可在大约30至大约150℃,优选在大约40至大约120℃,以及更优选地在大约50至大约100℃进行反应。
不特别限制反应的浓度,但是氧化型辅酶Q10的重量相对于溶剂的重量一般不少于大约1w/w%,优选不少于大约2w/w%,更优选不少于大约3w/w%,更优选不少于大约5w/w%,特别优选地不少于大约10w/w%,以及最优选地不少于大约15w/w%。 不特别限制上限,但是一般是大约60w/w%,优选大约50w/w%,更优选地大约40w/w%,以及更优选地大约30w/w%。一般地,可在大约2至大约30w/w%,优选在大约5至大约30w/w%,以及更优选地在大约10至大约30w/w%有利地进行反应。
一般可驱动还原反应在48小时,优选在24小时,更优选在10小时,以及更优选在5小时内完成。
也可通过在利用上述还原剂的氧化型辅酶Q10的油的水中还原后除去水相而获得还原型辅酶Q10的油。
在这种情况下,一般在大约45℃或以上,优选在大约48℃或以上,以及更优选在大约50℃或以上的温度下进行还原,尽管该温度取决于还原型辅酶Q10的纯度和其他因素。上限是该系统的沸点,和一般是大约100℃或以下,优选大约80℃或以下,以及更优选大约60℃或以下。
这种还原水中的氧化型辅酶Q10的油的方法使合成还原型辅酶Q10的同时避免由于分离和浓缩有机溶剂而浪费时间、使用昂贵的生产设备和体积增加成为可能。
在去氧气氛中进行上述还原反应和后处理(分离有机相)是十分有利的,并且也发现在这种气氛下的操作极大地促进了还原反应中产量的改善以及特别是在利用连二亚硫酸或其盐的还原反应中降低还原剂的数量。可通过惰性气体替换、减压、沸腾、或其组合来获得去氧气氛。至少进行惰性气体替换,即利用惰性气氛是适当的。作为惰性气体,可能提及例如,氮气、氦气、氩气、氢气、二氧化碳气体等。然而氮气是优选的。
现在,描述在本发明的纯化方法中所使用的还原型辅酶Q10的晶体。对于本发明的实施,可获得的晶体是可通过从包含还原型辅酶Q10的溶液结晶或浓缩至干燥而获得的晶体、已经存在的还原型辅酶Q10的晶体等。也可使用由还原型辅酶Q10的油的凝固化而产生的固体。优选的是可通过结晶或浓缩至干燥而获得的还原型辅酶Q10的晶体。更优选的是可通过在还原氧化型辅酶Q10后结晶或浓缩至干燥而获得的还原型辅酶Q10的晶体。特别优选的是可通过在还原氧化型辅酶Q10后结晶而获得的还原型辅酶Q10的晶体。
不特别限制用于获得这种晶体的溶剂,但是包括烃类、脂肪酸酯、醚、醇、脂肪酸、酮、含氮化合物(包括腈和酰胺)、含硫的化合物、水等。
作为烃类、脂肪酸酯、醚、醇、脂肪酸、酮、腈、酰胺、和含硫的化合物,可能如上文中所提及的涉及这种溶剂。
作为含氮化合物,除了腈或酰胺外,可能提及例如硝基甲烷、三乙胺、吡啶等。
对于获得还原型辅酶Q10的高品质晶体同时抑制包括不需要的氧化的副反应,优选使用具有针对这种氧化作用的高保护效应的溶剂,即至少一种选自上述的烃类、脂肪酸酯、醚、和腈的溶剂。其中,烃类和脂肪酸酯是更优选的溶剂,烃类是更优选的,而庚烷是特别优选的。
如上文中所提及的使用这种醇和/或酮也是优选的,因为当结晶时,可获得具有优良匀浆和晶体特性的还原型辅酶Q10的晶体,在下文中将提及用于回收晶体的方法,并且在结晶的步骤中使用这种溶剂。
可通过常规的步骤进行还原型辅酶Q10的结晶,例如单独使用或适当组合使用冷却、浓缩、溶剂替换,以及使用劣(poor)溶剂。别地,优选地单独或与其它操作组合执行冷却操作(通过冷却结晶)。
对于还原型辅酶Q10的结晶,纯化和结晶还原型辅酶Q10,同时除去包含于反应混合物或在传统方式中可获得的提取物或通过上述还原法等生产的提取物中的杂质是极有效的。这使得除去共存的杂质,特别是除去具有相似结构并且一般不一定总是易于除去的类似化合物(具体地,还原型辅酶Q9、还原型辅酶Q8、还原型辅酶Q7等)成为可能。醇和/或酮是用于除去如上所述具有相似结构的化合物的特别有效的溶剂。
此外,当使用醇和/或酮并且容许共存少量的水时,可适当地减小还原型辅酶Q10的溶解度以使产量增加。此外,可改善匀浆特性并且特别地,可显著改善固体-液体的可分离性(可滤过性),这是值得注意的。
水和醇和/或酮溶液之间的混合比可根据溶剂的种类而变化,因此不能绝对地加以规定。可使用基本上包括上述醇和/或酮作为主要成分的任何溶剂而没有任何特别的限制。即,含水混合溶剂中上述醇和/或酮之间的比例具有的下限一般是大约90w/w%,优选大约91w/w%,更优选大约92w/w%,以及更优选93w/w%,而上限是大约99.5w/w%,优选大约99w/w%,更优选大约98w/w%,和更优选大约97w/w%。通常,可在大约90至大约99.5w/w%,以及最优选在大约93至大约97w/w%有利地进行结晶。
还原型辅酶Q10的结晶温度可根据尤其是溶剂的种类和/或结晶的方法而变化,因此不能绝对地加以规定。然而一般地,不高于大约25℃,优选不高于大约20℃,更优选地不高于大约15℃,以及更优选地不高于大约10℃。下限是系统的凝固温度。一般地,结晶是在大约0至大约25℃进行的。
为了使混合进入所得到的还原型辅酶Q10的不同杂质最小化或为了获得具有优良特性的匀浆,可在结晶步骤中控制每单位时间晶体沉淀的数量。优选的每单位时间结晶速率是例如,不高于每单位时间结晶出的大约50%完整晶体数量(50%数量/小时)的速率,以及优选不高于结晶出的大约50%完整晶体数量(50%数量/小时)的速率(25%数量/小时)。冷却结晶作用中的冷却速率一般不高于大约40℃/小时,以及优选不高于大约20℃/小时。
优选地,在强制流动下进行还原型辅酶Q10的结晶为了抑制过饱和的发生和影响成核现象以及顺利地使晶体成长,或就改善质量来说,优选该流动受到每单位体积搅拌所需要的功率的影响,一般不少于大约0.01kW/m3,优选不少于大约0.1kW/m3,以及更优选不少于大约0.3kW/m3。一般通过搅拌桨叶的旋转提供上述的强制流动。然而如果要实现上述流动,并不总是必须利用搅拌桨叶。例如,可利用液体循环等方法。
为了在结晶步骤中抑制过饱和的发生和影响成核现象以及顺利地使晶体成长,优选加入晶种。
结晶浓缩物可根据结晶溶剂的种类以及结晶的方法而变化,因此不能绝对地加以规定。例如,还原型辅酶Q10的重量相对于结晶完成时结晶溶剂的重量不超过大约15w/w%,优选不超过大约13w/w%,以及更优选不超过大约10w/w%。就生产率来说,下限一般不低于大约1w/w%,优选不低于大约2w/w%,以及更优选地不低于大约5w/w%。一般可在大约5至大约10w/w%有利地进行结晶。
可例如通过固液分离技术,例如离心、压滤,或真空过滤,必要时紧随滤饼洗涤来回收作为湿产物的如此获得的还原型辅酶Q10的晶体。此外,也可通过在用惰性气体内部清洗的减压干燥器(真空干燥器)中进一步使湿产品带电和在减压下进行干燥而回收作为干燥产品。回收干燥的形式是优选的。
然后,现在描述在本发明的纯化方法中所使用的还原型辅酶Q10的油。如上文所描述的,还原型辅酶Q10的油可以是通过还原已经存在的氧化型辅酶Q10的油而获得的还原型辅酶Q10的油、由熔化还原型辅酶Q10的晶体所产生的油、或通过在不低于熔化温度的温度下浓缩包含还原型辅酶Q10的溶液而获得的油。当然,通过在低于熔化温度的温度下浓缩由上述还原法所产生的包含还原型辅酶Q10的溶液而获得的油也是可利用的。
不特别限制用于获得还原型辅酶Q10的油的包含还原型辅酶Q10的有机相,但是为了抑制包括不需要的氧化的副反应从而获得高品质的还原型辅酶Q10的油,优选溶液是在具有针对这种氧化作用的高保护效应的溶剂中,即在至少一种选自烃类、脂肪酸酯、醚和腈的溶剂中。其中,烃类和脂肪酸酯是优选作为溶剂的。烃类是更优选的,而庚烷是最优选的。包含还原型辅酶Q10的有机相可以是上述的溶液或通过以常规方式浓缩溶液而获得的浓缩物。
在浓缩包含还原型辅酶Q10的有机相中,在等于或高于包括还原型辅酶Q10作为主要成分的浓缩物熔化温度的温度下进行所述有机相的浓缩,因此可完全地或几乎完全地馏出共存的溶剂。因而,可获得完全地或几乎完全地除去溶剂的还原型辅酶Q10的油产物。当熔化温度是宽泛的,只要该温度不低于开始熔化的温度就是适用的。
在本发明的实施中,用于获得还原型辅酶Q10的油的上述浓缩物的温度可根据共存的有机溶剂的数量而变化,因此不能绝对地加以规定。然而例如优选地不低于大约40℃,更优选地不低于大约45℃,更优选地不低于大约48℃,特别优选地不低于大约50℃,而最优选地大约60℃。一般可在大约40至大约140℃,优选大约40至大约100℃,以及更优选地大约50至大约80℃的范围内有利地进行浓缩,尽管该温度取决于溶剂的种类及其数量。在常压下或在减压下进行浓缩。
上述的方法使得通过完全地馏出有机溶剂而没有任何搅拌干扰有利地获得还原型辅酶Q10的油产物成为可能,甚至当有机相中还原型辅酶Q10的纯度是例如,以重量计不低于大约80%,以重量计优选地不低于大约90%,以及更优选地以重量计不低于95%。
当通过馏出溶剂获得还原型辅酶Q10的油时,还原型辅酶Q10的油中溶剂的含量一般以重量计不高于该油的全部重量的大约10%,优选地以重量计不高于大约5%,以及更优选地以重量计不高于大约2%。
如上所述,可通过本发明的具有优良可操作性的方法有效地除去保留在还原型辅酶Q10中的水溶性杂质,特别是还原剂和/或来源于该还原剂的杂质。
通过本发明的纯化方法可获得的还原型辅酶Q10产物具有极高的品质,并且预期还原型辅酶Q10中所含有的水溶性杂质的重量是0.15%或更低,优选是0.10%或更低,或更优选地是0.08%或更低。
实现本发明的最佳方式
下列实施例进一步详细地说明了本发明。然而这些实施例决不限制本发明的范围。
在实施例中,通过HPLC确定L-抗坏血酸的含量,并且通过用于确定钠含量的离子色谱法来确定硫代硫酸钠和硫代硫酸钠衍生的杂质含量,其中所述的钠含量随后被转变为硫代硫酸钠的含量。然而可以理解的是,所显示的还原剂和/或还原剂衍生的杂质含量决不表示限制通过本发明的方法对还原型辅酶Q10进行的纯化。
(生产实施例1)
将氧化型辅酶Q10(100g)和60g L-抗坏血酸加入1000g乙醇,在78℃搅拌而进行还原反应。30个小时后,使混合物冷却至50℃,保持相同温度的同时加入400g乙醇和100g水。使该乙醇溶液(包含100g还原型辅酶Q10)在10℃/小时的冷却速率下搅拌(搅拌功率:0.3kW/m3)冷却至2℃,从而获得白色匀浆。在减压下过滤所获得的匀浆,在减压下干燥湿的晶体(20至40℃,1至30mmHg)以产生101g的干燥白色晶体(包含3.2%的L-抗坏血酸和0.36%的草酸)。除了干燥外,所有的操作都在氮保护气氛中在减压下进行。
(实施例1和比较实施例1)
将在生产实施例1中获得的10克份的还原型辅酶Q10晶体(包含3.2%的L-抗坏血酸和0.36%的草酸)分别加入每一份乙醇含量不同的190g含水乙醇溶液以产生匀浆。在25℃搅拌每一匀浆10分钟。在减压下过滤该匀浆,在减压下干燥湿的晶体(20至40℃,1至30mmHg)以产生干燥的白色晶体。如此获得的晶体中保留的L-抗坏血酸和草酸的含量和还原型辅酶Q10的回收百分比如表1所示:除了干燥外,所有的操作都在氮保护气氛中在减压下进行。
作为比较实施例1,也显示了在上述实施例1中加入190g水代替190g乙醇所获得的结果。在比较实施例1中,液体特性是极差的,例如晶体附着于壁的表面,并且很难进行放电操作。
表1
乙醇的含量(%) | L-抗坏血酸的含量(%) | 草酸的含量(%) | 还原型辅酶Q10的回收百分比(%) | |
实施例1 | 10 | 0.07 | 0.05 | 99 |
30 | 0.06 | 0.03 | 99 | |
50 | 0.06 | 0.02 | 99 | |
90 | 0.05 | 0.04 | 97 | |
比较实施例1 | 0 | 0.18 | 0.15 | 97 |
(实施例2)
将在生产实施例1中所获得的10克份的还原型辅酶Q10晶体(包含3.2%的L-抗坏血酸和0.36%的草酸)加入190g的乙醇以产生匀浆,在2℃搅拌10分钟。在减压下过滤该匀浆,并且在减压下干燥湿的晶体(20至40℃,1至30mmHg)以产生干燥的白色晶体。除了干燥外,所有操作都在氮保护气氛中在减压下进行。在该情况下,晶体中保留的L-抗坏血酸含量是0.06%,而草酸的含量是0.07%,还原型辅酶Q10的回收百分比是96%。
(实施例3和比较实施例2)
将在生产实施例1中所获得的10克份的还原型辅酶Q10晶体(包含3.2%的L-抗坏血酸和0.36%的草酸)在60℃转化为油的形式。向其中加入190g的30%(以重量计)含水乙醇溶液,在相同温度搅拌该混合物10分钟。此后使该混合物冷却至25℃而使油转化为晶体。在减压下过滤所得到的匀浆,并且在减压下干燥湿的晶体(20至40℃,1至30mmHg)以产生干燥的白色晶体。如此获得的晶体中保留的L-抗坏血酸和草酸的含量以及还原型辅酶Q10的回收百分比如表2所示。除了干燥外,所有操作都在氮保护气氛中在减压下进行。
作为比较实施例2,也显示了在上述实施例3中加入190g水代替190g乙醇所获得的结果。在比较实施例2中,液体特性是极差的,例如还原型辅酶Q10的油不是均一分散的,并且冷却后,晶体附着于搅拌桨叶,且很难进行放电操作。
表2
乙醇的含量(%) | L-抗坏血酸的含量(%) | 草酸的含量(%) | 还原型辅酶Q10的回收百分比(%) | |
实施例3 | 30 | 0.02 | 0.03 | 99 |
比较实施例2 | 0 | 0.43 | 0.19 | 97 |
(实施例4)
将在生产实施例1中获得的10克份的还原型辅酶Q10晶体(包含3.2%的L-抗坏血酸和0.36%的草酸)加入190g的30%(以重量计)丙酮水溶液,在25℃搅拌10分钟以产生匀浆。在减压下过滤该匀浆,在减压下干燥湿的晶体(20至40℃,1至30mmHg)以产生干燥的白色晶体。除了干燥外,所有操作都在氮保护气氛中在减压下进行。在该情况下,晶体中保留的L-抗坏血酸含量是0.09%,而草酸的含量是0.04%,还原型辅酶Q10的回收百分比是99%。
(生产实施例2)
于25℃将氧化型辅酶Q10(100g)溶解于1000g的庚烷。向其逐步加入含水的溶液,通过将1000ml水加入100g的硫代硫酸钠(纯度至少为75%),搅拌溶解(搅拌功率为0.3kW/m3)来制备还原剂,并且在25℃和pH 4至6进行还原反应。反应2小时后,持续搅拌(搅拌功率为0.3kW/m3),以10℃/小时的冷却速率使混合物冷却至2℃,从而获得白色匀浆。上述所有操作都在氮保护气氛中进行。在减压下过滤所得到的匀浆,并且在减压下(20至40℃,1至30mmHg)干燥湿的晶体以产生95g干燥的白色晶体(包含1.0%的硫代硫酸钠和完全根据硫代硫酸钠所表示的硫代硫酸钠衍生的杂质)。除了干燥外,所有操作都在氮保护气氛中在减压下进行。
(实施例5和比较实施例3)
通过与实施例1中相同的方式搅拌1小时来纯化在生产实施例2中获得的10克份的还原型辅酶Q10晶体(包含1.0%的硫代硫酸钠和完全根据硫代硫酸钠表示的硫代硫酸钠衍生的杂质)。如此获得的结晶中保留的硫代硫酸钠和硫代硫酸钠衍生的杂质的总量以及还原型辅酶Q10的回收百分比如表3所示。
作为比较实施例3,也显示了在上述实施例5中加入190g水代替190g乙醇所获得的结果。在比较实施例3中,液体特性是极差的,例如晶体附着于壁的表面,并且很难进行放电操作。
表3
乙醇的含量(%) | 还原型辅酶Q10中保留的连二亚硫酸钠和连二亚硫酸钠衍生的杂质的总量(%) | 还原型辅酶Q10的回收百分比(%) | |
实施例5 | 30 | 0.08 | 99 |
比较实施例3 | 0 | 0.18 | 97 |
(实施例6和比较实施例4)
将在生产实施例2中获得的10克份的还原型辅酶Q10晶体(包含1.0%的硫代硫酸钠和完全根据硫代硫酸钠表示的硫代硫酸钠衍生的杂质)于60℃在30%的(以重量计)含水乙醇溶液中搅拌1小时。此后,在相同温度除去水相以产生还原型辅酶Q10的油。将该油滴到在其上涂布有还原型辅酶Q10固有(own)晶体的平板(40℃)上以产生半球形固体。如此获得的固体中所保留的硫代硫酸钠和硫代硫酸钠衍生的杂质的总量以及还原型辅酶Q10的回收百分比如表4所示。
作为比较实施例4,也显示了在上述实施例5中加入190g水代替190g乙醇所获得的结果。在比较实施例4中,还原型辅酶Q10的油不是均一分散的,并且液体特性极差。
表4
乙醇的含量(%) | 还原型辅酶Q10中保留的连二亚硫酸钠和连二亚硫酸钠衍生的杂质的总量(%) | 还原型辅酶Q10的回收百分比(%) |
实施例6 | 30 | 0.15 | 99 |
比较实施例4 | 0 | 0.35 | 97 |
(参考实施例1)
将1克份的还原型辅酶Q10(还原型辅酶Q10/氧化型辅酶Q10重量比为99.6/0.4)于25℃分别溶于在表5中列举的每一不同的20g溶剂中。在空气中于25℃搅拌24小时后,确定每种溶液中还原型辅酶Q10/氧化型辅酶Q10的重量比。如此获得的结果显示在表5中。
表5
R | |
庚烷 | 9 9.1/0.9 |
己烷 | 9 8.7/1.3 |
甲苯 | 9 8.8/1.2 |
氯仿 | 9 8.9/1.1 |
乙酸乙酯 | 9 8.9/1.1 |
甲基叔丁基醚 | 9 8.6/1.4 |
四氢呋喃 | 9 8.5/1.5 |
R:还原型辅酶Q10/氧化型辅酶Q10的重量比
(参考实施例2)
将1克份的还原型辅酶Q10(还原型辅酶Q10/氧化型辅酶Q10重量比为99.6/0.4)于35℃分别溶于在表6中列举的每一不同的100g溶剂中。在空气中于35℃搅拌24小时后,确定每种溶液中还原型辅酶Q10/氧化型辅酶Q10的重量比。如此获得的结果显示在表6中。
表6
溶剂 | R |
庚烷 | 9 6.7/3.3 |
乙酸乙酯 | 9 6.4/3.6 |
乙腈 | 9 6.0/4.0 |
R:还原型辅酶Q10/氧化型辅酶Q10的重量比
工业实用性
具有在上文中所述组成的本发明使通过具有优良可操作性的方法便利且有效地纯化还原型辅酶Q10成为可能。本发明的方法适合于工业规模的生产,并且由此可获得高品质的还原型辅酶Q10。
Claims (19)
1.一种纯化还原型辅酶Q10的方法,包括用水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂洗涤还原型辅酶Q10的晶体和/或油,从而从还原型辅酶Q10的晶体和/或油除去水溶性杂质。
2.根据权利要求1的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中在还原型辅酶Q10的晶体和/或油是分散在水溶性的有机溶剂或由水溶性的有机溶剂和水组成的混合溶剂中的分散体系状态时,进行对还原型辅酶Q10的晶体和/或油的洗涤。
3.根据权利要求2的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的分散体系是在强制流动的状态下产生的。
4.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的水溶性有机溶剂包括至少一种选自醇、酮、醚或腈的有机溶剂。
5.根据权利要求4的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的水溶性有机溶剂是乙醇。
6.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中用由有机溶剂和水组成的混合溶剂进行洗涤。
7.根据权利要求6的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中用水溶性有机溶剂含量不少于5w/w%的混合溶剂进行洗涤。
8.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的水溶性杂质是用于将氧化型辅酶Q10转化成还原型辅酶Q10的还原剂和/或来源于该还原剂的杂质。
9.根据权利要求8的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的还原剂和/或来源于还原剂的杂质是连二亚硫酸或其盐和/或来源于连二亚硫酸或其盐的杂质。
10.根据权利要求8的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的还原剂和/或来源于还原剂的杂质是抗坏血酸或其相关化合物和/或来源于抗坏血酸或其相关化合物的杂质。
11.根据权利要求10的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的来源于抗坏血酸或其相关化合物的杂质是草酸。
12.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中当根据还原型辅酶Q10的重量相对于洗涤完成时溶剂的重量进行表示时,洗涤期间还原型辅酶Q10的浓度不高于30w/w%。
13.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中还原型辅酶Q10以晶体的形式存在。
14.根据权利要求13的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的洗涤温度不高于50℃。
15.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中还原型辅酶Q10以油的形式存在,并且洗涤温度不低于还原型辅酶Q10的熔解温度。
16.根据权利要求15的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中所述的洗涤温度不低于40℃。
17.根据权利要求15的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中通过在从还原型辅酶Q10的油除去杂质后冷却所获得的溶液来回收还原型辅酶Q10的晶体。
18.根据权利要求15的纯化还原型辅酶Q10的方法,其中通过在从所述的油除去杂质后将晶种与所获得的还原型辅酶Q10的油接触来回收还原型辅酶Q10的晶体。
19.根据权利要求1至3中任何一项纯化还原型辅酶Q10的方法,其中在去氧的气氛中纯化还原型辅酶Q10。
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