CN109232640A - 一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将卵磷脂的醇溶液加热至20～60℃；步骤2，加入复合金属氧化物催化剂，搅拌反应2～7h，得到混合液；复合金属氧化物催化剂是采用鸡蛋壳经粉碎、浸渍硝酸盐并焙烧制备得到；步骤3，将步骤2得到的混合液进行过滤，滤液进行蒸发操作，得到油状产物，油状产物用甲醇溶解，得到甲醇溶解产物，再用乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作若干次；步骤4，将步骤3得到的油状产物进行干燥，得到含甘油磷脂酰胆碱的磷脂脱酰基物。本发明采用的复合金属氧化物催化剂为固体催化剂，只需要过滤即可实现分离，分离工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及医药化工技术领域，具体而言涉及一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法。
背景技术
甘油磷脂酰胆碱(Glycerophosphocholine，以下简称GPC)是一种重要的神经递质和磷脂前体，它通过各种机制支持着人类的健康，对人体的大脑、肝脏、肾脏等都有积极作用。GPC作为细胞的渗透物质之一，能够改变细胞渗透物的浓度，对于人体中的某些疾病可以起到预防与治疗的效果。多年的临床应用表明：对患有阿尔茨海默症的人来说，摄入适量的GPC后，记忆力减退的现象会明显缩小；健康的成年人摄入适量的GPC，对于记忆力也是有所改善的。GPC还可以提高人体内生长激素的释放，特别是改善脑垂体对其的分泌。由于GPC对人体有着至关重要的作用，可被广泛应用于医疗卫生、医疗保健，还有日常的食品、化妆品中。
GPC可以通过多种不同途径得到，如纯化学合成方法、生物提取法和卵磷脂酯交换法。通常来说，生物提取法原料来源有限，处理量小，成本高。EP0486100公开的方案是将2-氧-2-氯-1,3,2-环氧磷戊烷与D-亚异丙基甘油在惰性溶剂中反应后，再在三甲胺存在和加压的条件下进行开环缩合。EP0502357公开的方案是先将D-亚异丙基甘油与甲苯磺酰氯反应，产物再与磷酸胆碱的四甲基铵盐缩合反应，最后水解得到GPC。纯化学法合成GPC过程中涉及物质多，通常需要经过多步反应，过程复杂。所以一般采用大豆磷脂或蛋黄磷脂为原料，通过酯交换反应来制备GPC。US2864848A公开的方案是以氯化汞作为催化剂水解磷脂制得GPC，分离纯化工艺繁琐，且产物的安全性受到威胁。CN107298692A公开的方案是在氢氧化四丁基铵水溶液的作用下，利用大豆磷脂和甲醇反应制备GPC，反应体系引入水会使磷脂发生水解，形成白色乳状物，不利于分离。CN102875592A公开的方案是在碱性催化剂(甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠)的作用下，将粉末磷脂加入低碳醇中反应，再通过树脂吸附、脱色浓缩制备得的GPC，分离步骤复杂。
在酯交换反应制备GPC过程中，产物的分离和提纯是目前所面临的比较困难的问题，文献中仅有的一些研究大多反应过程会用到均相催化剂，分离工艺复杂，成本高，并且有的分离过程中还会引入重金属离子，直接威胁到产物作为医药保健品使用时的安全性。因此开发出一种高效的固体催化剂，不仅催化剂可回收再利用，而且会大大简化分离工艺，降低生产成本，对GPC制备方法具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法，以克服现有技术中分离和提纯困难的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将卵磷脂的醇溶液加热至20～60℃；
步骤2，加入复合金属氧化物催化剂，搅拌反应2～7h，得到混合液；复合金属氧化物催化剂是采用鸡蛋壳经粉碎、浸渍硝酸盐并焙烧制备得到；
步骤3，将步骤2得到的混合液进行过滤，滤液进行蒸发操作，得到油状产物，油状产物用甲醇溶解，得到甲醇溶解产物，再用乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作若干次；
步骤4，将步骤3得到的油状产物进行干燥，得到含甘油磷脂酰胆碱的磷脂脱酰基物。
优选的，步骤2中，复合金属氧化物催化剂的具体制备步骤如下：
步骤a，将鸡蛋壳清洗干净，去掉内膜后干燥，并粉碎为鸡蛋壳粉末；
步骤b，将鸡蛋壳粉末置于0.2～0.6mol/L的硝酸盐溶液中浸渍，过滤除去浸渍液，干燥；
步骤c，将步骤b得到的干燥产物在750～950℃下焙烧2～5小时，即得到复合金属氧化物催化剂。
进一步的，步骤b中，硝酸盐为硝酸铁、硝酸锌及硝酸镁中的任一种。
进一步的，步骤b中，浸渍时间为6～12h。
优选的，步骤1中，所述的醇为甲醇或乙醇，卵磷脂在醇中的浓度为10～30g/L。
优选的，步骤1中，所述的卵磷脂为大豆卵磷脂或蛋黄卵磷脂，卵磷脂中磷脂酰胆碱的含量为20％～95％。
优选的，步骤2中，复合金属氧化物催化剂在醇溶液中的含量为10～25g/L。
优选的，在步骤3中，用乙醚进行沉淀的操作中，乙醚与甲醇溶解产物的体积比为(5～10)：1。
优选的，磷脂脱酰基物中甘油磷脂酰胆碱的含量为31.2％-63.2％。
优选的，在步骤4中，将得到的含甘油磷脂酰胆碱的磷脂脱酰基物在硅藻土存在的条件下，利用无水乙醇与乙醚的混合液进行结晶操作，得到甘油磷脂酰胆碱。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法，是以鸡蛋壳为原料通过负载制备得到复合金属氧化物催化剂，再以天然卵磷脂为原料，通过催化酯交换反应得到甘油磷脂酰胆碱。本发明采用的复合金属氧化物催化剂为固体催化剂，只需要过滤即可实现分离，使得产物的分离纯化工艺简单，且反应条件温和，催化剂回收后可循环使用。同时以废弃鸡蛋壳为原料制备催化剂，变废为宝，有利于资源的合理利用，同时简化了分离工艺，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将卵磷脂的甲醇溶液加入带冷凝回流的三口烧瓶中，置于集热式恒温加热磁力搅拌器中加热至20～60℃；
步骤(2)：待反应液温度恒定后，加入配方量的催化剂和磁子，搅拌反应2～7h；
步骤(3)：将步骤(2)反应后的混合液进行过滤，催化剂回收，滤液进行真空旋转蒸发，得到的油状产物用甲醇溶解，再用乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作2～3次；
步骤(4)：将得到的油状产物进行真空干燥除去残留的溶剂，得到GPC或者以GPC为主的磷脂脱酰基物。
在步骤(1)中，所述的卵磷脂的甲醇溶液浓度为10～30g/L；
在步骤(1)中，所述的卵磷脂中磷脂酰胆碱的含量为20％～95％；
在步骤(1)中，所述的集热式恒温加热磁力搅拌器的搅拌速度控制在200～800r/min；
在步骤(2)中，所述的催化剂是由废弃鸡蛋壳制备得到的复合金属氧化物，催化剂在反应液中的含量为10～25g/L；
复合金属氧化物催化剂的具体制备步骤如下：
步骤(a)：将收集来的废弃鸡蛋壳反复浸泡清洗干净，去掉内膜后干燥，并通过高速粉碎机粉碎至120-200目；
步骤(b)：将步骤(a)得到的鸡蛋壳粉末置于0.2～0.6mol/L的硝酸盐溶液中浸渍过夜，抽滤除去浸渍液，烘箱中105℃干燥；
步骤(c)：将步骤(b)得到的干燥产物放入马弗炉中，在750～950℃下焙烧2～5小时，即得到复合金属氧化物催化剂。
在步骤(a)中采用超声波清洗仪对鸡蛋壳进行清洗；采用鼓风干燥箱对处理干净的鸡蛋壳进行干燥；采用高速粉碎机对鸡蛋壳进行粉碎。
步骤(b)中所述的硝酸盐可以是硝酸铁、硝酸锌及硝酸镁中的任一种，浸渍时间为6～12h。
在步骤(3)中用乙醚进行沉淀时乙醚与溶解后产物的体积比为(5～10)：1。
步骤(3)中真空旋转蒸发得到的甲醇可回收循环利用，以节约成本。
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：
实施例1：
将废弃鸡蛋壳反复浸泡清洗，去掉内膜后干燥，并通过高速粉碎机进行粉碎，得到120-200目的粉末；将得到的鸡蛋壳粉末置于0.2mol/L的硝酸镁溶液中浸渍6h，抽滤除去浸渍液，烘箱中105℃干燥；干燥后在马弗炉中950℃下焙烧4小时即得到所需催化剂。
将5g磷脂酰胆碱含量为20％的卵磷脂溶于167mL无水甲醇中，滤去不溶物，加入带冷凝回流的三口烧瓶中，并置于集热式恒温加热磁力搅拌器中加热，待温度升至60℃时，加入1.67g制备得到的复合金属氧化物催化剂，开启搅拌，在搅拌速度为200r/min的条件下反应4h。反应结束后的混合液进行过滤，催化剂回收，滤液进行真空旋转蒸发，得到的油状产物用4mL无水甲醇溶解，再用20mL乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作两次，最后将得到的油状产物进行真空干燥，得到0.917g外观为淡黄色的以GPC为主的天然磷脂脱酰基物，经检测，其中GPC的含量占产物总质量的31.2％。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，催化剂所用浸渍液为0.4mol/L的硝酸锌溶液，浸渍时间为8h，焙烧温度为850℃，焙烧时间为2小时。将2g磷脂酰胆碱含量为60％的卵磷脂溶于200mL无水甲醇中，滤去不溶物，加入带冷凝回流的三口烧瓶中，置于集热式恒温加热磁力搅拌器中加热，待温度升至40℃时，加入3g制备得到的催化剂，开启搅拌，在搅拌速度为500r/min的条件下反应7h。反应结束后的混合液进行过滤，催化剂回收，滤液进行真空旋转蒸发，得到的油状产物用2mL无水甲醇溶解，再用20mL乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作3次，最后将得到的油状产物进行真空干燥，得到0.459g外观为淡黄色的以GPC为主的天然磷脂脱酰基物，其中GPC的含量占产物总质量的63.2％。
实施例3
本实施例与实施例2的区别仅在于，卵磷脂的用量为2g，其中磷脂酰胆碱含量为95％，集热式恒温加热磁力搅拌器的搅拌速度为600r/min，反应时间5h。反应后将底部油状沉淀物用2mL无水甲醇溶解，再加入10mL乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作2次，最后将得到的油状产物进行真空干燥，并在硅藻土存在的条件下，利用体积比为6：4的无水乙醇与乙醚的混合液在4℃下进行结晶，得到GPC晶体0.392g。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，催化剂所用浸渍液为0.6mol/L的硝酸铁溶液，浸渍时间为12h。将2g磷脂酰胆碱含量为60％的卵磷脂溶于100mL无水甲醇中，反应温度为20℃时，催化剂投加量为2.5g，在搅拌速度为800r/min的条件下反应2h。反应结束后的混合液进行过滤，催化剂回收，滤液进行真空旋转蒸发，得到的油状产物用2mL无水甲醇溶解，再用10mL乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作3次，最后将得到的油状产物进行真空干燥，得到0.323外观为淡黄色的以GPC为主的天然磷脂脱酰基物，其中GPC的含量占产物总质量的61.8％。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，催化剂所用浸渍液浓度为0.3mol/L，焙烧温度为750℃，焙烧时间为5小时。将2g磷脂酰胆碱含量为60％的卵磷脂溶于100mL无水甲醇中，反应温度为60℃时，催化剂投加量为2.5g，在搅拌速度为700r/min的条件下反应4h。反应结束后的混合液进行过滤，催化剂回收，滤液进行真空旋转蒸发，得到的油状产物用2mL无水甲醇溶解，再用15mL乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作3次，最后将得到的油状产物进行真空干燥，得到0.296外观为淡黄色的以GPC为主的天然磷脂脱酰基物，其中GPC的含量占产物总质量的62.5％。
Claims (10)
1.一种甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将卵磷脂的醇溶液加热至20～60℃；
步骤2，加入复合金属氧化物催化剂，搅拌反应2～7h，得到混合液；复合金属氧化物催化剂是采用鸡蛋壳经粉碎、浸渍硝酸盐并焙烧制备得到；
步骤3，将步骤2得到的混合液进行过滤，滤液进行蒸发操作，得到油状产物，油状产物用甲醇溶解，得到甲醇溶解产物，再用乙醚进行沉淀，沉淀完全后弃去上清液，如此反复操作若干次；
步骤4，将步骤3得到的油状产物进行干燥，得到含甘油磷脂酰胆碱的磷脂脱酰基物。
2.根据权利要求1所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，步骤2中，复合金属氧化物催化剂的具体制备步骤如下：
步骤a，将鸡蛋壳清洗干净，去掉内膜后干燥，并粉碎为鸡蛋壳粉末；
步骤b，将鸡蛋壳粉末置于0.2～0.6mol/L的硝酸盐溶液中浸渍，过滤除去浸渍液，干燥；
步骤c，将步骤b得到的干燥产物在750～950℃下焙烧2～5小时，即得到复合金属氧化物催化剂。
3.根据权利要求2所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，步骤b中，硝酸盐为硝酸铁、硝酸锌及硝酸镁中的任一种。
4.根据权利要求2所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，步骤b中，浸渍时间为6～12h。
5.根据权利要求1所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的醇为甲醇或乙醇，卵磷脂在醇中的浓度为10～30g/L。
6.根据权利要求1所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的卵磷脂为大豆卵磷脂或蛋黄卵磷脂，卵磷脂中磷脂酰胆碱的含量为20％～95％。
7.根据权利要求1所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，步骤2中，复合金属氧化物催化剂在醇溶液中的含量为10～25g/L。
8.根据权利要求1所述的甘油磷脂酰胆碱的制备方法，其特征在于，在步骤3中，用乙醚进行沉淀的操作中，乙醚与甲醇溶解产物的体积比为(5～10)：1。
9.根据权利要求1所述的基于鸡蛋壳制备甘油磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，磷脂脱酰基物中甘油磷脂酰胆碱的含量为31.2％-63.2％。
10.根据权利要求1所述的基于鸡蛋壳制备甘油磷脂酰胆碱的方法，其特征在于，在步骤4中，将得到的含甘油磷脂酰胆碱的磷脂脱酰基物在硅藻土存在的条件下，利用无水乙醇与乙醚的混合液进行结晶操作，得到甘油磷脂酰胆碱。
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