CN116023421A - 一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种7‑去氢胆固醇中间体的纯化方法，以7‑去氢胆固醇乙酸酯杂质为模板，基于低共熔溶剂为功能单体，制备分子印迹聚合物，然后采用其从7‑去氢胆固醇乙酸酯粗品中分离出7‑去氢胆固醇乙酸酯杂质，得到高纯度7‑去氢胆固醇乙酸酯。该方法易操作，工艺稳定可靠，能够去有效除掉该杂质，得到杂质含量低于0.10％，纯度大于97.0％的7‑去氢胆固醇乙酸酯。
Description
技术领域
本发明属于提纯技术领域，尤其涉及一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法。
背景技术
维生素D3又名胆钙化醇是一种具有抗佝偻活性的药物，其被广泛认为是一种重要的调节钙、磷代谢的物质。在维生素D3未发现之前，软骨病(又称佝偻病)是困扰人类健康的重要疾病之一，后来人们渐渐发现，多晒太阳从一定程度上可以起到治疗软骨病的作用，这也预示了人体内某种物质经过光照后能够转化成有效的抗软骨病的活性物质。到20世纪30年代初，科学家Waddel和Windaus终于确证了人体内抗软骨病的活性组分是7-去氢胆固醇(具有如式I所示的结构)光照后生成的cholecalciferol，命名为维生素D3。
维生素D3的化学合成法可分为全合成法和半合成法，半合成法即先合成7-去氢胆固醇，再经过光解和热异构化反应转化成维生素D3。目前，维生素D3的生产工艺主要有两种，一种是溴化/脱溴化氢法，该工艺伴随溴化物、异构体等副产物多；另一种方法是氧化还原法，该工艺以NF级胆固醇为原料，先后经过酯化、催化氧化、成腙、脱腙反应合成7-去氢胆固醇，然后采用光化学合成工艺对7-去氢胆固醇进行光照反应、热异构反应等步骤生成维生素D3。
氧化还原法合成7-去氢胆固醇过程中，最为重要的环节就是7-对甲苯磺酰腙-胆固醇乙酸酯脱腙反应生成7-去氢胆固醇乙酸酯，脱腙反应会生成产生一个不易检出，比较难以去除的杂质，具有如式II所示的结构：
目前，还没有文献描述该杂质的去除方法。7-去氢胆固醇作为生产维生素D3的重要起始物料，杂质含量及纯度会直接影响维生素D3的质量。因此，研究该杂质的纯化方法，获得高纯度，低杂质含量的7-去氢胆固醇具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法，该方法能够有效去除杂质，7-去氢胆固醇乙酸酯的纯度较高。
本发明提供了一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法，包括以下步骤：
在惰性气氛下，将模板、低共熔溶剂、交联剂和引发剂混合进行聚合反应，洗脱模板，烘干，得到分子印迹聚合物；
所述模板具有式II结构：
将7-去氢胆固醇乙酸酯粗品与醇类溶剂或酮类溶剂混合，搅拌至溶清，再加入所述分子印迹聚合物材料，吸附，过滤，洗脱滤饼，得再生分子印迹聚合物材料；所述7-去氢胆固醇乙酸酯粗品中包括式II所示的杂质；
将所述再生分子印迹聚合物材料加入至溶液中吸附，以此循环，得到7-去氢胆固醇乙酸酯。
在本发明一些实施例中，所述低共熔溶剂作为功能单体；所述模板和功能单体通过共价键结合在一起。所述低共熔溶剂包括氢键给体和氢键受体；
所述氢键受体选自羧酸、多元酸、多元醇、糖类、尿素、酰胺和多元酚中的一种或多种；所述多元酸选自柠檬酸和/或咖啡酸；所述多元醇选自甘油和/或乙二醇；所述糖类选自葡萄糖；
所述氢键给体选自季铵盐和两性离子中的一种或多种；所述季铵盐选自氯化胆碱和/或四丁基溴化铵；所述两性离子选自甜菜碱。
在本发明中，所述低共熔溶剂是将氢键给体和氢键受体按照不同的摩尔比组成二组分或三组分混合物，加热制得。
聚合反应结束后，本发明将聚合产物研磨并过筛，得到均匀的颗粒物料。本发明将颗粒物料溶解在混合溶剂中，采用索氏提取法洗脱模板分子；本发明洗脱掉模板分子后，在印迹聚合物的印迹腔内形成能够与靶标分子通过非共价相互作用的结合位点。所述混合溶剂选自体积比9～20:1的乙醇-乙酸混合溶剂；或体积比9～20:1的甲醇-乙酸混合溶剂。洗脱的时间为22～26h。
洗脱模板分子结束后，在常温下烘干产水，得到具有一定空腔的分子印迹聚合物。
本发明将7-去氢胆固醇乙酸酯粗品与醇类溶剂或酮类溶剂混合，搅拌至溶清，再加入所述分子印迹聚合物，吸附，过滤，洗脱滤饼，得再生分子印迹聚合物。
在本发明中，所述7-去氢胆固醇乙酸酯粗品中包括式II所示的杂质；所述式II结构的杂质的碳谱和氢谱图如图1和图2所示。
在本发明中，所述7-去氢胆固醇乙酸酯粗品的质量与所述醇类溶剂或酮类溶剂的体积比为1g：(10～20)mL。本发明采用混合溶剂洗脱滤饼；所述混合溶剂选自体积比9～20:1的乙醇-乙酸混合溶剂；或体积比9～20:1的甲醇-乙酸混合溶剂。
本发明将所述再生分子印迹聚合物材料加入至溶液中吸附，以此循环，得到7-去氢胆固醇乙酸酯。在一些实施例中，吸附-解吸循环4～8次。得到的溶液浓缩至干，得到高纯度的7-去氢胆固醇乙酸酯。
本发明提供了一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法，以7-去氢胆固醇乙酸酯杂质为模板，基于低共熔溶剂为功能单体，制备分子印迹聚合物，然后采用其从7-去氢胆固醇乙酸酯粗品中分离出7-去氢胆固醇乙酸酯杂质，得到高纯度7-去氢胆固醇乙酸酯。其是一种易操作，工艺稳定可靠，收率高，且成本低的7-去氢胆固醇乙酸酯纯化方法。该方法能够去有效除掉该杂质，得到杂质含量低于0.10％，纯度大于97.0％的7-去氢胆固醇乙酸酯。
附图说明
图1为式II结构的化合物的碳谱图；
图2和图3均为式II结构的化合物的氢谱图；
图4为本发明实施例1中分子印迹聚合物材料的表征，其中，A为DES和DES-MIPs的红外光谱图，B为DES-MIPs的热重曲线，C为DES-MIPs的SEM图，D为DES-NIPs的SEM图，E为DES-MIPs的EDX图；
图5为本发明实施例1中7-去氢胆固醇乙酸酯粗品图谱；
图6为本发明实施例1中7-去氢胆固醇乙酸酯的图谱；
图7为本发明实施例2中7-去氢胆固醇乙酸酯粗品图谱；
图8为本发明实施例2中7-去氢胆固醇乙酸酯的图谱；
图9为本发明实施例3中7-去氢胆固醇乙酸酯粗品图谱；
图10为本发明实施例3中7-去氢胆固醇乙酸酯的图谱。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
称取2g咖啡酸，12g氯化胆碱，6g甲酸加入到50mL的圆底烧瓶中，在90℃的油浴锅中不断搅拌直至形成均匀的黑褐色液体，冷却至室温，用于制备7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物。
准确称取200mg7-去氢胆固醇乙酸酯杂质(具有式II结构)溶于50mL三氯甲烷中，随后加入10mL低共熔溶剂，在常温下预聚合反应12h。反应结束后，加入10mL交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，200mg引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，然后，将该混合物用氮气鼓泡5min，并在氮气保护下密封三颈瓶，然后将反应容器置于水浴锅中60℃下反应6h，70℃下反应18h。聚合反应结束后，为了获得小颗粒，将聚合物研磨过筛，并在甲醇中反复清洗。所得的产物通过使用乙醇-乙酸(9:1，v/v)混合物溶液的索氏提取法洗脱模板分子，洗脱24h后，在常温下烘干产物，从而获得具有一定空腔的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物(DES-MIPs)，干燥后备用。同时，在不加入7-去氢胆固醇乙酸酯杂质的情况下以相同步骤制备非分子印迹的聚合物(DES-NIPs)。
将19.6g 7-对甲苯磺酰腙-胆固醇乙酸酯，196ml甲苯，加入单口瓶中，搅拌溶清后，再向其中加入1.3g氢化锂，升温至回流反应2小时后，降温至0～10℃，滴加196ml水，萃取分液，收集有机层，有机层于60℃浓缩至干，得11.6g 7-去氢胆固醇乙酸酯粗品。
将11.6g 7-去氢胆固醇乙酸酯粗品(HPLC检测纯度为78.22％，杂质含量：20.64％)溶于232ml乙醇中，再加入5.0g 7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物，于25℃搅拌12h。搅拌结束后，第一轮吸附结束后，过滤，得到的滤饼是吸附杂质的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物材料，用乙醇-乙酸(9:1v/v)的混合溶剂洗涤吸附杂质的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物材料，烘干，得到再生的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物。将再生的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物加入到溶液中进行下一次吸附循环。进行6次吸附-解吸循环后，测定溶液中7-去氢胆固醇乙酸酯杂质含量小于0.1％。将吸附结束的溶液于40～45℃减压浓缩至干，得9.3g 7-去氢胆固醇乙酸酯。HPLC检测纯度为98.46％，该杂质含量为0％。
实施例2：
称取2g咖啡酸，10g氯化胆碱，10g甲酸加入到50mL的圆底烧瓶中，在90℃的油浴锅中不断搅拌直至形成均匀的黑褐色液体，冷却至室温，用于制备7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物。
准确称取200mg7-去氢胆固醇乙酸酯杂质溶于50mL三氯甲烷中，随后加入12mL低共熔溶剂，在常温下预聚合反应12h。反应结束后，加入20mL交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，200mg引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，然后，将该混合物用氮气鼓泡5min，并在氮气保护下密封三颈瓶，然后将反应容器置于水浴锅中60℃下反应6h，70℃下反应18h。聚合反应结束后，为了获得小颗粒，将聚合物研磨过筛，并在甲醇中反复清洗。所得的产物通过使用乙醇-乙酸(9:1，v/v)混合溶剂的索氏提取法洗脱模板分子，洗脱24h后，在常温下烘干产物，从而获得的具有一定空腔的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物，干燥后备用。
将19.0g 7-对甲苯磺酰腙-胆固醇乙酸酯，190ml甲苯，加入单口瓶中，搅拌溶清后，再向其中加入1.2g氢化锂，升温至回流反应2小时后，降温至0～10℃，滴加190ml水，萃取分液，收集有机层，有机层于60℃浓缩至干，得11g 7-去氢胆固醇乙酸酯粗品。
将11.0g 7-去氢胆固醇乙酸酯粗品(HPLC检测纯度为81.51％，杂质含量：17.19％)溶于220ml甲醇中，再加入7.0g 7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物，于25℃搅拌12h。搅拌结束后，第一轮吸附结束后，过滤，得到的滤饼是吸附杂质的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物材料，用甲醇-乙酸(9:1v/v)的混合溶剂洗涤吸附杂质的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物材料，烘干，得到再生的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物。将再生的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物加入到溶液中进行下一次吸附循环。进行6次吸附-解吸循环后，测定溶液中7-去氢胆固醇乙酸酯杂质含量小于0.1％。将吸附结束的溶液于40～45℃减压浓缩至干，得9.0g 7-去氢胆固醇乙酸酯。HPLC检测纯度为98.32％，该杂质含量为0％。
实施例3
称取1.5g咖啡酸，9g氯化胆碱，9g甲酸加入到50mL的圆底烧瓶中，在90℃的油浴锅中不断搅拌直至形成均匀的黑褐色液体，冷却至室温，用于制备7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物。
准确称取200mg7-去氢胆固醇乙酸酯杂质溶于50mL三氯甲烷中，随后加入15mL低共熔溶剂，在常温下预聚合反应12h。反应结束后，加入4mL交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，200mg引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，然后，将该混合物用氮气鼓泡5min，并在氮气保护下密封三颈瓶，然后将反应容器置于水浴锅中60℃下反应6h，70℃下反应18h。聚合反应结束后，为了获得小颗粒，将聚合物研磨过筛，并在甲醇中反复清洗。所得的产物通过使用乙醇-乙酸(9:1，v/v)混合溶剂的索氏提取法洗脱模板分子，洗脱24h后，在常温下烘干产物，从而获得的具有一定空腔的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物，干燥后备用。
将19.6g 7-对甲苯磺酰腙-胆固醇乙酸酯，196ml甲苯，加入单口瓶中，搅拌溶清后，再向其中加入1.3g氢化锂，升温至回流反应2小时后，降温至0～10℃，滴加196ml水，萃取分液，收集有机层，有机层于60℃浓缩至干，得11.8g 7-去氢胆固醇乙酸酯粗品。
将11.8g 7-去氢胆固醇乙酸酯粗品(HPLC检测纯度为84.38％，杂质含量：13.45％)溶于236ml丙酮中，再加入6.0g 7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物，于25℃搅拌12h。搅拌结束后，第一轮吸附结束后，过滤，得到的滤饼是吸附杂质的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物材料，用乙醇-乙酸(9:1v/v)的混合溶剂洗涤吸附杂质的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物材料，烘干，得到再生的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物。将再生的7-去氢胆固醇乙酸酯杂质分子印迹聚合物加入到溶液中进行下一次吸附循环。进行5次吸附-解吸循环后，测定溶液中7-去氢胆固醇乙酸酯杂质含量小于0.1％。将吸附结束的溶液于40～45℃减压浓缩至干，得10.0g 7-去氢胆固醇乙酸酯。HPLC检测纯度为97.97％，该杂质含量为0％。
由以上实施例可知，本发明提供的纯化方法易操作，工艺稳定可靠，收率高，且成本低；该方法能够去有效除掉该杂质，得到该杂质含量低于0.10％，纯度大于97.0％的7-去氢胆固醇乙酸酯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种7-去氢胆固醇中间体的纯化方法，包括以下步骤：
在惰性气氛下，将模板、低共熔溶剂、交联剂和引发剂混合进行聚合反应，洗脱模板分子，烘干，得到分子印迹聚合物；
所述模板具有式Ⅱ结构：
将7-去氢胆固醇乙酸酯粗品与醇类溶剂或酮类溶剂混合，搅拌至溶清，再加入所述分子印迹聚合物，吸附，过滤，洗脱滤饼，得再生分子印迹聚合物；所述7-去氢胆固醇乙酸酯粗品中包括式Ⅱ所示的杂质；
将所述再生分子印迹聚合物材料加入至溶液中吸附，以此循环，得到7-去氢胆固醇乙酸酯。
2.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述低共熔溶剂包括氢键给体和氢键受体；
所述氢键给体选自多元酸、多元醇、糖类、尿素、酰胺和多元酚中的一种或多种；
所述氢键受体选自甲酸、季铵盐和两性离子中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述多元酸选自柠檬酸和/或咖啡酸；
所述多元醇选自甘油和/或乙二醇；
所述季铵盐选自氯化胆碱和/或四丁基溴化铵；
所述两性离子选自甜菜碱。
4.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述交联剂选自乙二醇二甲基丙烯酸酯和/或玉米醇溶蛋白；
所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、酰类过氧化物、酯类过氧化物和氢过氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述醇类溶剂选自C1～C4的醇类溶剂；所述酮类溶剂选自丙酮或丁酮。
6.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述洗脱模板分子和洗脱滤饼均独立地选自混合溶剂；所述混合溶剂选自体积比9～20:1的乙醇-乙酸混合溶剂；或体积比9～20:1的甲醇-乙酸混合溶剂。
7.根据权利要求1所述的纯化方法，其特征在于，所述7-去氢胆固醇乙酸酯粗品的质量与所述醇类溶剂或酮类溶剂的体积比为1g：(10～20)mL。
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