CN105859813B - 一种从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物的方法，包括以下步骤：1)将固体下脚料溶于溶剂，加热搅拌，使其达到溶解平衡后，过滤下层固体，干燥得到甾体化合物固体，上层清液浓缩除去部分溶剂后得到清液；2)向清液中缓慢加入溶剂；搅拌后静置，分液除去下层油状物，得到上层乳状液；3)将上层乳状液静置，过滤，滤饼干燥后即可得到甾体化合物固体；4)将下层油状物溶于溶剂中，得到清液；5)将清液重复2)‑3)操作，每次得到的固体均与步骤1)和步骤3)所得到的固体合并得到甾体化合物。本发明具有下列特点：减少了生物发酵法生产雄烯二酮工艺中含油下脚料的排放量，减少了环境污染，同时增加了企业的经济效益。

Description

一种从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物 的工艺

技术领域

本发明属于甾体激素类原料药物的生产技术领域，具体涉及用一种或多种混合溶剂从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物的方法。

背景技术

雄烯二酮是甾体激素类药物不可替代的中间体，而甾体激素类药物是世界上仅次于抗生素类的第二大类药物。在相当长的一段时间里，薯蓣皂素是合成甾体药物的主要原料，世界上三分之二以上的甾体激素药物是以薯蓣皂素为基础原料生产的，因此，薯蓣皂素有“激素之母”之称。薯蓣皂素主要来自于黄姜，一般以皂苷的形式存在，直接经酸水解法获得皂素。黄姜，又名盾叶薯蓣，其生长对地域的选择性极强，在全世界的分布范围不广，产地主要集中在中国和墨西哥。中国产区主要集中在秦岭以南至武当山脉一带的汉江流域。依托资源优势，此地区建了很多皂素生产企业，且大多数集中在“南水北调”中线水源地的丹江口水库周围。由于提取皂素的工艺相对复杂，生产加工环节的“三废”污染非常严重，如果将这些污染物直接排放将产生难以测算的环境污染，但是国内大多数皂素生产厂家却没有有效地进行污水处理。因此，有“药用黄金”美誉的黄姜又被称为“废水之王”。为了维护“南水北调”中线水源地丹江库区生态环境，实现“一江清水送北京”的目标，丹江口地区的黄姜皂素企业全部被关停或整改。

由于从黄姜提取皂素污染严重，黄姜的种植减少，薯蓣皂素原料不仅资源不足，而且价格上涨，因此，甾体药物生产企业一直期盼用新的原料来提取皂素，生物发酵法应运而生。生物发酵法，是从油脚料(如油脂工业榨油残渣及脱臭馏出物)中提取的植物甾醇作为主要原料，利用微生物发酵选择性地降解植物甾醇侧链得到雄烯二酮发酵液，再通过提取、精制的步骤来生产雄烯二酮。该方法能替代复杂的多步化学合成法，缓解由于薯蓣皂素为原料造成的资源紧缺，目前已成为甾体药物生产行业的主导方向。但在该工艺的精制工段中会产生大量的含油下脚料(见图1)，厂家每生产2.3吨雄烯二酮将会产生不少于1吨的含油下脚料，这些含油下脚料中还含有约40％的甾体化合物(见表1)。若不及时处理，不仅使雄烯二酮在最后的精制工段的回收率降低了约15％，还会占用库房，给企业造成大量的积存压力；如果保存不善，造成流失，必然还会对大土壤、水体造成严重污染。目前还没有文献报道专门针对这种含油下脚料中的甾体化合物进行回收利用的工艺。为了解决生产企业紧迫的这一技术难题，本发明主要针对精制工段中产生的含油下脚料进行了深度回收再利用的工艺摸索和优化，不仅大大减少了下脚料的排放量，减少了环境污染，同时还能为企业带来可观的经济效益。

表1.下脚料的主要成分(w/w)

发明内容

本发明的目的是提供一种从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物的工艺，该工艺操作简便，所提取的甾体化合物回收率高，且溶剂可重复利用，既减少了下脚料的排放量，减少了环境污染，又能提高企业的经济效益。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)将固体下脚料溶于溶剂，加热搅拌，使其达到溶解平衡后，过滤下层固体，干燥得到甾体化合物固体，上层清液浓缩除去部分溶剂后得到清液，溶剂循环利用；

2)向步骤1)所得清液中缓慢加入溶剂；搅拌后静置1-24h，分液除去下层油状物，得到上层乳状液；

3)将步骤2)所得上层乳状液静置，过滤，滤饼干燥后即可得到甾体化合物固体；

4)将步骤2)所得下层油状物溶于溶剂中，得到清液；

5)将步骤4)所得清液重复2)-3)操作，每次得到的固体均与步骤1)和步骤3)所得到的固体合并得到甾体化合物。

按上述方案，步骤1)和步骤4)所述的溶剂为脂肪族醇类，脂肪族酮类或脂肪族酯类溶剂。

按上述方案，所述的脂肪族醇类为甲醇，乙醇或异丙醇，所述的脂肪族酮类为丙酮，所述的脂肪族酯类为乙酸乙酯。

按上述方案，步骤2)所述的溶剂为水、正己烷或环己烷。

按上述方案，步骤1)所述的固体下脚料与溶剂的比例为1:10-2:1(g/mL)。

按上述方案，步骤1)中的操作温度为0-90℃。

按上述方案，步骤2)所述的清液与溶剂的体积比为1:10-2:1(V/V)。

按上述方案，步骤4)所述的下层油状物与溶剂的体积比为1:10-2:1(V/V)。

本发明具有下列特点：

1)本发明从难回收利用的含油下脚料中回收甾体化合物，大大减少了生物发酵法生产雄烯二酮工艺中含油下脚料的排放量，减少了环境污染，同时增加了企业的经济效益；

2)本发明利用甾体化合物和豆油的极性差异以及在醇中的溶解度差异，将含油下脚料中的绝大部分豆油除掉，同时回收大部分甾体化合物；

3)然后利用甾体化合物与豆油在醇/水体系中析出的顺序不同，进一步从豆油的醇溶液中回收甾体化合物，该方法处理量大，所使用的溶剂易回收循环利用；

4)含油下脚料中甾体化合物的回收率高，可达到60％以上。

附图说明

图1为现有发酵生产工艺简图；

图2为甾体化合物的结构式。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本发明的限制，试剂均是国药集团提供的分析纯或化学纯。

本发明所述的甾体化合物是4AD(又称雄烯二酮)和BA的混合物(其结构式见图2)。

实施例1

取5.0g固体下脚料，加入15mL甲醇，升温至50℃，搅拌使其达到溶解平衡，过滤，干燥滤饼得到甾体化合物P1。然后浓缩上层清液，除去一部分甲醇，得到约8mL清液，向其中慢慢滴加水(约8mL)至溶液出现少许浑浊，静置1-24h，分层，分液除去下层油状物，将上层乳状液静置过夜，析出固体，过滤，干燥滤饼得到甾体化合物P2。向下层油状物中先加入甲醇(10mL)溶解，再加入水(10mL)析出沉淀，过滤，干燥滤饼，得到甾体化合物P3。合并产品即可得到淡黄色甾体化合物(1.5g)。经HPLC分析，甾体化合物中雄烯二酮的纯度为75％，甾体化合物回收率为72％。

实施例2

取50.0g固体下脚料，加入200mL乙醇，室温搅拌使其达到溶解平衡，过滤，干燥滤饼得到甾体化合物P1。然后浓缩上层清液，除去一部分乙醇，得到约100mL清液，向其中慢慢滴加水(约120mL)至溶液出现少许浑浊，静置1-24h，分层，分液除去下层油状物，将上层乳状液静置过夜，析出固体，过滤，干燥滤饼得到甾体化合物P2。向下层油状物中先加入乙醇(100mL)溶解，再加入水(100mL)析出沉淀，过滤，干燥滤饼，得到甾体化合物P3。合并产品即可得到淡黄色甾体化合物(10.2g)。经HPLC分析，甾体化合物中雄烯二酮的纯度为88％，甾体化合物回收率为58％。

实施例3

取5.0g固体下脚料，加入25mL乙酸乙酯，升温至30℃，搅拌使其达到溶解平衡，过滤，干燥滤饼得到甾体化合物P1。然后浓缩上层清液，除去一部分乙酸乙酯，得到约15mL清液，向其中慢慢滴加环己烷(约20mL)至溶液出现少许浑浊，静置1-24h，分层，分液除去下层油状物，将上层乳状液体静置过夜，析出固体，过滤，干燥滤饼得到甾体化合物P2。向下层油状物中先加入乙酸乙酯(20mL)溶解，再加入环己烷(20mL)析出沉淀，过滤，干燥滤饼，得到甾体化合物P3。合并产品即可得到淡黄色甾体化合物(1.3g)。经HPLC分析，甾体化合物中雄烯二酮的纯度为78％，甾体化合物回收率为65％。

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但是，本发明的实施方式并不局限于此，但凡对本发明的各种等价形式的修改替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从生物发酵法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）将固体下脚料溶于溶剂，加热搅拌，使其达到溶解平衡后，过滤下层固体，干燥得到甾体化合物固体，上层清液浓缩除去部分溶剂后得到清液，溶剂循环利用；所述的溶剂为脂肪族醇类，脂肪族酮类或脂肪族酯类溶剂；

2）向步骤1）所得清液中缓慢加入溶剂；搅拌后静置1 -24 h，分液除去下层油状物，得到上层乳状液；所述的溶剂为水、正己烷或环己烷；

3）将步骤2）所得上层乳状液静置，过滤，滤饼干燥后即可得到甾体化合物固体；

4）将步骤2）所得下层油状物溶于溶剂中，得到清液；所述的溶剂为脂肪族醇类，脂肪族酮类或脂肪族酯类溶剂；

5）将步骤4）所得清液重复2）-3）操作，每次得到的固体均与步骤1）和步骤3）所得到的固体合并得到甾体化合物。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的脂肪族醇类为甲醇，乙醇或异丙醇，所述的脂肪族酮类为丙酮，所述的脂肪族酯类为乙酸乙酯。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤1）所述的固体下脚料与溶剂的比例为1:10-2:1，g/mL。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤1）中的操作温度为0-90℃。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤2）所述的清液与溶剂的体积比为1:10-2:1（V/V）。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤4）所述的下层油状物与溶剂的体积比为1:10-2:1（V/V）。