CN108752408B - 从微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料中回收、精制雄烯二酮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料中回收、精制雄烯二酮的方法，该方法通过不同种类的溶剂反复多次将下脚料中的固体不溶物溶解分离，最后合并滤液并浓缩，再分离提纯得到了纯度高、收率好的雄烯二酮。本发明不仅实现了废弃下脚料资源的有效分离、回收再利用，而且降低了环境污染风险，提高了企业的经济效益。

Description

从微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料中回收、精制雄烯二 酮的方法

技术领域

本发明涉及医药中间体合成与分离技术领域，具体涉及一种利用混合溶剂和柱色谱分析技术从微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料中回收、精制雄烯二酮的方法。

背景技术

甾体激素类药物作为仅次于抗生素的第二大类药物，在临床上应用广泛。作为制备各种甾体类药物的原材料，甾体激素中间体应用广泛、种类繁多，具有重要的医药价值和巨大的市场需求。甾体激素中间体的生产方法主要有皂素法和甾醇法。皂素法是以皂素为原料，经酯化、裂解、氧化、水解后得到醋酸妊娠双烯醇酮(简称双烯)，双烯再经一系列的反应合成甾体激素中间体。目前工业上提取的植物皂素包括薯蓣皂素、剑麻皂素和番麻皂素，其中尤以薯蓣皂素为主。黄姜中薯蓣皂素的含量最高，但是黄姜的生长受到地域性和季节性的限制，其主要分布在中国和墨西哥，在我国主要分布在陕西及湖北。作为南水北调中线工程源头的湖北十堰丹江口近年来随着野生薯蓣的过度开发，薯蓣资源日益枯竭，而人工种植的薯蓣植物也因人工、化肥等投入导致成本大幅提高。当前利用皂素合成甾体激素中间体不仅存在成本高、收率低、环境污染大等问题，而且已经远远不能满足市场的需求。

甾醇作为皂素理想的替代资源，由于其来源广泛、廉价易得等优点受到了企业的青睐。利用微生物特异性降解甾醇侧链得到重要中间体C-17酮甾体，然后进一步制备甾体药物在工业化应用中具有重要地位。微生物法的出现，打破了传统方法用薯蓣皂素生产甾体激素中间体存在的工艺繁杂、产率低、价格高以及污染大等种种束缚，为甾体激素类药物的生产提供了新的途径，很好的解决了传统方法中皂素资源不足的问题。然而微生物降解植物甾醇后，不仅得到C-17中间体还剩余大量下脚料，这些下脚料目前并未得到有效的利用，如何高效回收其中的雄烯二酮成为了急需解决的问题。

中国专利CN105859813A报道了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，该方法用多种混合溶剂从微生物法生产雄烯二酮的下脚料中回收甾体化合物，但是回收得到的化合物成分复杂，其中一些比较重要的甾体化合物并未分离开来，分离后的甾体化合物无法进行有效利用。为此，作为后续改进型发明，本申请实现了从生产雄烯二酮的固体下脚料中高效分离、回收雄烯二酮，并且分离方法简单得到的雄烯二酮纯度高，可用于后续工业生产，最大限度的提高了企业的经济效益。

发明内容

本发明提供一种从微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料中回收、精制雄烯二酮的方法，通过该方法可以使废弃的资源得到有效回收利用，降低了环境污染，提高了企业的经济效益。该方法具体步骤如下：

(a)将微生物法制备雄烯二酮的剩余固体下脚料与溶剂A混合，加热搅拌使其溶解平衡，静置后过滤得到不溶性固体物质和上层清液；

(b)以上一步所得不溶性固体物质为原料，利用溶剂A和溶剂B循环交替重复步骤(a)的提取过程数次，得到不同批次的上层清液和最终不溶性固体物质——甾体化合物及油脂固体化合物；

(c)合并各个步骤得到的上层清液，浓缩得到不溶性固体物质，同时回收溶剂；

(d)用溶剂C溶解步骤(c)得到的不溶性固体物质，过滤得到固体，利用柱色谱法对该固体进行分离提纯，得到目标物质雄烯二酮。

其中溶剂A、溶剂B、溶剂C选自醚类溶剂、酯类溶剂、羧酸类溶剂、烃类溶剂、醇类溶剂中的一种，溶剂A、溶剂B、溶剂C各不相同。

进一步的，所述醚类溶剂包括石油醚、乙醚或其混合物，所述酯类溶剂包括乙酸乙酯、甲酸乙酯或其混合物，所述烃类溶剂包括二氯甲烷、氯仿、苯、丙酮或其混合物，所述醇类溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇或其混合物。

更进一步的，循环交替提取所选用的溶剂A为甲苯溶剂B为丙酮，或者溶剂A为石油醚溶剂B为乙酸乙酯，或者溶剂A为二氯甲烷溶剂B为苯，对应的溶剂C分别为甲醇、甲醇、乙醇。

进一步的，采用溶剂A和溶剂B交替循环提取的次数为1-4次。

进一步的，步骤(a)和步骤(b)中固体物料与溶剂混合时的固液比为1：(1-40)。固液比＝固体物料的质量(g)/液体溶剂的体积(mL)。

进一步的，步骤(a)和步骤(b)中溶解搅拌温度为0-80℃，搅拌时间为1-24h，溶解平衡时间为0.5-10h。

进一步的，步骤(c)中上层清液合并后减压浓缩。

进一步的，步骤(d)中还加入了水、活性炭、DMF中的一种或几种对混合溶液进行漂洗处理或脱色处理。

进一步的，步骤(d)中柱色谱分离所使用的固定相选自氧化铝、硅胶、活性炭、大孔树脂中的一种，所使用的流动相选自石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲醇、甲苯、丙酮、氯仿中的一种或其中几种。

更进一步的，流动相为石油醚和乙酸乙酯混合物，两者的体积比为(10-30)：1。

进一步的，最终分离得到的产物雄烯二酮的纯度在95％以上。

与现有技术相比，本发明具有以下预料不到的有益效果：(1)借助多种溶剂的作用以及柱色谱法，尽可能的排除了其他组分和杂质的影响，最终从微生物法制备雄烯二酮的下脚料中分离出了经济价值较高的雄烯二酮；(2)对于下脚料中雄烯二酮的分离较为彻底，所得产物纯度较高；(3)通过不同溶剂反复多次将下脚料中的固体不溶物进行溶解分离，最后合并滤液并浓缩，再分离提纯得到雄烯二酮，不仅实现了废弃资源的有效回收再利用，而且降低了环境污染风险，提高了企业的经济效益。

具体实施方式

为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。

实施例1

第一步：取5g微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料置于烧杯中，向其中加入100mL甲苯，加热至40℃并搅拌1h，待其溶解3h达到平衡后过滤，得到上层清液和下层不溶性固体物质。

第二步：将上一步下层不溶性固体物质干燥，再加入20mL丙酮，加热至40℃并搅拌1h，待其溶解2h达到平衡后过滤，得到上层清液和下层不溶性固体物质。

第三步：将上一步下层不溶性固体物质干燥，循环重复第一步和第二步各2次，最终得到的不溶性固体物质为甾体化合物及油脂固体化合物。

第四步：合并上述各个步骤中的上层清液，进行减压浓缩，得到有色不溶性固体物质，同时可以回收溶剂。

第五步：向第四步得到的有色不溶性固体物质中加入适量甲醇(约10mL)进行漂洗，过滤得到固体，用柱色谱法对其进行分离，流动相V_石油醚：V_乙酸乙酯＝20：1。将柱色谱法分离所得混合物减压除去溶剂，得到雄烯二酮0.96g。

计算可知，分离得到的雄烯二酮为下脚料重量的19.2％(下脚料中其含量通常为20％左右)。取适量分离得到的雄烯二酮样品进行HPLC分析，结果表明其纯度为98.3％。

实施例2

第一步：取20g微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料置于烧杯中，向其中加入250mL石油醚，加热至60℃并搅拌2h，待其溶解0.5h达到平衡后过滤，得到上层清液和下层不溶性固体物质。

第二步：将上一步得到的下层不溶性固体物质干燥，再加入90mL乙酸乙酯，加热至60并搅拌1h，待其溶解2h达到平衡后过滤，得到上层清液和下层不溶性固体物质。

第三步：将上一步得到的下层不溶性固体物质干燥，循环重复第一步和第二步各3次，最终得到的固体不溶性物质为甾体化合物及油脂固体化合物。

第四步：合并上述各个步骤中的上层清液，进行减压浓缩，得到有色不溶性固体物质，同时可以回收溶剂。

第五步：向第四步得到的有色不溶性固体物质中加入适量甲醇使其充分溶解，再将混合液倒入水中进行漂洗，接着过滤并将固体干燥，然后用柱色谱法进行分离，流动相V_石油醚：V_乙酸乙酯＝30：1。柱色谱法分离所得混合物减压除去溶剂，得到雄烯二酮4.6g。

计算可知，分离得到的雄烯二酮为下脚料重量的23％。取适量分离得到的雄烯二酮样品进行HPLC分析，结果表明其纯度为99.0％。

实施例3

第一步：取100g微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料置于烧杯中，向其中加入800mL二氯甲烷，加热至20℃并搅拌1h，待其溶解1h达到平衡1h后过滤，得到上层清液和下层不溶性固体物质。

第二步：将上一步所得下层不溶性固体物质干燥，再加入20mL苯，加热至50℃并搅拌1h，待其溶解3h达到平衡后过滤，得到上层清液和下层不溶性固体物质。

第三步：将上一步所得下层不溶性固体物质干燥，循环重复第一步和第二步各1次，最终得到的固体不溶性物质为甾体化合物及油脂固体化合物。

第四步：合并上述各个步骤中的上层清液，进行减压浓缩，得到有色不溶性固体物质，同时可以回收溶剂。

第五步：向第四步得到的有色不溶性固体物质中加入活性炭的乙醇分散液20mL进行漂洗，接着过滤并将固体干燥，然后用柱色谱法进行分离，流动相V_石油醚：V_乙酸乙酯＝25：1。柱色谱法分离所得混合物减压除去溶剂，得到雄烯二酮25g。

计算可知，分离得到的雄烯二酮为下脚料重量的25％。取适量分离得到的雄烯二酮样品进行HPLC分析，结果表明其纯度为99.6％。

Claims (5)

1.一种从微生物法制备雄烯二酮的固体下脚料中回收、精制雄烯二酮的方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)将微生物法制备雄烯二酮剩余的固体下脚料与溶剂A混合，加热搅拌使其溶解平衡，静置后过滤得到不溶性固体物质和上层清液；

(b)以上一步所得不溶性固体物质为原料，利用溶剂A和溶剂B循环交替重复步骤(a)的提取过程数次，得到不同批次的上层清液；

(c)合并各个步骤得到的上层清液，浓缩得到不溶性固体物质，同时回收溶剂；

(d)用溶剂C溶解步骤(c)得到的不溶性固体物质，过滤得到固体，利用柱色谱法对该固体进行分离提纯，得到目标物质雄烯二酮；

其中溶剂A为甲苯、溶剂B为丙酮、溶剂C为甲醇，或者溶剂A为石油醚、溶剂B为乙酸乙酯、溶剂C为甲醇，或者溶剂A为二氯甲烷、溶剂B为苯、溶剂C为乙醇；

步骤(d)中柱色谱分离所使用的固定相选自氧化铝、硅胶、活性炭、大孔树脂中的一种，所使用的流动相为石油醚和乙酸乙酯混合物，两者的体积比为(10-30):1。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：采用溶剂A和溶剂B交替循环提取的次数为1-4次。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)中固体物料与溶剂混合时的固液比为1：(1-40)。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)中溶解搅拌温度为0-80℃，搅拌时间为1-24h，溶解平衡时间为0.5-10h。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：所得目标物质雄烯二酮的纯度为95％以上。