CN106565948A - 一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，属于有机物合成技术领域。该方法以植物甾醇琥珀酸酯和聚乙二醇为原料，加热融化后，加入酸性催化剂，真空和高温条件下进行反应，反应后加溶剂溶解，碱中和，过滤，蒸出溶剂得到植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯。该方法的反应过程无溶剂，污染小，工艺简单，副产物少，产品分离纯化方便，生产成本低且产品质量高，适合于工业化生产。

Description

一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法

技术领域

本发明属于有机物合成技术领域，具体涉及一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，尤其涉及一种可用于食品和药物的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法。

背景技术

植物甾醇已被大量研究证实具有显著的降血酯，降胆固醇功能。但是，它不溶于水，在油相中的溶解度也相当有限，这一缺点限制了它的应用。多年来，人们一直试图将植物甾醇改性，以拓展其应用范围。自90年代初世界上许多国家已开始探索植物甾醇应用的途径，通过纯化、改性已开发出多种植物甾醇保健产品，其中将植物甾醇酯化为甾醇酯是通用的改性手段之一。2000年，美国FDA发布的健康公告称：植物甾醇酯能通过降低血中胆固醇水平而有助于减少冠心病的危险，每天从膳食中摄取3.4g植物甾醇酯能达到明显降低胆固醇的作用。酯化产物甾醇酯作为降血脂功能因子可广泛应用于乳制品、功能性食品、医药和化妆品中，同时可减少乳化剂的使用。大多食品中均可添加植物甾醇酯以改善营养价值，且又不影响食品本来的质构，扩大了植物甾醇酯的应用范围。

植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯是植物甾醇的水溶性衍生物，其在水中能完全溶解，可以制成不同的剂型，能大大提高植物甾醇的生物利用度，更容易被人体吸收，因此，植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯对于患有高胆固醇病症和冠心病的人群有重要作用。植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯由植物甾醇琥珀酸酯与聚乙二醇酯化反应而成。从结构上看，它既含有植物甾醇的亲酯基团，又含有聚乙二醇长链的亲水基团，因而具表面活性剂的性质。由于植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的两性性质及良好的水溶性，对亲酯性物质而言是很好的非离子表面活性剂与增溶剂，当其与难溶性药物形成胶束或乳剂时，将显著增加药物在胃肠中的吸收，从而提高生物利用度。因而，植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯作为增溶剂、吸收促进剂、乳化剂以及水难溶性和脂溶性药物传递系统的载体，如固体分散体、眼部给药的载体，鼻腔内给药的载体，将在医药、化妆品、饮料及食品工业等领域中得到广泛的应用。

目前的文献中关于植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法主要有以下几种：

美国专利US6191172B1和美国专利US2680749中提到此类化合物的合成方法：以甲苯为溶剂，使用三乙胺催化，反应后使用饱和食盐水洗涤反应液，蒸干甲苯，粗品溶于水后过滤除杂，将滤液冷冻干燥得产品。该方法使用毒性较大且难以除净的有机溶剂，处理方法也易残留三乙胺，使用的冷冻干燥难以产业化，且收率不足50%。

Dae-won Chung在其文章（J. Ind. Eng. Chem., Vol. 13, No. 3, (2007) 367-372，作者：Dae-won Chung and Young Tai Choi，文章题目：Synthesis and Solubilityof Hydrophilic Derivatives of β- Sitosterol。）中将得到的植物甾醇琥珀酸酯和聚乙二醇溶解于二氯甲烷，使用4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳化二亚胺催化得到植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯，该方法所用溶剂有一定毒性且易挥发，产生的副产物不易除去且成本较高，难于产业化。

以上文献中的方法都需要通过加入毒性较大的溶剂作为介质，一般为惰性有机溶剂，或者使用成本较高且引入难以去除的副产物的催化剂，后续分离过程较为复杂。在植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯作为食品，药物添加剂时，可能对其安全性产生不良影响，因此如何以简单的工艺，较低的成本合成高质量的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯日益受到人们的重视。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，该方法以简单的工艺和低廉的成本来合成高质量的水溶性植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯，反应过程无溶剂，污染小，不使用有毒催化剂，保证了产品的安全性。该制备方法不使用有毒溶剂，选用的催化剂也安全且容易去除。用本专利发明的方法得到的产物纯度高（≥94%），收率高（≥90%），在水中溶解度大，增强了植物甾醇的生物利用度，使其更容易被人体吸收。其技术方案如下：

本发明提供了一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，该方法包括：

以植物甾醇琥珀酸酯和聚乙二醇为原料，加热融化后，加入酸性催化剂，真空条件下于50-150℃不加任何溶剂直接进行反应，反应完成后加溶剂溶解，加碱中和用于除去体系中的酸性成分/酸性催化剂（酸性物质会影响产品稳定性）以保证产品稳定，过滤除去酸性催化剂以及中和酸性催化剂时生成的盐等杂质，分离溶剂后（无需其他纯化过程）得到高纯度的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯。

其中，本发明中的植物甾醇琥珀酸酯为各种植物甾醇琥珀酸酯或其混合物，具体可以采用市售产品。

其中，本发明中的聚乙二醇的分子量为400-2000。

其中，本发明中的反应真空度小于等于-0.04MPa。

其中，本发明中的反应时间小于24小时。

其中，本发明中的植物甾醇琥珀酸酯与聚乙二醇的摩尔比为1：0.5-2。

其中，本发明中的植物甾醇琥珀酸酯与酸性催化剂的摩尔比为1：0.1-4。

其中，本发明中的酸性催化剂采用常见的酸及酸式盐，基本均能直接添加在食品中，而中和后过滤即可除去，后处理简单，不会引入有毒物质。具体地，酸性催化剂选自硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠或磷酸二氢钠等。

其中，本发明中的植物甾醇琥珀酸酯与溶剂的重量比为1：4-20。

其中，本发明中的溶剂采用常见的醇、酮或酯等溶剂，无毒，有利于环保。具体地，溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯等。

其中，本发明中的加碱中和过程为：在溶剂溶解后的混合物中加入无机碱，无机碱的用量要求将混合物中的酸性成分/酸性催化剂除去，具体为植物甾醇琥珀酸酯摩尔数的1-10倍。进一步地，无机碱采用常见的无机碱，具体选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾或磷酸氢二钠等。

进一步地，本发明提供的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法具体包括：

以植物甾醇琥珀酸酯和聚乙二醇为原料，植物甾醇琥珀酸酯与聚乙二醇的摩尔比为1：0.5-2，加热融化后，加入酸性催化剂，植物甾醇琥珀酸酯与酸性催化剂的摩尔比为1：0.1-4，于50-150℃和真空度小于等于-0.04MPa条件下反应，反应完成后，降温在较高温度（如40-70℃）下加溶剂溶解，植物甾醇琥珀酸酯与溶剂的重量比为1：4-20，溶解后加无机碱进行中和，无机碱的用量为植物甾醇琥珀酸酯摩尔数的1-10倍，过滤，蒸出溶剂得到高纯度的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯。

本发明具有以下优点：

1、反应过程不使用有机溶剂，安全环保。

2、催化剂为常用酸及酸式盐，大部分可直接添加于食品中，且中和过滤即可除去，后处理简单。

3、真空状态下，反应产生的水能及时除去，有效推动反应正向移动，保证反应进行且使转化率提高。

4、由于转化率高（收率达90%以上），杂质少（纯度达94%以上），无需过多纯化，后处理简单。

5、制得的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯具有很好的水溶性，更容易被人体吸收，大大提高了植物甾醇的生物利用度，扩展了植物甾醇的应用范围。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

称取5.2克植物甾醇琥珀酸酯，10克聚乙二醇1000，投入三口瓶中，加热融化后，加入0.4克硫酸，在真空度小于-0.095MPa和120℃下反应8小时，反应结束后，降温至70℃，加60ml乙酸乙酯搅拌溶解，加入3克碳酸钠搅拌中和0.5小时，过滤，减压蒸出溶剂得植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯14.3g，得到的产品用HPLC检测纯度为97.1%，收率为95.2%。

实施例2：

称取5.2克植物甾醇琥珀酸酯，8克聚乙二醇600，投入三口瓶中，加热融化后，加入2克硫酸氢钠，在真空度小于-0.09MPa和100℃下反应10小时，反应结束后，降温至70℃，加55ml乙醇搅拌溶解，加入2.5克碳酸氢钠搅拌中和2小时，过滤，减压蒸出溶剂得植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯12.5g，得到的产品用HPLC检测纯度为95.7%，收率为94.7%。

实施例3：

称取5.2克植物甾醇琥珀酸酯，20克聚乙二醇2000，投入三口瓶中，加热融化后，加入0.4克硫酸，在真空度小于-0.085MPa和110℃下反应6小时，反应结束后，降温至70℃，加50ml丙酮搅拌溶解，加入3克碳酸钠搅拌中和0.5小时，过滤，减压蒸出溶剂得植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯24.1g，得到的产品用HPLC检测纯度为94.5%，收率为95.6%。

实施例4：

称取5.2克植物甾醇琥珀酸酯，15克聚乙二醇1000，投入三口瓶中，加热融化后，加入4克对甲苯磺酸，在真空度小于-0.08MPa和90℃下反应8小时，反应结束后，降温至70℃，加60ml丙酮搅拌溶解，加入4克碳酸氢钾中和2小时，过滤，减压蒸出溶剂得植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯18.6g，得到的产品用HPLC检测纯度为95.8%，收率为92.9%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

以植物甾醇琥珀酸酯和聚乙二醇为原料，加热融化后，加入酸性催化剂，真空条件下于50-150℃进行反应，反应完成后加溶剂溶解，加碱中和，过滤，分离溶剂后得到植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯。

2.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为400-2000。

3.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，反应真空度小于等于-0.04MPa。

4.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述植物甾醇琥珀酸酯与聚乙二醇的摩尔比为1：0.5-2。

5.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述植物甾醇琥珀酸酯与酸性催化剂的摩尔比为1：0.1-4。

6.根据权利要求1或5所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂选自硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠或磷酸二氢钠。

7.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述植物甾醇琥珀酸酯与溶剂的重量比为1:4-20。

8.根据权利要求1或7所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯。

9.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述加碱中和过程为：

在溶剂溶解后的混合物中加入无机碱，所述无机碱的用量为植物甾醇琥珀酸酯摩尔数的1-10倍，所述无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾或磷酸氢二钠。

10.根据权利要求1所述的植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

以植物甾醇琥珀酸酯和聚乙二醇为原料，所述植物甾醇琥珀酸酯与聚乙二醇的摩尔比为1：0.5-2，加热融化后，加入酸性催化剂，所述植物甾醇琥珀酸酯与酸性催化剂的摩尔比为1：0.1-4，于50-150℃和真空度小于等于-0.04MPa条件下反应，反应完成后加溶剂溶解，所述植物甾醇琥珀酸酯与溶剂的重量比为1：4-20，溶解后加无机碱进行中和，所述无机碱的用量为植物甾醇琥珀酸酯摩尔数的1-10倍，过滤，蒸出溶剂得到植物甾醇聚乙二醇琥珀酸酯；

其中，所述酸性催化剂选自硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠或磷酸二氢钠；

其中，所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯；

其中，所述无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾或磷酸氢二钠。