CN104892370A - 一种还原型辅酶q10的制备方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种还原型辅酶Q10的制备方法

技术领域

本发明涉及辅酶Q10，具体地说是一种利用氧化型辅酶Q10制备还原型辅酶Q10的方法。

背景技术

辅酶Q10(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Q10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。临床研究表明：辅酶Q10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。

已知辅酶Q10有氧化型和还原型两种形态，结构式如下所示：

其中只有还原型辅酶Q10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Q10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。

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Q10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Q10的工业化生产具有深远的意义。

另外，还原型辅酶Q10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Q10的稳定化方法研究也显得越来越重要。

现有工业生产还原型辅酶Q10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Q10极易变质。

发明内容

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Q10制备成还原型辅酶Q10的方法。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种还原型辅酶Q10的制备方法，其特征在于，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。

所述的氧化型辅酶Q10与溶剂的质量/体积比优选为1g:15～30ml。

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。

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。

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。

所述氧化型辅酶Q10：氯化亚锡的质量比优选为1:0.3～0.4。

所述的持续搅拌时间优选为1～3h。

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℃，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Q10的制备。

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Q10被氧化。

本发明具有如下优点：

1、反应为均相反应，反应更充分、快速；

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；

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；

4、产品收率高(>90％)，纯度高(≥95％)，安全可靠，能用于食品、药品或化妆品等领域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明制备还原型辅酶Q10的方法如下：

1、将高纯度的氧化型辅酶Q10用醇类溶剂或混合溶剂溶解；

2、在50～70℃温度下搅拌溶解，并通氮气进行保护，搅拌速度为200～300rpm；

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；

4、持续搅拌，取样检测还原型辅酶Q10，反应完全后停止搅拌；

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Q10被氧化；

6、蒸馏除去烃类溶剂，用乙醇结晶抽滤得到纯度≥95％的还原型辅酶Q10，收率＞90％；

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℃，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。

实施例1

取10g氧化型辅酶Q10，加100ml正己烷，100ml乙醇，10ml蒸馏水，升温至50℃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Q10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Q10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。

实施例2

取20g氧化型辅酶Q10，加300ml乙醇，升温至50℃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Q10后，降温结晶得还原型辅酶Q10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。

实施例3

取10g氧化型辅酶Q10，加100ml环己烷，100ml甲醇，5ml蒸馏水，升温至60℃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Q10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Q10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。

实施例4

取20g氧化型辅酶Q10，加100ml正庚烷，200ml甲醇，5ml蒸馏水，升温至60℃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Q10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Q10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。

对比例

取10g氧化型辅酶Q10，加100ml正己烷，100ml乙醇，5ml蒸馏水，升温至60℃搅拌溶解，通氮气保护，投入锌粉4g，浓盐酸0.5ml，反应10h后才检测不到氧化型辅酶Q10，过滤，滤液加100ml正己烷搅拌萃取，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，最后蒸馏除去溶剂正己烷，加入100ml乙醇搅拌溶解后，降温结晶得还原型辅酶Q10纯度为90％，收率70％。下层水溶液直接当废液处理。

Claims (9)

1.一种还原型辅酶Q10的制备方法，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的还原型辅酶Q10的制备方法，其特征在于，所述的氧化型辅酶Q10与溶剂的质量/体积比为1g:15～30ml。

3.根据权利要求1或2所述的还原型辅酶Q10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Q10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Q10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Q10的制备方法，其特征在于，所述氧化型辅酶Q10：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Q10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Q10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℃，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Q10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。