CN117586111B - 一种连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于固定床微反应器连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法，首先将姜黄素溶解于溶剂中作为待加氢底物溶液与氢气混合形成气液混合物，然后将气液混合物通入填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器中进行反应，反应结束后进行气液分离，液体产物进入后续的分离纯化系统。与现有技术中传统的间歇釜式反应和固定床反应相比，本发明方法能够实现操作连续，反应时间短，操作简单，可有效减少副产物六氢姜黄素和八氢姜黄素的生成，产品纯度更高，安全性和经济性明显提升，适于工业上的应用。
Description
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种基于固定床微反应器连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法。
背景技术
四氢姜黄素是姜黄素在人体内代谢的主要产物，与姜黄素相比，其化学稳定性、水溶液稳定性、生物利用度均具有明显优势。它不仅具有促进胰岛细胞分泌胰岛素，增强胰岛功能的作用，还具有降血脂，调节紊乱的糖脂代谢的作用。同时四氢姜黄素具有抑制酪氨酸酶的强效活性，能有效抑制氧自由基的生成并清除已经形成的自由基，而且其外观为无味的白色粉末，克服了普通姜黄提取物化学不稳定易使皮肤染色的缺陷，因此作为天然功能性美白原料具有巨大的开发潜力。
目前四氢姜黄素的合成方法主要有生物合成法和化学合成法。生物合成法(Maehara, et al., Chem. Pharm. Bull., 2011, 59, 1042-1044)是通过姜黄根茎中的内生真菌转化得到四氢姜黄素，该方法需要用到特殊的菌种，且转化效率不高，不适于大量生产。化学合成法目前多采用姜黄素为原料通过催化氢化来制备四氢姜黄素。专利CN111925284A和专利CN104496779A均使用了较复杂的催化还原体系，选择性低，后续的纯化难度大。专利CN114031488A使用钯炭或雷尼镍对姜黄素进行催化加氢，催化剂成本较高、危险性大。专利KR1020200001327A使用钯碳作为催化剂，通过将姜黄素与氢气通入固定床反应器进行反应，催化剂成本高，物料质量浓度低于5%，所需溶剂量大，反应时间长，生产效率低。CN111018705A采用先保护羟基，再进行加氢还原的策略，路线复杂，反应时间长，原子经济性较差。
以上方法在工业上应用时均存在一定的限制，因此，仍需开发一种高效、稳定、安全，适于工业应用的方法来制备四氢姜黄素。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种基于固定床微反应器连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法，与现有技术中传统的间歇釜式反应和固定床反应相比，本发明方法能够实现操作连续，反应时间短，操作简单，可有效减少副产物六氢姜黄素和八氢姜黄素的生成，产品纯度更高，安全性和经济性明显提升，适于工业上的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法，包括以下步骤：
（1）将姜黄素溶解于有机溶剂中作为待加氢底物溶液；
（2）将步骤（1）中所述的待加氢底物溶液与氢气在微混合器内混合形成气液微分散状态的气液混合物；
（3）将步骤（2）中所述的气液混合物通入填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器中进行反应；
（4）将反应结束后得到的气液混合物进行气液分离，液体产物进入后续的分离纯化系统；
其中，步骤（1）中，所述有机溶剂选自四氢呋喃；
步骤（1）中，所述待加氢底物溶液的质量浓度为5%~15%；
步骤（2）中，姜黄素与氢气的摩尔比为1:2.4~6；
步骤（3）中，所述气液混合物在所述微填充床反应器中的停留时间为60~180 s；
步骤（3）中，所述反应的温度为90~140 °C；
步骤（3）中，所述反应的压力为1~5 MPa；
步骤（3）中，所述固体颗粒催化剂选自镍氧化硅催化剂、镍氧化铝催化剂中的至少一种；
步骤（3）中，所述固体颗粒催化剂的尺寸为200~500微米。
优选地，步骤（2）中，姜黄素与氢气的摩尔比为1:3~5。
优选地，步骤（3）中，所述反应的压力为2.5~3.5 MPa。
在本发明方法中，步骤（2）中所述微混合器为能实现本发明气液体系均匀混合的微反应器，优选膜分散反应器、微筛孔反应器、T型反应器中的一种。
在本发明方法中，步骤（3）中所述填充床反应器为本领域常规的微填充床反应器，优选地，床层长径比为23~39:1。
在本发明方法中，步骤（4）中所述分离纯化系统包括浓缩、溶剂置换、结晶、离心等常见过程。
进一步地，结晶溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、正庚烷、甲基叔丁基醚、异丙醚、水中的至少一种，优选为乙醇和水组成的混合溶剂。
在本发明方法中，步骤（4）中所述气液分离得到的气体含氢气，该气体可进入尾气处理系统，也可回收利用，如用于步骤（2）中与所述待加氢底物溶液混合等。
与现有技术相比，本发明主要具有如下优势：
1、本发明技术与现有技术相比，意想不到的实现了以高浓度姜黄素为底物高效的制备高纯度的四氢姜黄素。
相较于现有技术中将姜黄素与氢气分别通入或将氢气压入姜黄素溶液，本发明在催化加氢过程中，首先在微混合器内将气液充分混合，使气液固三相接触面积更大，催化效率更高，同时物料用量精准可控，可避免因氢气用量不足或物料未充分接触而导致的反应不完全，反应效率更高。
结合对溶剂种类、催化剂尺寸、温度等反应条件的选择和控制，本发明的方法可将反应时间从反应釜所需的数小时或现有技术中固定床反应所需的一小时以上降低至3分钟以内，并在大大缩短的时间内实现了高达100%的转化率，93%以上，最高可达97%的选择性，极大的提高了反应效率；
2、本发明使用传热效率高的固定床微反应器，可避免剧烈放热导致的催化剂失活，安全性更高；
3、本发明反应时间精确可控，可减少过度氢化副产物六氢姜黄素和八氢姜黄素的产生，产品纯度高达98%以上；
4、相较于现有技术中使用的贵金属钯催化剂，本发明使用廉价的负载镍催化剂，催化剂成本更低；与现有技术中使用的雷尼镍相比，本发明使用的负载镍催化剂可直接接触空气，操作简单，安全性大幅提升；
5、相较于现有技术中由于涉及催化剂与反应液分离的步骤而导致的催化剂与反应产物分离不彻底、回收难度大等问题，本发明反应产物离开反应器即与固体催化剂分离，催化剂不会被反应液带出，无需额外的过滤等分离步骤即可进入后续分离系统，操作简单；
6、本发明方法无放大效应，可快速等比例放大至吨级生产。
附图说明
图1为本发明的一种基于固定床微反应器连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法的流程示意图，其中1为微混合器，2为填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器，3为气液分离器；
图2为实施例1制备的四氢姜黄素的核磁共振氢谱谱图；
图3为实施例1制备的四氢姜黄素的液相色谱图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照设备厂商所建议的条件。
实施例1
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为5%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为3:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化硅催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为100 °C，反应压力2.5 MPa，停留时间120 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性97.1%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率91.9%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度99.0%。
实施例2
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为15%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化硅催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为120 °C，反应压力3.5 MPa，停留时间180 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性95.4%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率90.3%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.2%。
实施例3
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为10%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化硅催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为120 °C，反应压力3.0 MPa，停留时间120 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性96.2%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率90.9%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.4%。
实施例4
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为15%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为3:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化硅催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为130 °C，反应压力2.5 MPa，停留时间90 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性93.8%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率89.6%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.0%。
实施例5
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为10%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化硅催化剂（催化剂尺寸500微米）的微反应器，设置反应温度为120 °C，反应压力3.0 MPa，停留时间120 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性95.6%。经浓缩后加入甲基叔丁基醚搅拌析晶，得白色固体，收率89.8%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.4%。
实施例6
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为10%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸500微米）的微反应器，设置反应温度为120 °C，反应压力3 MPa，停留时间100 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性97.6%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率92.0%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.6%。
实施例7
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为5%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为3:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为90 °C，反应压力2.5 MPa，停留时间100 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性95.3%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率89.5%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.5%。
实施例8
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为15%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为3:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为140 °C，反应压力3.5 MPa，停留时间150 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性95.9%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率89.3%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.5%。
实施例9
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为5%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为5:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸500微米）的微反应器，设置反应温度为100 °C，反应压力2.5 MPa，停留时间60 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性96.5%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率90.6%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.7%。
实施例10
配制姜黄素的四氢呋喃溶液，质量浓度为10%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1；溶液与氢气在微混合器中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸500微米）的微反应器，设置反应温度为110 °C，反应压力3.0 MPa，停留时间120 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，姜黄素转化率100%，四氢姜黄素选择性94.8%。经浓缩后加入乙醇/水混合溶液搅拌析晶，得白色固体，收率89.6%（按收集反应产物的时间内的姜黄素的消耗量计算），纯度98.0%。
对比例不同反应条件对反应效果的影响
1.溶剂
将姜黄素溶解于下表所列的溶剂中，质量浓度5%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1，溶液与氢气在微混合气中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置反应温度为120 °C，反应压力3.0 MPa，停留时间120 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，结果列于下表：
| 溶剂 | 转化率/% | 选择性 | 反应温度 |
| N,N’-二甲基甲酰胺 | 100 | 89 | 120°C |
| 四氢呋喃 | 100 | 96.7 | 120°C |
| 丙酮 | 28 | 46 | 120°C |
| 乙醇 | 59 | 50 | 120°C |
以上结果表明，溶剂的种类会影响本发明方法的转化率与选择性，其中溶剂为四氢呋喃时，反应兼具高的转化率和选择性。
2.固体颗粒催化剂的尺寸
将姜黄素溶解于四氢呋喃中，质量浓度5%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1，溶液与氢气在微混合气中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸见下表）的微反应器，设置反应温度为120 °C，反应压力3.0 MPa，停留时间120 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，结果列于下表：
| 催化剂尺寸 | 转化率/% | 选择性 | 压降 |
| 100 | 100 | 93 | 0.36 |
| 200 | 100 | 96 | 0.21 |
| 500 | 100 | 97.6 | 0.12 |
| 1000 | 80 | 86 | 0.09 |
以上结果表明，催化剂的尺寸会影响本发明方法的转化率与选择性，其中尺寸为200~500微米时，反应兼具高的转化率和选择性。
3.反应温度
将姜黄素溶解于四氢呋喃中，质量浓度5%，控制氢气与姜黄素的摩尔比为4:1，溶液与氢气在微混合气中混合，形成的气液混合物经过装填有镍氧化铝催化剂（催化剂尺寸200微米）的微反应器，设置不同反应温度，反应压力3.0 MPa，停留时间90 s，在微反应器出口收集经气液分离的反应产物。对所得的反应产物进行分析，结果列于下表：
以上结果表明，反应温度会影响本发明方法的转化率与选择性，其中反应温度为90~140 °C时，反应兼具高的转化率和选择性。
综上可知，溶剂种类、催化剂尺寸、反应温度均会对反应最终的转化率及选择性产生较大影响，当溶剂为四氢呋喃，固体颗粒催化剂的尺寸为200~500微米，反应温度为90~140 °C时，转化率可达100%，选择性可达93%以上。产品无需重结晶可到达食品级要求（含量95%以上），重结晶后纯度可达98%以上。
此外应理解，所属领域的从业人员在上述说明的基础上可以轻易做出其它不同形式的变动或修改，显然，这些等价形式同样落于本发明创造的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种连续催化加氢制备四氢姜黄素的方法，包括以下步骤：
（1）将姜黄素溶解于有机溶剂中作为待加氢底物溶液；
（2）将步骤（1）中所述的待加氢底物溶液与氢气在微混合器内混合形成气液微分散状态的气液混合物；
（3）将步骤（2）中所述的气液混合物通入填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器中进行反应；
（4）将反应结束后得到的气液混合物进行气液分离，液体产物进入后续的分离纯化系统；
其中，步骤（1）中，所述有机溶剂四氢呋喃；
步骤（1）中，所述待加氢底物溶液的质量浓度为5%~15%；
步骤（2）中，姜黄素与氢气的摩尔比为1:2.4~6；
步骤（3）中，所述气液混合物在所述微填充床反应器中的停留时间为60~180 s；
步骤（3）中，所述反应的温度为90~140 °C；
步骤（3）中，所述反应的压力为1~5 MPa；
步骤（3）中，所述固体颗粒催化剂选自镍氧化硅催化剂、镍氧化铝催化剂中的至少一种；
步骤（3）中，所述固体颗粒催化剂的尺寸为200~500微米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，姜黄素与氢气的摩尔比为1:3~5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述反应的压力为2.5~3.5MPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述微混合器为膜分散反应器、微筛孔反应器、T型反应器。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5266344A (en) * | 1988-08-12 | 1993-11-30 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for making tetrahydrocurcumin and a substance containing the antioxidative substance tetrahydrocurcumin |
| CN104496779A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-08 | 陕西嘉禾植物化工有限责任公司 | 一种四氢姜黄素的制备方法 |
| KR20200001327A (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-06 | 한서대학교 산학협력단 | 커큐민 수소화물의 제조방법 |
| CN111018705A (zh) * | 2019-12-21 | 2020-04-17 | 南京纽邦生物科技有限公司 | 一种四氢姜黄素及其中间体的制备方法 |
| CN112979583A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-18 | 鹤壁中昊新材料科技有限公司 | 一种微反应器内吡啶连续液相加氢合成哌啶的方法 |
| CN113402395A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-09-17 | 浙江迪邦化工有限公司 | 一种基于固定床微反应器连续高效合成间苯二胺的方法 |
| WO2022003726A1 (en) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | Bio Pharma Laboratories Pvt. Ltd. | Antioxidant herbal composition in seamless capsules for cigarette filter application |
| CN114031488A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 太阳树(莆田)生物医药有限公司 | 一种四氢姜黄素的合成方法 |
| CN116425649A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-07-14 | 八叶草生物科技(三明)有限公司 | 一种氨基酸-姜黄素衍生物及其制备方法和应用 |
| CN116947795A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-10-27 | 天津泰普制药有限公司 | 一种s-羟丙基四氢吡喃三醇的连续合成方法 |
-
2024
- 2024-01-15 CN CN202410051000.8A patent/CN117586111B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5266344A (en) * | 1988-08-12 | 1993-11-30 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method for making tetrahydrocurcumin and a substance containing the antioxidative substance tetrahydrocurcumin |
| CN104496779A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-08 | 陕西嘉禾植物化工有限责任公司 | 一种四氢姜黄素的制备方法 |
| KR20200001327A (ko) * | 2018-06-27 | 2020-01-06 | 한서대학교 산학협력단 | 커큐민 수소화물의 제조방법 |
| CN111018705A (zh) * | 2019-12-21 | 2020-04-17 | 南京纽邦生物科技有限公司 | 一种四氢姜黄素及其中间体的制备方法 |
| WO2022003726A1 (en) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | Bio Pharma Laboratories Pvt. Ltd. | Antioxidant herbal composition in seamless capsules for cigarette filter application |
| CN112979583A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-18 | 鹤壁中昊新材料科技有限公司 | 一种微反应器内吡啶连续液相加氢合成哌啶的方法 |
| CN113402395A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-09-17 | 浙江迪邦化工有限公司 | 一种基于固定床微反应器连续高效合成间苯二胺的方法 |
| CN114031488A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 太阳树(莆田)生物医药有限公司 | 一种四氢姜黄素的合成方法 |
| CN116425649A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-07-14 | 八叶草生物科技(三明)有限公司 | 一种氨基酸-姜黄素衍生物及其制备方法和应用 |
| CN116947795A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-10-27 | 天津泰普制药有限公司 | 一种s-羟丙基四氢吡喃三醇的连续合成方法 |
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