CN108424407B - 一种从混合生育酚浓缩液中制备高含量d-γ-生育酚的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从混合生育酚浓缩液中制备高含量d‑γ‑生育酚单体的方法。目前的方法中，有的是用到大量有机溶剂，有的对设备要求过高，有的则收率偏低，不适用于工业化生产。本发明将混合生育酚浓缩液溶解于低极性有机溶剂中，通过硅胶制备色谱吸附，加入低极性的有机溶剂洗脱不吸附的杂质，然后利用不同浓度的洗脱剂梯度洗脱，分段收集回收溶剂后可获得混合生育酚含量≥90％，γ‑生育酚相对含量≥80％的单体产物。本发明能够实现利用混合生育酚浓缩液为原料通过一次硅胶柱色谱分离得到高含量γ‑生育酚单体，提取工艺简单，克服了传统工艺中溶剂回收套用困难，环境污染大、分离效率低等问题。

Description

一种从混合生育酚浓缩液中制备高含量d-γ-生育酚的方法

技术领域

本发明涉及天然VE的生产方法，特别是一种高含量d-γ-生育酚单体的制备方法。

背景技术

维生素E(Vitamin E，简称VE)，又名抗不育维生素，是生育酚和生育三烯酚以及具有d-α-生育酚活性衍生物的总称，广泛存在于动植物脂肪、脏器、植物油料和叶绿植物中。作为提取天然VE的原料，植物油脂的脱臭馏出物(DD油)是目前工业化提取的天然VE的主要来源。由于DD油中组份复杂，且天然VE各种同系物之间的结构差异极小，采用传统的分离方法往往只能得到混合生育酚，很难得到高纯度的天然VE及其各种同系物单体。而各生育酚同系物单体的生理活性、功能及抗氧化性又是有差别的，各种生育酚同系物单体的生物活性依次为：α-生育酚(活性假设为100)＞β-生育酚(活性为10-50)＞γ-生育酚(活性为10)＞δ-生育酚(活性为1)。抗氧化活性在体内差异不大，但是在体外，特别是在高温下其抗氧化能力依次为：δ-生育酚＞γ-生育酚＞β-生育酚＞α-生育酚，这点恰好与生理功能相反，所以有必要将其分离，开发不同的用途。例如d-α-生育酚由于其生物活性高可以作生命营养品补充剂，d-δ-生育酚由于其体外抗氧化活性高可以作为天然抗氧化剂使用。而最近多项研究表明，在抗炎症，免疫损伤及肿瘤等方面优于其它类型的生育酚，已经越来越受到研究者和消费者的注意。近年来也研究表明d-γ-生育酚具有抗肿瘤，抗炎症等作用。如公开文献Jiang Q，Ames B N.γ-Tocopherol，but not α-tocopherol，decreasesproinflammatory eicosanoids and inflammation damage in rats[J].The FASEBJournal，2003，17(8)：816-822；因此，从混合生育酚中直接分离纯化生育酚各个同系物具有研究意义和经济效益。如公开文献Jiang Q，Christen S，Shigenaga M K，et al.γ-Tocopherol，the major form of vitamin E in the US diet，deserves more attention[J].The American journal of clinical nutrition，2001，74(6)：714-722。

由于脱臭馏出物成分复杂、各成分之间性质比较相似，单独采用一种方法很难从中得到高纯度的天然VE及其同系物单体，必须先对原料进行预处理以拉大各组份的性质差异，然后利用各组份物理及化学性质的差异，使用相应的分离提取手段。

专利文献CN101220018A公开了一种采用四区八柱的模拟移动床系统，以正己烷等有机溶剂为流动相，硅胶为固定相的方法模拟VE在固定相和流动相间多次反复吸附、分离的方式分离得到维生素E的各种单体。由于此方法在各区间阀门切换时间上不易操作，溶剂的选择和回收上存在一定的困难，且对设备要求高，国内尚未有工业化分离天然VE的报道。

专利文献CN102432584A中公开了一种利用反相层析柱从混合生育酚分离制备天然VE的方法，该方法虽然可以实现利用较低含量的原料一次上柱分离得到3种天然VE的单体，但是该方法使用了成本高的反相层析硅胶，载样量低，分离成本高，且使用多种毒性较大的有机溶剂，溶剂回收套用复杂，工业化前景较低。

专利文献US2005131240A1中公开了一种利用离子交换树脂分离生育酚同系物尤其是d-γ与6生育酚单体的方法，但是该方法是以高含量的混合生育酚(含量90％左右)为起始原料，且用到两种有机溶剂溶解，溶剂耗量大，回收套用复杂，分离成本高，使该方法应用受到一定的限制。

专利文献US6867308B2中也公开了一种利用离子交换树脂及硅胶柱色谱分离生育酚同系物中d-γ-生育酚单体的方法，与专利文献US2005131240A1类似，离子交换树脂与硅胶柱色谱中均需要用到两种有机溶剂，溶解耗量大，d-γ-生育酚单体回收率低，分离成本高。

专利文献US4480108、US4602098及US4607111等根据混合生育酚中α、β、γ及δ4种单体的酯类衍生物进行脱酰反应的难易程度不同，采用脱酰反应与色谱分离或蒸馏相结合，现实各个生育酚同系物的分离。这类方法并不是直接以混合生育酚作为原料分离，而是发生化学反应，而且过程较为复杂，因此也不易工业化放大。

从上可以看到，目前关于天然VE中分离提纯得到的高纯度混合生育酚及生育酚同系物单体的专利文献较多，这些方法各有其有利的方面，但也存在许多缺陷，有的是用到大量有机溶剂，有的对设备要求过高，有的则收率偏低，不适用于工业化生产。

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，提供一种操作简便、成本低、易于工业化生产的d-γ-生育酚单体的方法。

为此，本发明采用以下技术方案实现：一种从混合生育酚浓缩液中制备高含量d-γ-生育酚单体的方法，以含量为50-95％的混合生育酚为原料，其中γ-生育酚相对含量≥50％，采用制备色谱分离γ-生育酚单体，经过一次制备色谱纯化得到总生育酚含量≥90％，其中d-γ-生育酚相对含量≥80％的产物，具体步骤如下：

1)上样：将作为原料的所述混合生育酚浓缩液与1号低极性有机溶剂混合以得到上样液，将上样液上制备色谱分离；上样之前先用所述1号低极性有机溶剂平衡柱子，所述1号低极性有机溶剂用量为柱容量的1-3倍；

2)梯度洗脱：上样后继续用上样用的所述1号低极性有机溶剂洗脱，所述1号低极性有机溶剂用量为柱容量的1-3倍，分段收集洗脱液I和洗脱液II；再依次用2号洗脱剂和3号洗脱剂梯度洗脱，其中，所述2号洗脱剂由所述1号低极性有机溶剂和4号高极性有机溶剂组成，所述3号洗脱剂由所述1号低极性有机溶剂和4号高极性有机溶剂组成，所述2号洗脱剂和所述3号洗脱剂用量分别为柱容量的1-5倍，继续收集洗脱液II并收集洗脱液III；

3)层析柱再生：再用所述4号高极性有机溶剂继续洗脱层析柱，所述4号高极性有机溶剂用量为柱容量的1-3倍，收集洗脱液IV。

本发明的技术方案中，优选地，收集大于等于流出液体积0％，小于流出液体积30％的流出物液为洗脱液I；收集大于等于流出液体积30％，小于流出液体积50％的流出物液为洗脱液II；收集大于等于流出液体积50％，小于流出液体积80％的流出物液为洗脱液III；收集大于等于流出液体积80％，小于等于流出液体积100％的流出物液为洗脱液IV。

真空回收上柱各个步骤收集的有机溶剂，此溶剂可套用，不同阶段的洗脱液得到不同的组份(这里不同的组份指的是溶剂洗脱后，然后按顺序接收不同的组分)，组份I中主要是脂肪酸甲酯、甾醇酯、脂肪烃及少量的d-α-生育酚等组份，组份II中主要得到的是大部分d-α-生育酚及少量d-γ-生育酚，组份III中主要是d-γ-生育酚组份，组份IV中主要是d-δ-生育酚、植物甾醇、色素等极性组份。(如图1所示)

本发明的技术方案中，优选地，步骤1)中，所述混合生育酚浓缩液的重量与所述1号低极性有机溶剂的体积的比例为0.5～2。

本发明的技术方案中，优选地，所述制备色谱中固定相为键合硅胶或者不定型硅胶。

本发明的技术方案中，优选地，所述键合硅胶的粒径为20～200μm，孔径为

形状为球型；所述不定型硅胶粒径为20～200μm，孔径为

本发明的技术方案中，优选地，步骤1)中，所述上样液中生育酚的质量为硅胶色谱填料的0.05-0.5倍

本发明的技术方案中，优选地，步骤1)中，所述上样液中生育酚的质量为硅胶色谱填料的0.1-0.3倍。

本发明的技术方案中，优选地，所述1号低极性有机溶剂选自正己烷、环己烷、正庚烷、石油醚中的一种。

本发明的技术方案中，优选地，所述4号高极性有机溶剂选自乙酸乙酯、异丙醇、乙醚、甲基叔丁基醚中的一种。

本发明的技术方案中，优选地，所述2号洗脱剂中所述4号高极性有机溶剂占所述2号洗脱剂的体积百分比为1-10％，所述3号洗脱剂中所述4号高极性有机溶剂占所述3号洗脱剂的体积百分比为10-30％。

本发明能够实现利用较低含量的原料通过制备色谱分离得到高含量的d-γ-生育酚单体，提取工艺简单，克服了传统工艺中溶剂回收套用困难，环境污染大、分离效率低等问题，降低不生产成本，易于大规模工业化生产。

进一步，步骤1)中，平衡色谱柱所需的低极性有机溶剂用量优选为1-3倍柱体积。低极性有机溶剂平衡色谱柱的主要目的是替换上次色谱柱再生中的强极性有机溶剂，该步骤平衡很关键，洗涤量太少容易导致色谱柱中残留强极性溶剂，影响色谱柱分离效果。而洗涤量太大溶剂单耗太大，影响效率，所以本发明优选冲洗溶剂量为1-3倍的柱体积。

进一步，步骤2)中，2号洗脱剂中高极性有机溶剂占混合溶剂的体积百分比在1-10％之间，3号洗脱剂中高极性有机溶剂占混合溶剂的体积百分比在10-30％之间。

进一步，步骤3)中用4号高极性洗脱剂洗脱硅胶上吸附的甾醇、色素等组分，从而使硅胶色谱柱再生，可用于下一个循环。

在本发明步骤2)中，通过控制混合溶剂中的高极性溶剂的浓度而选择性洗脱混合生育酚，由于生育酚的4种单体在硅胶填料上的吸附能力由大到小依次为δ＞γ和β＞α，所以可以通过控制洗脱溶剂的极性来达到分离d-γ-生育酚单体的目的。首先利用低极性洗脱剂1洗脱非极性的脂肪酸甲酯、甾醇酯、脂肪烃及少量的d-α-生育酚等组份；再依次利用2及3号混合洗脱剂，梯度洗脱d-α-生育酚、β/γ及少部分6生育酚，最后再利用4号高极性洗脱剂洗脱大部分d-δ-生育酚、植物甾醇及色素等高极性组份。理论上如果载样量合适，柱效高则可以利用生育酚上述性质分离出d-α-生育酚、γ、β-生育酚、δ-生育酚3种单体。而实际则要考虑成本、单耗及收率等综合因素，往往并不能完全分离出以上几种单体。

在本发明步骤2)中用2号洗脱剂，洗脱绝大部分d-α-生育酚及少量d-γ-生育酚被洗脱，收集这部分洗脱液后浓缩蒸馏后得到混合生育酚，再利用3号溶剂洗脱剩余的d-γ-生育酚组份，收集这部分流出液浓缩蒸馏后得到高含量的d-γ-生育酚单体，其中总生育酚≥90％，d-γ-生育酚相对含量≥80％。

本发明具有以下有益效果如下：1)采用中低压制备色谱进行分离提纯，提取工艺的步骤简单，一次上柱即可分离得到高含量的d-γ-生育酚单体，其中总VE含量均在90％及以上，且d-γ-生育酚相对含量也可达80％及以上，单体品质好、无固形物。2)本发明使用的吸附剂有机溶剂消耗低，溶剂经回收后可循环使用，而且整个分离是纯物理过程，不涉及到化学反应。3)采用本发明的工艺条件，对原料要求低，混合生育酚浓缩液可以来自如大豆、玉米、菜籽及棉籽油等油脂的脱臭流出物为原料，经过酯化醇解、冷析、结晶、蒸馏及层析等过程得到质量含量为50-95％的混合生育酚。本发明是一种很经济、易于大规模工业化生产的方法。

附图说明

图1表示本发明从混合生育酚浓缩液中制备高含量d-γ-生育酚单体的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

·仪器：中低压制备色谱系统(一般指压力≤2.0Mpa就是中低压，苏州利穗科技有限公司，EZ Purifier 100/200中压纯化系统)，不锈钢色谱柱

内装填300.0g由Fuji公司生产的“Chromatorex MB”系类非键合球型硅胶，柱体积650ml(1BV)，粒径40-75μm，孔径

加入少量环己烷，填装入层析柱，柱体积视为550ml(即1BV＝550ml)。用3倍于层析柱体积的环己烷(1650ml)洗脱压实平衡色谱柱，然后将75.0g混合生育酚浓缩液(总生育酚含量50.5％，其中γ-生育酚相对含量63.8％)(该混合生育酚原料来源于新昌制药厂)与75mL环己烷溶解上样，上样后继续用2BV环己烷洗脱，分段收集洗脱液I和洗脱液II；再依次用2BV 6％乙酸乙酯与环己烷的混合液洗脱(6∶94，v/v)，2BV 15％乙酸乙酯与环己烷的混合液洗脱(15∶85，v/v)收集洗脱液II和洗脱液III；接着用2BV乙酸乙酯洗脱得洗脱液IV，最后用3BV的环己烷平衡色谱柱，色谱柱可再生用于下一个循环。

合并洗脱液并减压回收洗脱液I、洗脱液II、洗脱液III及洗脱液IV中的有机溶剂后，分别相应地得到脂肪酸甲酯组份(I)、混合生育酚组份(II)、γ-生育酚组份(III)及植物甾醇(IV)等组份。γ-生育酚收率按以下公式(I)计算：

减压回收后得到γ-生育酚组份质量26.2g，总VE含量92.5％，γ-生育酚相对含量84.3％，γ-生育酚收率84.6％。

实施例2

仪器：中低压制备色谱系统(苏州利穗科技有限公司，EZ Purifier 100/200中压纯化系统)，不锈钢色谱柱

内装填300.0g SiliCycle“SiliaFlash”系类非键合球型硅胶，柱体积650ml(1BV)，粒径40-75μm，孔径

按照实施例1的方法进行色谱柱平衡。实施例1中色谱柱平衡后，再将50.0g混合生育酚浓缩液(总生育酚含量70.5％，其中γ-生育酚相对含量63.8％)，加入到100ml正庚烷中，溶解上样。上样后继续用1.5BV正庚烷己烷洗脱，分段收集洗脱液I和洗脱液II；再依次用2BV 10％甲级叔丁基醚与正庚烷的混合液洗脱，2BV 30％甲级叔丁基醚与正庚烷的混合液洗脱收集洗脱液II和洗脱液III；接着用2BV甲级叔丁基醚洗脱得洗脱液IV，最后用2BV的正庚烷平衡色谱柱，色谱柱可再生用于下一个循环。

合并洗脱液并减压回收洗脱液I、洗脱液II、洗脱液III及洗脱液IV中的有机溶剂后，分别相应地得到脂肪酸甲酯组份(I)、混合生育酚组份(II)、γ-生育酚组份(III)及植物甾醇(IV)等组份。γ-生育酚收率通过公式(I)计算，如此操作得到的γ-生育酚组份质量24.8g，总VE含量91.2％，γ-生育酚相对含量86.1％，γ-生育酚收率86.6％。

实施例3

仪器：中低压制备色谱系统(苏州利穗科技有限公司，EZ Purifier 100/200中压纯化系统)，不锈钢色谱柱

内装填300.0g SiliCycle“SiliaFlash”系类非键合球型硅胶，柱体积650ml(1BV)，粒径40-75μm，孔径

按照实施例1的方法进行色谱柱平衡。按实施例1中步骤平衡色谱柱后，将30.0g混合生育酚浓缩液(总生育酚含量90.5％，其中γ-生育酚相对含量70.0％)，加入到15ml正己烷中，溶解上样。上样后继续用1.5BV正己烷己烷洗脱，分段收集洗脱液I和洗脱液II；再依次用2BV10％乙醚与正己烷的混合液洗脱，3BV 25％乙醚与正己烷的混合液洗脱收集洗脱液II和洗脱液III；接着用2BV乙醚洗脱得洗脱液IV，最后用2BV的正己烷平衡色谱柱，色谱柱可再生用于下一个循环。

合并洗脱液并减压回收洗脱液I、洗脱液II、洗脱液III及洗脱液IV中的有机溶剂后，分别相应地得到脂肪酸甲酯组份(I)、混合生育酚组份(II)、γ-生育酚组份(III)及植物甾醇(IV)等组份。γ-生育酚收率通过公式(I)计算，如此操作得到的γ-生育酚组份质量20.2g，总VE含量95.5％，γ-生育酚相对含量88.1％，γ-生育酚收率89.4％。

实施例4-7

实施例4-7为分别按实施例1中的步骤通过硅胶制备色谱分离混合生育酚，其结果见下表1：

本发明通过上面的实施例进行举例说明，但是，应当理解，本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。在这里包含这些特殊实例和实施方案的目的在于帮助本领域中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限制，其意图涵盖所有包括在由附录权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等同方案。

Claims (5)

1.一种从混合生育酚浓缩液中制备高含量d-γ-生育酚单体的方法，其特征在于，以含量为50-95％的混合生育酚浓缩液为原料，其中γ-生育酚相对含量≥50％，采用制备色谱分离γ-生育酚单体，经过一次色谱纯化得到总生育酚含量≥90％，其中γ-生育酚相对含量≥80％的产物；所述方法包括如下步骤：

1)上样：将作为原料的所述混合生育酚浓缩液与1号低极性有机溶剂混合以得到上样液，将上样液上制备色谱分离；上样之前先用所述1号低极性有机溶剂平衡柱子，所述1号低极性有机溶剂用量为柱容量的1-3倍；所述制备色谱中固定相为键合硅胶或者不定型硅胶，所述键合硅胶的粒径为20～200μm，孔径为

形状为球型；所述不定型硅胶粒径为20～200μm，孔径为

2)梯度洗脱：上样后继续用上样用的所述1号低极性有机溶剂洗脱，所述1号低极性有机溶剂用量为柱容量的1-3倍，分段收集洗脱液Ⅰ和洗脱液Ⅱ；再依次用2号洗脱剂和3号洗脱剂梯度洗脱，其中，所述2号洗脱剂由所述1号低极性有机溶剂和4号高极性有机溶剂组成，所述2号洗脱剂中所述4号高极性有机溶剂占所述2号洗脱剂的体积百分比为1-10％，所述3号洗脱剂由所述1号低极性有机溶剂和4号高极性有机溶剂组成，所述3号洗脱剂中所述4号高极性有机溶剂占所述3号洗脱剂的体积百分比为10-30％，所述2号洗脱剂和所述3号洗脱剂用量分别为柱容量的1-5倍，继续收集洗脱液Ⅱ并收集洗脱液Ⅲ；所述1号低极性有机溶剂选自正己烷、环己烷、正庚烷、石油醚中的一种，所述4号高极性有机溶剂选自乙酸乙酯、异丙醇、乙醚、甲基叔丁基醚中的一种；

3)层析柱再生：再用所述4号高极性有机溶剂继续洗脱层析柱，所述4号高极性有机溶剂用量为柱容量的1-3倍，收集洗脱液Ⅳ。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，收集大于等于流出液体积0％，小于流出液体积30％的流出物液为洗脱液Ⅰ；收集大于等于流出液体积30％，小于流出液体积50％的流出物液为洗脱液Ⅱ；收集大于等于流出液体积50％，小于流出液体积80％的流出物液为洗脱液Ⅲ；收集大于等于流出液体积80％，小于等于流出液体积100％的流出物液为洗脱液Ⅳ。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤1)中，所述混合生育酚浓缩液的重量与所述1号低极性有机溶剂的体积的比例为0.5～2。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤1)中，所述上样液中生育酚的质量为硅胶色谱填料的0.05-0.5倍。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤1)中，所述上样液中生育酚的质量为硅胶色谱填料的0.1-0.3倍。

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