CN113501752A - 一种辅酶q10的酸提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辅酶Q10的酸提纯方法，利用有机酸将辅酶Q10中的5‑脱甲氧基辅酶Q10，转变为易溶于乙醇的物质分离除去，达到提纯的目的。此法通过化学手段分离辅酶Q10和5‑脱甲氧基辅酶Q10，避免了柱层析的使用，节约成本，提高效率，有利于生物发酵法制备辅酶Q10的工业化推广。

Description

一种辅酶Q10的酸提纯方法
技术领域
本发明专利涉及精细化学品技术领域，特别涉及一种辅酶Q10的酸提纯方法。
背景技术
辅酶Q10又称泛醌，是一种存在于自然界的脂溶性醌类化合物，其结构与维生素K、维生素E及质体醌相似。辅酶Q10在人类身体细胞内参与能量制造及活化，是预防动脉硬化最有效的抗氧化成份，能激活人体细胞和细胞能量的营养，具有提高人体免疫力、增强抗氧化性、延缓衰老和增强人体活力等功能，医学上将其广泛用于心血管系统疾病的治疗，此外，辅酶Q10还可广泛应用于食品、膳食补充剂、营养保健品和化妆品等行业。
现有已公开辅酶Q10的制备技术主要包括动植物组织提取法、化学合成法和微生物发酵法。辅酶Q10最早的工业化生产方法是从动物体内提取加工而成，利用该方法得到的产品所需原料量大、产量低、生产成本高，规模化生产受到制约。以茄尼醇为原料制备辅酶Q10的化学合成法，所得产品为顺反异构体的混合物，不但需要进行手性分离提纯，且由于引进大量有机杂质，提高精制难度。目前，利用微生物发酵法生产辅酶Q10因为生产成本低、活性成分含量高以及生产工艺相对简单的优点，被国内外公认为是最具前途的生产工艺技术路线。但是不论选用哪种工艺路线生产辅酶Q10，最终从原料中得到的粗品都需要经提取、分离、纯化等工艺处理步骤，得到符合要求的辅酶Q10产品，因此开发产品的高效分离提纯工艺是辅酶Q10产品工业化的关键技术。
目前，微生物发酵法生产辅酶Q10的提纯过程一般将发酵液过滤后，滤渣干燥制粒，得到辅酶Q10菌粉，菌粉再用有机溶剂浸泡或者超临界萃取分离粗品。然后粗品经硅胶柱层析进一步分离提纯，再用石油醚、丙酮等有机溶剂进行洗脱后烘干结晶得辅酶Q10。
如专利CN101445435A提出了一种辅酶Q10的纯化工艺，使用有机溶剂溶解辅酶Q10，使用高压液相制备柱或中压硅胶填充柱，以洗脱剂洗脱，分段收集，获得高纯度的辅酶Q10，所述装柱的硅胶经高温活化可重复使用。此再生法不仅能耗大，且频繁拆卸组装，步骤繁琐，劳动强度大，不利于工业生产。专利CN104694613A提出了一种辅酶Q10提取新工艺，是以辅酶Q10生物发酵液为原料，依次通过有机溶剂萃取、碱醇皂化、硅胶柱层析、结晶、干燥等步骤精制辅酶Q10。该方法也使用了柱层析，存在着工艺路线较长，操作繁琐、工艺周期长的问题，不适合大规模生产。专利CN108863746A和专利CN101987815B所提供的辅酶Q10的纯化方法，也均使用以有机溶剂为洗脱剂的柱层析进行分离，同样存在操作繁琐费时，工艺周期长等问题，不适合大规模生产。
本公司专利202011421616.8提供了一种生物发酵法合成辅酶Q10的提纯方法，是将干燥后的辅酶Q10原料粉碎后先经二氧化碳超临界萃取，再利用硅胶超临界混合洗脱的方法精制，从而实现辅酶Q10的提纯。
综上所述，现有关于辅酶Q10的分离纯化过程中均使用柱分离方法，这是因为辅酶Q10中的5-脱甲氧基辅酶Q10用其他常规方法很难分离，目前只能用柱层析的方式分开。但是柱层析法存在生产效率低和硅胶再生成本高等弊端，限制了辅酶Q10的工业化发展。因此，要实现发酵法制备辅酶Q10的工业化，就应该从粗品的提取、分离、纯化等精制工艺方面探索，解决问题。
发明内容
针对现有技术中存在的，辅酶Q10中的5-脱甲基辅酶Q10分离难，分离成本大的问题。本发明提供了一种辅酶Q10的酸提纯方法，在弱酸环境下，用有机酸与5-脱甲氧基辅酶Q10反应，改变其溶解性，进行分离，提纯辅酶Q10。
一种辅酶Q10的酸提纯方法，主要包括以下步骤：
（1）将一定量的辅酶Q10粗品和无水乙醇加入反应釜中，开启搅拌和制冷装置，在低温下，向反应釜中滴加一定量的有机酸，2h滴加完毕，继续低温反应1~2h；
（2）将反应混合液过滤，分离出溶剂乙醇和辅酶Q10固体，辅酶Q10继续用无水乙醇淋洗3~5次，负压烘干后得纯度大于99%的辅酶Q10；
（3）所分离出的乙醇溶液经外蒸分离无水乙醇和少量固体发酵物，无水乙醇循环使用，副产固体发酵物可用作饲料添加剂。
进一步的，步骤（1）中所述辅酶Q10粗品中辅酶Q10的含量为90~92%，剩余杂质中5-脱甲氧基辅酶Q10含量占95%以上。
进一步的，步骤（1）中所述辅酶Q10粗品和无水乙醇的质量比为1：（1~2）。
进一步的，步骤（1）中所述反应低温为0~10℃。
进一步的，步骤（1）中所述有机酸可为苯磺酸及其多一个或者两个碳的对位同系物、醋酸以及柠檬酸中的任意一种，投加量为辅酶Q10中5-脱甲氧基辅酶Q10物质的量的1.5~2倍，投加速率由投加量和滴加时间决定。
更进一步的，所述有机酸配制成质量分数10~20%的乙醇溶液，然后滴加。
进一步的，步骤（2）中所述负压为-0.09~-0.07MPa。
本发明有益效果
本发明提供了一种辅酶Q10的酸提纯方法，利用有机碱破坏辅酶Q10中的5-脱甲氧基辅酶Q10，将其转变为易溶于乙醇的物质分离除去，达到提纯的目的。此法通过化学手段分离辅酶Q10和5-脱甲氧基辅酶Q10，避免了柱层析的使用，节约成本，提高效率，有利于生物发酵法制备辅酶Q10的工业化推广。
具体实施方式
下面通过实例详细地描述本发明，这些实例仅仅是说明性的，不代表限制本发明的适用范围，根据本文的公开，本领域技术人员能在本发明范围内对试剂、催化剂和反应工艺条件进行改变。凡根据本发明精神实质所做的等效变化或者修改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
实施例所用部分原料规格：
辅酶Q10粗品中辅酶Q10的含量为91.43%，5-脱甲氧基辅酶Q10的含量为8.14%；有机酸和溶剂无水乙醇均为分析纯。
实施例1
（1）将500g辅酶Q10粗品和500g无水乙醇加入反应釜中，开启搅拌，并用冰水浴制冷，当反应釜内温度降至0℃时，开始向反应釜中按17.3g/h的流量滴加34.6g含量20%的苯磺酸的乙醇液，2h滴加完毕，保持低温不变，继续反应2h。
（2）停止搅拌，将釜内反应液抽滤，滤饼为辅酶Q10固体，继续用无水乙醇淋洗3次，每次无水乙醇用量为100g。淋洗后的辅酶Q10固体，在-0.09MPa压力下减压蒸干得251.7g精制辅酶Q10。
（3）将抽滤、淋洗收集的乙醇液经外蒸分离无水乙醇567.4g和副产固体发酵物48.9g，无水乙醇作为溶剂循环使用，副产固体发酵物可用作畜业饲料添加剂。
经高效液相色谱检测分析得：产品中辅酶Q10含量为99.22%，5-脱甲氧基辅酶Q10含量为0.50%，辅酶Q10回收率为91.05%。
实施例2
（1）将300g辅酶Q10粗品和450g无水乙醇加入反应釜中，开启搅拌，并用冷水浴制冷，控制反应釜内温度降至5℃并恒定，开始向反应釜中按31.9g/h的流量滴加63.8g含量15%的柠檬酸的乙醇液，2h滴加完毕，保持低温不变，继续反应1.5h。
（2）停止搅拌，将釜内反应液抽滤，滤饼为辅酶Q10固体，继续用无水乙醇淋洗4次，每次无水乙醇用量为100g。淋洗后的辅酶Q10固体，在-0.08MPa压力下减压蒸干得255.1g精制辅酶Q10。
（3）将抽滤、淋洗收集的乙醇液经外蒸分离无水乙醇810.4g和副产固体发酵物45.4g，无水乙醇作为溶剂循环使用，副产固体发酵物可用作畜业饲料添加剂。
经高效液相色谱检测分析得：产品中辅酶Q10含量为99.31%，5-脱甲氧基辅酶Q10含量为0.48%，辅酶Q10回收率为92.37%。
实施例3
（1）将300g辅酶Q10粗品和600g无水乙醇加入反应釜中，开启搅拌，并用冷水浴制冷，控制反应釜内温度降至10℃并恒定，开始向反应釜中按17.6g/h的流量滴加35.2g含量10%的醋酸的乙醇液，2h滴加完毕，保持低温不变，继续反应1h。
（2）停止搅拌，将釜内反应液抽滤，滤饼为辅酶Q10固体，继续用无水乙醇淋洗5次，每次无水乙醇用量为100g。淋洗后的辅酶Q10固体，在-0.08MPa压力下减压蒸干得250.4g精制辅酶Q10。
（3）将抽滤、淋洗收集的乙醇液经外蒸分离无水乙醇1051.6g和副产固体发酵物49.7g，无水乙醇作为溶剂循环使用，副产固体发酵物可用作畜业饲料添加剂。
经高效液相色谱检测分析得：产品中辅酶Q10含量为99.52%，5-脱甲氧基辅酶Q10含量为0.43%，辅酶Q10回收率为90.84%。

Claims (9)

1.一种辅酶Q10的酸提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将辅酶Q10粗品和无水乙醇加入反应釜中，在低温搅拌下，向反应釜中滴加有机酸，2h滴加完毕，继续低温反应1~2h；
（2）将反应混合液过滤，分离出溶剂乙醇和辅酶Q10固体，辅酶Q10继续用无水乙醇淋洗3~5次，负压烘干后得纯度大于99%的辅酶Q10。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述辅酶Q10粗品中辅酶Q10的含量为90~92%，剩余杂质中5-脱甲氧基辅酶Q10含量占95%以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述辅酶Q10粗品和无水乙醇的质量比为1：1~2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的低温为0~10℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机酸为苯磺酸、苯磺酸多一个或者两个碳的对位同系物，醋酸或柠檬酸。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有机酸的投加量为辅酶Q10中5-脱甲氧基辅酶Q10物质的量的1.5~2倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机酸配制成质量分数10~20%的乙醇溶液，然后滴加。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述负压为-0.09~-0.07MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中分离和淋洗用乙醇溶液经外蒸分离无水乙醇和少量固体发酵物，无水乙醇循环使用，副产固体发酵物可用作饲料添加剂。
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黄志琦: "《工业基础有机化学》", October 1993 *

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