CN106868534A - 纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法 - Google Patents

纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，以纯金为反应电极，以纳米钯为催化剂，先用鹅去氧胆酸在氢氧化钠溶液中通过电催化反应制得含3α‑7‑酮基‑5β‑胆烷酸的溶液；电催化采用3～9V直流电源，电催化过程中缓慢加入双氧水溶液；接着用氢氧化钠溶液将pH值调至10～10.5，继续电催化，此过程中缓慢加入硼氢化钠溶液，反应2～4h断电即得含熊去氧胆酸的溶液，结晶精制得到精品熊去氧胆酸。本发明反应条件温和；应用较稳定的氧化剂还原剂，易于操作控制；催化剂和电极可以循环使用，成本投入低，收益回报高；本发明制备所需时间段，只需最后一步进行结晶精制，效率高。

Description

纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法
技术领域
本发明的实施方式涉及熊去氧胆酸的制备方法，更具体地，本发明的实施方式涉及采用纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法。
背景技术
熊去氧胆酸(3α，7β-二羟基-5β-胆烷酸，简称UDCA)是中药熊胆的主要成分，曾主要用于治疗胆石疾病。近年来，国外报道了UDCA在治疗各种急性、慢性肝病中的应用。新的研究表明，UDCA不仅对于治疗原发性胆汁性肝硬化、原发性硬化性胆管炎、慢性活动性肝炎具有良好疗效，还可用于治疗慢性肝炎和肝移植后排斥反应。
熊去氧胆酸与鹅去氧胆酸、牛羊胆酸的分子式相同，立体结构不同，化学上把这两种化合物的结构关系称为同分异构体。最早的提取工艺是直接从熊胆汁中提取。后来发明了另一种工艺：以鹅去氧胆酸(简称CDCA)为原料合成UDCA。现在大多数是采用醇+金属钠体系进行氢化还原反应，此体系在进行氢化还原反应时立体选择性较差，产率低，或者是采用光化学法催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸能够得到较高的收率，但制备过程复杂，所需时间长，并且目前利用鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法依然很少，原料较单一，难以应对市场变化。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，这种新的方法使用的原材料与其它现有方法不同，且能够通过简单的操作步骤合成纯度较高的熊去氧胆酸。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，包括以下步骤：
(1)反应电极和催化剂的选择
选择金含量≥99.9％的纯金制作反应电极；
选择平均粒径为4～6nm、钯含量≥99.9％的纳米钯作为催化剂；
(2)鹅去氧胆酸制备3α-7-酮基-5β-胆烷酸
将鹅去氧胆酸加入氢氧化钠溶液中，鹅去氧胆酸与氢氧化钠的摩尔比为1:1，常温搅拌至完全溶解，用稀盐酸调pH值至7～7.5，配制成鹅去氧胆酸质量分数为1％的溶液；
按照催化剂与鹅去氧胆酸的摩尔比为4.5×10-4～5.0×10-4:1称取催化剂，投入鹅去氧胆酸溶液中，常温搅拌使之成为悬浮液；
将反应电极插入上述悬浮液中，通入3～9V直流电源，保持通电2～4h，在此过程中，向上述悬浮液中缓慢加入浓度为27％～30％的双氧水溶液，每1mol鹅去氧胆酸对应使用245～255ml该双氧水溶液，反应完成后，断开电源，即得含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液；
(3)3α-7-酮基-5β-胆烷酸还原为熊去氧胆酸
用氢氧化钠溶液调节所述含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液的pH值至10～10.5，常温搅拌并接通3～9V直流电源，维持2～4h，此过程中向含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液中缓慢加入质量分数为10％的硼氢化钠溶液，每1mol鹅去氧胆酸对应使用950～1050ml该硼氢化钠溶液，反应完成后，断开电源，即得含熊去氧胆酸的溶液；
(4)结晶精制
将所述含熊去氧胆酸的溶液过滤回收催化剂钯，所得滤液用稀盐酸调pH值至2～3，析出熊去氧胆酸沉淀，再次过滤得到粗品熊去氧胆酸；
用丙酮重结晶粗品熊去氧胆酸得到精品熊去氧胆酸。
上述纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法中，步骤(2)和步骤(3)所述搅拌的速度为20Hz。
上述纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法中，步骤(3)所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1％。
上述纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法中，步骤(4)所述丙酮重结晶的操作方法是：向粗品熊去氧胆酸中加入2倍体积的丙酮，升温回流1h后缓慢降温至0～5℃析出熊去氧胆酸晶体，结晶5小时，过滤即得精品熊去氧胆酸。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明在常温反应并且采用低压直流电，反应条件温和；本发明反应中应用较稳定的氧化剂还原剂，易于操作控制；本发明催化剂和电极可以循环使用，成本投入低，收益回报高；本发明制备所需时间短，只需最后一步进行结晶精制，效率高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
首先选择金含量≥99.9％纯金电极作为反应电极，并且选择平均粒径在5nm左右、钯含量≥99.9％的纳米钯颗粒作为催化剂，该反应电极和催化剂应用于以下各实施例。
实施例1
准确称取39.2g(0.1mol)的鹅去氧胆酸加入含0.1mol的氢氧化钠的碱性溶液中，常温搅拌至溶解完全，稀盐酸调pH值至7，配制成鹅去氧胆酸质量分数为1％的溶液。称取5mg催化剂，投入鹅去氧胆酸溶液中，常温下维持20Hz搅拌，使之成为悬浮液。将反应电极插入上述悬浮液中，通入6V直流电源，4h内，向上述悬浮液中缓慢加入质量浓度为30％的双氧水溶液25ml；反应完成后，断开直流电源，制得含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液。
用1％浓度氢氧化钠溶液调节含3α-7-酮基-5β-胆烷酸溶液的pH值至10.5；常温下维持20Hz搅拌，接通6V直流电源，4h内，向上述悬浮液中缓慢加入质量分数10％的硼氢化钠溶液100mL；反应完成后，断开直流电源，制得含熊去氧胆酸的溶液。
将含熊去氧胆酸的溶液过滤回收催化剂钯，所得滤液用稀盐酸调pH值至2，析出熊去氧胆酸沉淀，再次过滤得到粗品熊去氧胆酸40g；向粗品熊去氧胆酸中加入2倍体积丙酮，升温回流1h后缓慢降温至4℃析出熊去氧胆酸晶体，结晶5h，过滤得到熊去氧胆酸精品21.96g，高效液相色谱分析含量为99.7％。
实施例2
准确称取39.2g(0.1mol)的鹅去氧胆酸加入含0.1mol的氢氧化钠的碱性溶液中，常温搅拌至溶解完全，稀盐酸调pH值至7.5，配制成鹅去氧胆酸质量分数为1％的溶液。称取5mg催化剂，投入鹅去氧胆酸溶液中，常温下维持20Hz搅拌，使之成为悬浮液。将反应电极插入上述悬浮液中，通入8V直流电源，3h内，向上述悬浮液中缓慢加入质量浓度为29％的双氧水溶液25ml；反应完成后，断开直流电源，制得含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液。
用1％浓度氢氧化钠溶液调节含3α-7-酮基-5β-胆烷酸溶液的pH值至10；常温下维持20Hz搅拌，接通8V直流电源，3h内，向上述悬浮液中缓慢加入质量分数10％的硼氢化钠溶液100mL；反应完成后，断开直流电源，制得含熊去氧胆酸的溶液。
将含熊去氧胆酸的溶液过滤回收催化剂钯，所得滤液用稀盐酸调pH值至3，析出熊去氧胆酸沉淀，再次过滤得到粗品熊去氧胆酸39.9g；向粗品熊去氧胆酸中加入2倍体积丙酮，升温回流1h后缓慢降温至1℃析出熊去氧胆酸晶体，结晶5h，过滤得到熊去氧胆酸精品22.35g，高效液相色谱分析含量为99.7％。
实施例3
准确称取39.2g(0.1mol)的鹅去氧胆酸加入含0.1mol的氢氧化钠的碱性溶液中，常温搅拌至溶解完全，稀盐酸调pH值至7.5，配制成鹅去氧胆酸质量分数为1％的溶液。称取5mg催化剂，投入鹅去氧胆酸溶液中，常温下维持20Hz搅拌，使之成为悬浮液。将反应电极插入上述悬浮液中，通入3V直流电源，4h内，向上述悬浮液中缓慢加入质量浓度为27％的双氧水溶液25ml；反应完成后，断开直流电源，制得含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液。
用1％浓度氢氧化钠溶液调节含3α-7-酮基-5β-胆烷酸溶液的pH值至10.5；常温下维持20Hz搅拌，接通3V直流电源，4h内，向上述悬浮液中缓慢加入质量分数10％的硼氢化钠溶液100mL；反应完成后，断开直流电源，制得含熊去氧胆酸的溶液。
将含熊去氧胆酸的溶液过滤回收催化剂钯，所得滤液用稀盐酸调pH值至3，析出熊去氧胆酸沉淀，再次过滤得到粗品熊去氧胆酸39.8g；向粗品熊去氧胆酸中加入2倍体积丙酮，升温回流1h后缓慢降温至0℃析出熊去氧胆酸晶体，结晶5h，过滤得到熊去氧胆酸精品21.93g，高效液相色谱分析含量为99.8％。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (4)

1.一种纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)反应电极和催化剂的选择
选择金含量≥99.9％的纯金制作反应电极；
选择平均粒径为4～6nm、钯含量≥99.9％的纳米钯作为催化剂；
(2)鹅去氧胆酸制备3α-7-酮基-5β-胆烷酸
将鹅去氧胆酸加入氢氧化钠溶液中，鹅去氧胆酸与氢氧化钠的摩尔比为1:1，常温搅拌至完全溶解，用稀盐酸调pH值至7～7.5，配制成鹅去氧胆酸质量分数为1％的溶液；
按照催化剂与鹅去氧胆酸的摩尔比为4.5×10-4～5.0×10-4:1称取催化剂，投入鹅去氧胆酸溶液中，常温搅拌使之成为悬浮液；
将反应电极插入上述悬浮液中，通入3～9V直流电源，保持通电2～4h，在此过程中，向上述悬浮液中缓慢加入浓度为27％～30％的双氧水溶液，每1mol鹅去氧胆酸对应使用245～255ml该双氧水溶液，反应完成后，断开电源，即得含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液；
(3)3α-7-酮基-5β-胆烷酸还原为熊去氧胆酸
用氢氧化钠溶液调节所述含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液的pH值至10～10.5，常温搅拌并接通3～9V直流电源，维持2～4h，此过程中向含3α-7-酮基-5β-胆烷酸的溶液中缓慢加入质量分数为10％的硼氢化钠溶液，每1mol鹅去氧胆酸对应使用950～1050ml该硼氢化钠溶液，反应完成后，断开电源，即得含熊去氧胆酸的溶液；
(4)结晶精制
将所述含熊去氧胆酸的溶液过滤回收催化剂钯，所得滤液用稀盐酸调pH值至2～3，析出熊去氧胆酸沉淀，再次过滤得到粗品熊去氧胆酸；
用丙酮重结晶粗品熊去氧胆酸得到精品熊去氧胆酸。
2.根据权利要求1所述的纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，其特征在于步骤(2)和步骤(3)所述搅拌的速度为20Hz。
3.根据权利要求1所述的纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，其特征在于步骤(3)所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1％。
4.根据权利要求1所述的纳米钯电催化鹅去氧胆酸合成熊去氧胆酸的方法，其特征在于步骤(4)所述丙酮重结晶的操作方法是：向粗品熊去氧胆酸中加入2倍体积的丙酮，升温回流1h后缓慢降温至0～5℃析出熊去氧胆酸晶体，结晶5小时，过滤即得精品熊去氧胆酸。
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