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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
reduziertem Coenzym Q10. Reduziertes Coenzym
Q10 zeigt ein höheres Niveau der oralen Absorbierbarkeit
verglichen mit oxidiertem Coenzym Q10, und
ist eine Verbindung, die als Inhaltsstoff in guten Nahrungsmitteln,
funktionalen Ernährungsnahrungsmitteln,
spezifischen Gesundheitsnahrungsmitteln, Nährstoffergänzungsmitteln, Nährstoffen,
Tiermedikamenten, Getränken,
Futter, Kosmetika, Medikamenten, Heilmitteln, vorbeugenden Medikamenten,
etc. nützlich
ist.
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Technischer Hintergrund
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Es
ist bekannt, daß reduziertes
Coenzym Q
10 durch Herstellen des Coenzyms
Q
10 in konventioneller Weise hergestellt
werden kann, beispielsweise durch Synthese, Fermentieren oder Extraktion
aus natürlichen Produkten,
und durch das Aufkonzentrieren einer reduzierten Coenzym Q
10-haltigen Eluatfraktion, die durch Chromatographie
gewonnen wird (
JP-A-10-109933 ).
Bei der Gelegenheit, wie in der oben zitierten Veröffentlichung
beschrieben, kann die chromatographische Aufkonzentrierung nach
der Reduzierung des oxidierten Coenzyms Q
10 durchgeführt werden,
welches in dem reduziertem Coenzym Q
10 enthalten
ist, indem ein Reduktionsmittel wie Natriumborhydrid oder Natriumdithionit
(Natriumhyposulfit) verwendet wird, oder reduziertes Coenzym Q
10 kann durch Umsetzen des Reduktionsmittels,
das oben erwähnt
wurde, mit einem vorhandenen Coenzym Q
10 von
hohem Reinheitsgrad hergestellt werden.
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JP-A-57-70834 offenbart
ein Beispiel, bei dem reduziertes Coenzym Q
l0 durch
Lösen von
Coenzym Q
10 in Hexan synthetisiert wurde,
und indem eine wäßrige Lösung aus
Natriumhydrosulfit (Natriumhyposulfit) in einer zweifach dem Gewicht
des Coenzym Q
10 entsprechenden Menge zur
Lösung
zugegeben wurde, gefolgt vom Rühren.
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Die
vorstelligen Erfinder haben jedoch das obige Reduktionsverfahren
vorläufig
untersucht und herausgefunden, daß es nicht so leicht ist, reduziertes
Coenzym Q10 in großer Ausbeute mit hoher Qualität zu gewinnen.
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Das
obige Problem führt
nicht nur zu ökonomischen
Nachteilen, sondern auch zu Problemen der Qualität wie beispielsweise der Zumischung
oxidierten Coenzyms Q10, welches schwer
zu entfernen ist, in einem Produkt. Die Verwendung einer großen Menge
an Reduktionsmittel verstärkt
außerdem
die Last der Entfernung und Entgiftung des Reduktionsmittels und
der hiervon abstammenden Bestandteile.
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Die
obigen Nachteile der obigen Reduktionsreaktion geben daher Anlaß für die Notwendigkeit
eines anderen Reinigungsverfahrens.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Im
Hinblick auf das oben Gesagte, hat die vorliegende Erfindung das
Ziel, ein günstiges
und effizientes Syntheseverfahren zum Erhalt von reduziertem Coenzym
Q10 mit hoher Qualität bereitzustellen.
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Die
vorstelligen Erfinder haben intensive Untersuchungen angestellt,
und im Ergebnis herausgefunden, daß reduziertes Coenzym Q10 von hoher Qualität in einer hohen Ausbeute auf
leichte und wirksame Weise gewonnen werden kann, indem eine Reduktionsreaktion
unter spezifischen Bedingungen in einem Verfahren zur Herstellung
von reduziertem Coenzym Q10 durchgeführt werden
kann, welches das Reduzieren des oxidierten Coenzyms Ql0 mit
Dithionsäure
oder einem Salz davon umfaßt.
Auf Grundlage dieses Befundes haben die vorstelligen Erfinder die
vorliegende Erfindung vollbracht.
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Demgemäß ist die
vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Synthese von reduziertem
Coenzym Q10, welches das Reduzieren eines
oxidierten Coenzyms Q10 in wäßrigem Medium
unter Verwendung von Dithionsäure
oder einem Salz davon umfaßt,
wobei die Reduktion in Gegenwart eines Salzes und/oder in einer
deoxygenierten Atmosphäre
und bei einem pH-Wert von 7 oder darunter durchgeführt wird.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.
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In
der vorliegenden Erfindung wird Dithionsäure oder ein Salz davon als
Reduktionsmittel verwendet. Die Dithionsäure oder ein Salz davon ist
nicht besonders beschränkt,
aber eine Salzform der Dithionsäure
wird allgemein verwendet. Das Salz der Dithionsäure ist nicht besonders beschränkt, schließt aber
als bevorzugte Spezies Alkalimetalle, Erdalkalimetallsalze, Ammoniumsalze
und ähnliche
ein. Alkalimetallsalze wie ein Lithiumsalz, ein Natriumsalz und
Kaliumsalz sind mehr bevorzugt, und ein Natriumsalz ist am meisten
bevorzugt.
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Die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion wird in einem wäßrigen Medium durchgeführt. Die
Menge an Wasser, die in der Reduktionsreaktion verwendet werden
soll, ist nicht besonders beschränkt,
kann jedoch eine Menge Wasser sein, damit eine passende Menge des
Reduktionsmittels, d.h. die Thionsäure oder eines Salzes davon,
darin gelöst
werden kann. Im allgemeinen ist es beispielsweise ratsam, daß die Menge
der Dithionsäure
oder des Salzes davon für
gewöhnlich
auf nicht mehr als 30 Gew.% eingestellt ist, und vorzugsweise auf
nicht mehr als 20 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Wassers. Vom
Gesichtspunkt der Produktivität
aus ist es u.a. ratsam, daß die
Menge im allgemeinen auf nicht weniger als 1 Gew.% eingestellt wird,
vorzugsweise nicht weniger als 5 Gew.% und mehr bevorzugt nicht
weniger als 10 Gew.%.
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Die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion wird in Gegenwart eines Salzes und/oder in einer
deoxygenierten Atmosphäre
durchgeführt,
und bei einem pH-Wert von 7 oder darunter. Anders gesagt kann die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, wenn
in Gegenwart eines Salzes und wenn ein pH-Wert von 7 oder darunter
vorliegt, durchgeführt
werden. Außerdem
ist eine Bedingung ohne Vorhandensein von Salzen erlaubt, wenn die
Reduktion in einer deoxygenierten Atmosphäre und einem pH-Wert von 7
oder darunter durchgeführt
wird. Außerdem
ist es ebenfalls möglich,
die Reduktion in Gegenwart eines Salzes und in einer deoxygenierten
Atmosphäre
bei einem pH-Wert von 7 oder darunter durchzuführen.
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Das
oben erwähnte
Salz ist nicht besonders beschränkt,
sofern das reduzierte Coenzym Q10 hierdurch nicht
oxidiert wird. Beispielsweise kann ein Salz erwähnt werden, das aus einem Alkalimetall
wie Lithium, Natrium und Kalium besteht, oder Erdalkalimetalle,
wie Magnesium und Kalium, mit einem Halogenatom wie beispielsweise
Fluor, Chlor und Brom, oder einem Rest, der durch Ausschließen eines
Protons einer anorganischen Säure
wie Schwefelsäure
oder einer organischen wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure gewonnen
wird. Von diesen sind die anorganischen Salze bevorzugt, und Natriumchlorid,
Kaliumchlorid, Natriumsulfat und ähnliche sind mehr bevorzugt.
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Hinsichtlich
der Konzentration des oben erwähnten
Salzes, ist eine hohe Konzentration vorzuziehen. Genau gesagt beträgt die Konzentration
vorzugsweise 3 Gew.% oder darüber,
mehr bevorzugt 5 Gew.% oder darüber
und noch bevorzugter 10 Gew.% oder darüber, bezogen auf Wasser. Außerdem ist
es besonders bevorzugt das obigen Salz in einem Reaktionssystem
(wäßriges Medium)
zu lösen,
so daß die
Sättigung
nahe der Sättigung
liegt.
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Die
oben erwähnte
deoxygenierte Atmosphäre
kann durch Substituierung mit einem inerten Gas, Druckreduzierung,
Kochen oder eine Kombination daraus erreicht werden. Es ist bevorzugt,
zumindest die Substitution in einem inerten Gas durchzuführen, d.h.
eine inerte Gasatmosphäre
zu verwenden. Als inertes Gas können
beispielsweise Stickstoffgas, Kohlendioxidgas, Heliumgas, Argongas,
Wasserstoffgas und ähnliche
erwähnt
werden. Stickstoffgas ist jedoch bevorzugt.
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Es
wurde gefunden, daß die
Reduktionsreaktion in Gegenwart eines Salzes und/oder in einer deoxygenierten
Atmosphäre,
die oben erwähnt
wurde, besonders effizient war, wenn Dithionsäure oder ein Salz als Reduktionsmittel
verwendet wird, und daß eine
solche Reaktion stark an der Verbesserung der Ausbeute der Reduzierungsreaktion
oder der Abnahme des Reduktionsmittels teil hatte.
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Außerdem wird
die obige Reduktionsreaktion bei einem pH-Wert von 7 oder darunter
durchgeführt, vorzugsweise
in einem pH-Bereich
von 3 bis 7 und mehr bevorzugt in einem pH-Bereich von 3 bis 6.
Der oben erwähnte
pH-Wert kann mit Säuren
eingestellt werden (z.B. Mineralsäuren, wie Salzsäure und
Schwefelsäure),
oder mit Basen (z.B. Alkalimetallhydroxiden, wie Natriumhydroxid).
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Wie
oben beschrieben wurde, können
zahlreiche Faktoren entsprechend kontrolliert werden, um den Verbleib
oxidierten Coenzyms Q10 oder eine Bildung
des oxidierten Coenzyms Q10 als Nebenprodukt
des reduzierten Coenzym Q10 zu minimieren,
und dadurch kann reduziertes Coenzym Q10 mit
hoher Qualität
in einer großen
Ausbeute synthetisiert werden.
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In
der oben erwähnten
Reduktionsreaktion wird ein günstiges
Umfeld bereitgestellt, welches ermöglicht, daß vorzugsweise die Reduktionsreaktion
voranschreitet, und der Verbleib, die Nebenproduktbildung und die
Zumischung des oxidierten Coenzyms Q10 minimiert
wird. Dadurch kann in stabiler Weise eine große Ausbeute erreicht werden.
Außerdem
ist es ebenfalls möglich,
die Menge der oben erwähnten
Dithionsäure
oder des Salzes, das als Reduktionsmittel verwendet werden soll,
zu minimieren.
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Die
Menge der Dithionsäure
oder des Salzes, das verwendet werden soll, ist nicht besonders
beschränkt.
Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen sollte die Menge, die
verwendet wird, jedoch nicht größer sein
als das Beladungsgewicht des oxidierten Coenzyms Q10.
Das untere Niveau kann vorzugsweise nicht geringer als 1/5 des Gewichts
sein, mehr bevorzugt nicht geringer als ungefähr 2/5 des Gewichts und noch
bevorzugter nicht geringer als 3/5 des Gewichts, bezogen auf das
Beladungsgewicht des oxidierten Coenzyms Q10.
Auf diese Weise kann die Reaktion besser mit einer Menge durchgeführt werden,
die innerhalb eines Bereichs von ungefähr 2/5 des Gewichts des oben
erwähnten
Beladungsgewichts bis zu einem Gewicht, das grob dem des Beladungsgewichts
entspricht, durchgeführt
werden.
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Die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion wird vorzugsweise unter Druckfluß durchgeführt. Die
Kraft, die für
das Rühren
benötigt
wird, um einen solchen Fluß per
Volumeneinheit zu verursachen, beträgt im allgemeinen nicht weniger
als ungefähr
0,01 kW/m3, vorzugsweise nicht weniger als
ungefähr
0,1 kW/m3 und mehr bevorzugt nicht weniger
als ungefähr
0,3 kW/m3. Der oben erwähnte Druckfluß wird im
allgemeinen durch die Umdrehung einer Rührschaufel/Rührschaufeln
verursacht, aber die Verwendung von Rührschaufeln ist nicht immer
notwendig, sofern der oben erwähnte
Fluß anders
erzielt werden kann. Beispielsweise kann ein Verfahren, das auf
Flüssigzirkulation
beruht, benutzt werden.
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Die
Temperatur für
die oben erwähnte
Reduktionsreaktion ist nicht besonders beschränkt, aber vorzugsweise beträgt sie 100°C oder darunter,
mehr bevorzugt 80°C
oder darunter und noch bevorzugter 60°C oder darunter. Das untere
Niveau der Temperatur ist vorzugsweise das der Verfestigungstemperatur
des Systems. Die Reaktion kann vorzugsweise in einem Temperaturbereich
von 0 bis 100°C,
mehr bevorzugt von 0 bis 80°C
und noch bevorzugter von 0 bis 60°C
durchgeführt
werden.
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Die
Substratkonzentration in der oben erwähnten Reduktionsreaktion ist
nicht besonders beschränkt, aber
das Gewicht des oxidierten Coenzyms Q10 bezogen
auf das Lösungsmittelgewicht
beträgt
vorzugsweise nicht weniger als 1 Gew.%, mehr bevorzugt nicht weniger
als 3 Gew.%, noch bevorzugter nicht weniger als 10 Gew.% und besonders
bevorzugt nicht weniger als 15 Gew.%. Das obere Niveau ist nicht
besonders beschränkt,
aber ist ebenfalls vorzugsweise nicht mehr als ungefähr 60 Gew.%,
mehr bevorzugt nicht mehr als 50 Gew.%, noch bevorzugter nicht mehr
als 40 Gew.% und besonders bevorzugt nicht mehr als 30 Gew.%. Das
bedeutet, daß die
Reaktion vorzugsweise bei einer Substratkonzentration von ungefähr 1 bis
60 Gew.%, bevorzugt ungefähr
3 bis 50 Gew.%, und am bevorzugtesten ungefähr 10 bis 40 Gew.% durchgeführt werden kann.
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Die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion wird in einem wäßrigen Medium durchgeführt. Das
wäßrige Medium
kann einfaches Wasser sein oder es kann eine Kombination aus Wasser
und einem organischen Lösungsmittel
sein.
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Das
oben erwähnte
organische Lösungsmittel
ist nicht besonders beschränkt,
aber im Hinblick auf die Ausbeute und Qualität des reduzierten Coenzyms
Q10, vorzugsweise mindestens eine Art, die
aus Kohlenwasserstoffen, Fettsäureestern,
Ethern und Nitrilen ausgewählt
ist, und hiervon sind Kohlenwasserstoffe am bevorzugtesten. Die
oben erwähnten
organischen Lösungsmittel
sind wirksame Lösungsmittel
mit großer
Fähigkeit
das Vorhandensein, die Bildung von Nebenprodukten und die Zumischung
des oxidierten Coenzyms Q10 zu inhibieren.
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Die
Kohlenwasserstoffe sind nicht besonders beschränkt, aber es können beispielsweise
aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe,
halogenierte Kohlenwasserstoffe etc. erwähnt werden. Bevorzugt sind
aliphatische Kohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe
und darunter sind aliphatische Kohlenwasserstoffe besonders bevorzugt.
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Die
aliphatischen Kohlenwasserstoffe sind nicht besonders beschränkt, und
sie können
cyclisch oder acyclisch sein oder gesättigt oder ungesättigt. Jedoch
enthalten sie im allgemeinen 3 bis 20 Kohlenstoffatome und bevorzugt
5 bis 12 Kohlenstoffatome.
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Als
spezifische Beispiele können
beispielsweise erwähnt
werden Propan, Butan, Isobutan, Pentan, 2-Methylbutan, Cyclopentan,
2-Penten, Hexan, 2-Methylpentan, 2,2-Dimethylbutan, 2,3-Dimethylbutan,
Methylcyclopentan, Cyclohexan, Hexylen, Cyclohexylen, Heptan, 2-Methylhexan,
3-Methylhexan, 2,3-Dimethylpentan, 2,4-Dimethylpentan, Methylcyclohexan,
1-Hepten, Octan, 2,2,3-Trimethylpentan, Isooctan, Ethylcyclohexan,
1-Octen, Nonan, 2,2,5-Trimethylhexan, 1-Nonen, Decan, 1-Decen, p-Menthan,
Undecan, Dodecan, etc.
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Von
diesen sind die gesättigten
aliphatischen Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen mehr bevorzugt,
und besonders bevorzugt werden Pentan, 2-Methylbutan und Cyclopentan
verwendet, die 5 Kohlenstoffatome haben (bezeichnet als "Pentane"); Hexan, 2-Methylpentan, 2,2-Dimethylbutan,
2,3-Dimethylbutan, Methylcyclopentan, Cyclohexan, welche 6 Kohlenstoffatome
haben (nachfolgend bezeichnet als "Hexane"); Heptan, 2-Methylhexan, 3-Methylhexan, 2,3-Dimethylpentan,
2,4-Dimethylpentan, Methylcyclohexan, die 7 Kohlenstoffatome haben
(bezeichnet als "Heptane"); Octan, 2,2,3-Trimethylpentan,
Isooctan, Ethylcyclohexan, die 8 Kohlenstoffatome haben (bezeichnet
als Octane); und eine Mischung daraus. Insbesondere sind die oben
erwähnten
Heptane besonders bevorzugt, da sie die Neigung dazu haben, eine
sehr starke Wirkung zu haben, um reduziertes Coenzym Q10 vor
Oxidierung zu schützen,
und Heptan ist am meisten bevorzugt.
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Die
aromatischen Kohlenwasserstoffe sind nicht besonders beschränkt, aber
im allgemeinen enthalten sie 6 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise
6 bis 12 Kohlenstoffatome und mehr bevorzugt 7 bis 10 Kohlenstoffatome.
Als spezifische Beispiele können
erwähnt
werden beispielsweise Benzol, Toluol, Xylol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol,
Ethylbenzol, Cumol, Mesitylen, Tetralin, Butylbenzol, p-Cymol, Cyclohexylbenzol,
Diethylbenzol, Pentylbenzol, Dipentylbenzol, Dodecylbenzol, Styrol,
etc. Bevorzugt sind Toluol, Xylol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, Ethylbenzol,
Cumol, Mesitylen, Tetralin, Butylbenzol, p-Cymol, Cyclohexylbenzol,
Diethylbenzol und Pentylbenzol. Mehr bevorzugt sind Toluol, Xylol,
o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, Cumol und Tetralin und am bevorzugtesten
ist Cumol.
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Die
halogenierten Kohlenwasserstoffe sind nicht besonders beschränkt, und
sie können
cyclisch oder acyclisch, gesättigt
oder ungesättigt
sein. Jedoch werden acyclische Kohlenwasserstoffe vorzugsweise verwendet.
Mehr bevorzugt sind chlorierte Kohlenwasserstoffe und fluorierte
Kohlenwasserstoffe, und chlorierte Kohlenwasserstoffe werden noch
mehr bevorzugt. Zusätzlich
sind solche, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 4
Kohlenstoffatome und mehr bevorzugt 1 bis 2 Kohlenstoffatome enthalten,
zu verwenden.
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Als
spezifische Beispiele können
beispielsweise erwähnt
werden Dichlormethan, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, 1,1-Dichlorethan,
1,2-Dichlorethan, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, 1,1,1,2-Tetrachlorethan,
1,1,2,2-Tetrachlorethan, Pentachlorethan, Hexachlorethan, 1,1-Dichlorethylen,
1,2-Dichlorethylen, Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, 1,2-Dichlorpropan,
1,2,3-Trichlorpropan, Chlorbenzol, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, etc.
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Bevorzugt
sind Dichlormethan, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, 1,1-Dichlorethan,
1,2-Dichlorethan, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, 1,1-Dichlorethylen,
1,2-Dichlorethylen, Trichlorethylen, Chlorbenzol und 1,1,1,2-Tetrafluorethan.
Mehr bevorzugt sind Dichlormethan, Chloroform, 1,2-Dichlorethylen,
Trichlorethylen, Chlorbenzol und 1,1,1,2-Tetrafluorethan.
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Die
Fettsäureester
sind nicht besonders beschränkt,
aber es können
beispielsweise Propionate, Acetate, Formiate etc. erwähnt werden.
Bevorzugt sind Acetate und Formiate und mehr bevorzugt sind Acetate. Funktionale
Ester-Gruppen davon sind nicht besonders beschränkt, aber Alkylester mit 1
bis 8 Kohlenstoffatomen, Aralkylester mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
bevorzugt sind Alkylester mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und mehr
bevorzugt sind Alkylester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, zu verwenden.
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Als
Propionate können
beispielsweise Methylpropionat, Ethylpropionat, Butylpropionat,
Isopentylpropionate, etc. erwähnt
werden.
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Als
Acetate können
beispielsweise Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, Isopropylacetat,
Butylacetat, Isobutylacetat, sek-Butylacetat, Pentylacetat, Isopentylacetat,
sek-Hexylacetat,
Cyclohexylacetat, Benzylacetat, etc. erwähnt werden. Bevorzugt sind
Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, Isopropylacetat, Butylacetat,
Isobutylacetat, sek-Butylacetat, Pentylacetat, Isopentylacetat,
sek-Hexylacetat
und Cyclohexylacetat. Mehr bevorzugt sind Methylacetat, Ethylacetat,
Propylacetat, Isopropylacetat, Butylacetat und Isobutylacetat. Am
meisten bevorzugt ist Ethylacetat.
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Bezüglich der
Formiate können
beispielsweise erwähnt
werden Methylformiat, Ethylformiat, Propylformiat, Isopropylformiat,
Butylformiat, Isobutylformiat, sek-Butylformiat, Pentylformiat,
etc. Bevorzugt sine Methylformiat, Ethylformiat, Propylformiat,
Butylformiat, Isobutylformiat und Pentylformiat und am meisten bevorzugt
ist Ethylformiat.
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Die
Ether sind nicht besonders beschränkt, aber es können cyclische
oder acyclische oder gesättigte oder
ungesättigte
sein. Gesättigte
sind aber vorzugsweise zu verwenden. Im allgemeinen sind solche,
die 3 bis 20 Kohlenstoffatome und bevorzugt 4 bis 12 Kohlenstoffatome
und mehr bevorzugt 4 bis 8 Kohlenstoffatome haben zu verwenden.
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Als
spezifische Beispiele können
beispielsweise erwähnt
werden Diethylether, Methyl-tert-butylether, Dipropylether, Diisopropylether,
Dibutylether, Dihexylether, Ethylvinylether, Butylvinylether, Anisol,
Phenethol, Butylphenylether, Methoxytoluol, Dioxan, Furan, 2-Methylfuran,
Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether,
Ethylenglykoldibutylether, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether,
Ethylenglykolmonobutylether, etc.
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Bevorzugt
sind Diethylether, Methyl-tert-butylether, Dipropylether, Diisopropylether,
Dibutylether, Dihexylether, Anisol, Phenetol, Butylphenylether,
Methoxytoluol, Dioxan, 2-Methylfuran, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran,
Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether, Ethylenglykoldibutylether,
Ethylenglykolmonomethylether und Ethylenglykolmonoethylether. Mehr
bevorzugt sind Diethylether, Methyl-tert-butylether, Anisol, Dioxan,
Tetrahydrofuran, Ethylenglykolmonomethylether und Ethylenglykolmonoethylether.
Mehr bevorzugt sind Diethylether, Methyl-tert-butylether, Anisol,
etc. und am meisten bevorzugt ist Methyl-tert-butylether.
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Die
Nitrile sind nicht besonders beschränkt, und es können cyclische
oder acyclische oder gesättigte oder
ungesättigte
sein. Jedoch werden vorzugsweise gesättigte verwendet. Im allgemeinen
sind solche, die 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, vorzugsweise
2 bis 12 Kohlenstoffatome und mehr bevorzugt 2 bis 8 Kohlenstoffatome
zu verwenden.
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Als
spezifische Beispiele können
beispielsweise erwähnt
werden Acetonitril, Propiononitril, Malononitril, Butyronitril,
Isobutyronitril, Succinonitril, Valeronitril, Glutaronitril, Hexannitril,
Heptylcyanid, Octylcyanid, Undecannitril, Dodecannitril, Tridecannitril, Pentadecannitril,
Stearonitril, Chloracetonitril, Bromacetonitril, Chlorpropionnitril,
Brompropionnitril, Methoxyacetonitril, Methylcyanoacetat, Ethylcyanoacetat,
Tolunitril, Benzonitril, Chlorbenzonitril, Brombenzonitril, Cyanoobenzoesäure, Nitrobenzonitril,
Anisonitril, Phthalonitril, Bromtolunitril, Methylcyanobenzoat,
Methoxybenzonitril, Acetylbenzonitril, Naphthonitril, Biphenylcarbonitril, Phenylpropiononitril,
Phenylbutyronitril, Methylphenylacetonitril, Diphenylacetonitril,
Naphthylacetonitril, Nitrophenylacetonitril, Chlorbenzylcyanid,
Cyclopropancarbonitril, Cyclohexancarbonitril, Cycloheptancarbonitril, Phenylcyclohexancarbonitril,
Tolylcyclohexancarbonitril, etc.
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Bevorzugt
sind Acetonitril, Propiononitril, Succinonitril, Butyronitril, Isobutyronitril,
Valeronitril, Methylcyanoacetat, Ethylcyanoacetat, Benzonitril,
Tolunitril und Chlorpropiononitril. Mehr bevorzugt sind Acetonitril, Propiononitril,
Butyronitril und Isobutyronitril und am meisten bevorzugt ist Acetonitril.
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Von
diesen oben erwähnten
organischen Lösungsmitteln
wird bevorzugt ein Lösungsmittel
mit niedriger Mischbarkeit in Wasser verwendet. Das macht es möglich, die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion, und zusätzlich
die Nachbehandlungsschritte nach der Reduktionsreaktion adäquat durchzuführen.
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Beim
Auswählen
des Lösungsmittels
aus den oben erwähnten
Lösungsmitteln,
sind Eigenschaften wie der Siedepunkt und die Viskosität vorzugsweise
in Betracht zu ziehen, zum Beispiel sollte das Lösungsmittel einen Siedepunkt
haben, der eine entsprechende Erwärmung zur Steigerung der Löslichkeit
ermöglicht,
und die Gewinnung des Lösungsmittels
aus den Kristallisierungsfiltraten erleichtert, und die Lösungsmittelentfernung
aus den feuchten Massen durch Trocknung (ungefähr 30 bis 150°C bei 1 atm),
ein Schmelzpunkt, bei dem eine Verfestigung bei Behandlung bei Raumtemperatur
wie auch bei der Abkühlung
auf Raumtemperatur oder darunter nicht auftritt (nicht weniger als
ungefähr
0°C, bevorzugt
nicht weniger als ungefähr
10°C, noch bevorzugter
nicht weniger als ungefähr
20°C), und
eine niedrige Viskosität
(nicht höher
als ungefähr
10 cp bei 20°C).
Unter dem Gesichtspunkt der industriellen Verarbeitbarkeit wird
ein Lösungsmittel,
welches bei gewöhnlicher
Temperatur kaum flüchtig
ist bevorzugt; im allgemeinen beispielsweise eines mit einem Siedepunkt der
nicht niedriger als ungefähr
80°C ist,
und eines mit einem Siedepunkt von nicht weniger als ungefähr 90°C ist besonders
bevorzugt.
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Die
oben erwähnte
Reduktionsreaktion kann für
gewöhnlich
innerhalb von 5 Stunden bis zum Ende durchgeführt werden, vorzugsweise innerhalb
von 3 Stunden, und mehr bevorzugt innerhalb einer Stunde.
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Das
erzeugte reduzierte Coenzym Q10 wird in
einem organischen Lösungsmittel
aus der so erhaltenen wäßrigen Mischung
nach der Reduktionsreaktion extrahiert, um eine organische Phase
zu gewinnen, die das reduzierte Coenzym Q10 enthält. Dann
wird, falls notwendig (vorzugsweise), die organische Phase wiederholt weiter
mit Wasser gewaschen, um Unreinheiten vollständig zu entfernen. Das zu verwendende
Wasser zum Waschen ist nicht besonders beschränkt, aber es ist vorzugsweise
Wasser oder eine wäßrige Lösung, die
ein Salz enthält,
vorzugsweise ein anorganisches Salz wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid
und Natriumsulfat etc. hinsichtlich der Leichtigkeit der Flüssigkeitstrennung
(wobei die Konzentration des Salzes vorzugsweise hoch ist und für gewöhnlich bei
5 Gew.% oder darüber
liegt, vorzugsweise bei ungefähr
10 Gew.% oder darüber
und mehr bevorzugt bei der Konzentration der Sättigung oder nahe der Sättigung).
Die Extraktion und die Waschschritte, die oben erwähnt wurden,
können
unter sauren Bedingungen durchgeführt werden, vorzugsweise bei einem
pH-Wert von 6 oder darunter und mehr bevorzugt bei pH 5 oder darunter
zur Maximierung der Bildung von oxidiertem Coenzym Q10 als
Nebenprodukt.
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Das
organische Lösungsmittel,
das in der Extraktion, die oben erwähnt wurde, verwendet wird ist
nicht besonders beschränkt.
Aber aufgrund der oben erwähnten
Anhaltspunkte ist es bevorzugt, ein Art zu verwenden, die aus Kohlenwasserstoff,
Fettsäureestern,
Ethern und Nitrilen, wie oben erwähnt wurde, ausgewählt wurde.
Wenn das organische Lösungsmittel
zusammen in der oben erwähnten
Reduktionsreaktion verwendet wird, wird das gleiche organische Lösungsmittel
vorzugsweise ebenfalls als Extraktionslösungsmittel verwendet.
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Die
so erhaltene organische Phase, die das reduzierte Coenzym Q10 enthält,
kann dann Arbeitsschritten unterworfen werden, die entsprechend
aus Kühlen,
Aufkonzentrierung, Lösungsmittelsubstituierung
oder ähnlichen
kombiniert werden, wobei das reduzierte Coenzym Ql0 kristallisiert
wird. Das reduzierte Coenzym Ql0 von hoher
Qualität,
das durch das oben erwähnte
Verfahren gewonnen wird, kann unter normalem Druck oder reduziertem
Druck getrocknet werden.
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Die
oben erwähnten
Behandlungen nach der Reduktionsreaktion, d.h. eine Reihe aus Arbeitsschritten von
der Extraktion bis zur Gewinnung des getrockneten Kristalls, werden
in einer deoxygenierten Atmosphäre durchgeführt. Vorzugsweise
kann die Behandlung beispielsweise in einer trägen Gasatmosphäre wie in
Stickstoffgas-, Heliumgas-, Kohlendioxidgas-, Argongasund Wasserstoffgasatmosphären durchgeführt werden, und
besonders bevorzugt in einer Stickstoffgasatmosphäre.
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Erfindungsgemäß können zahlreiche
Faktoren, die das Vorhandensein, die Bildung von Nebenprodukten
und die Zumischung des oxidierten Coenzyms Q10 inhibieren
entsprechend kontrolliert werden, und dadurch kann reduziertes Coenzym
Q10 von hoher Qualität in einer günstigen
und wirksamen Weise bei hoher Ausbeute gewonnen werden. Das reduzierte
Coenzym Q10, das erfindungsgemäß gewonnen
wird, ist ein Produkt, mit überwiegend
hoher Qualität
und es kann erwartet werden, daß das
Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10 zum oxidierten
Coenzym Q10 nicht weniger als 96/4 ist,
vorzugsweise nicht weniger als 98/2, mehr bevorzugt nicht weniger
als 99/1.
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Beste Art der Durchführung der
Erfindung
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Die
folgenden Beispiele stellen die vorliegende Erfindung in weiterem
Detail dar. Diese Beispiele sind jedoch in keiner Weise für den Bereich
der vorliegenden Erfindung als beschränkend anzusehen. In den Beispielen
wurden die Reinheit des reduzierten Coenzyms Q10 und
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidierten
Coenzym Q10 Gewichtsverhältnis durch HPLC-Analyse, die unten
beschrieben ist, bestimmt. Die Reinheitswerte des reduzierten Coenzyms
Q10, welche bestimmt wurden, sind jedoch
in keiner Weise indikativ für
die begrenzenden Reinheitswerte, die erfindungsgemäß erreicht
werden können.
Gleichermaßen
sind die Gewichtsverhältniswerte
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidierten
Coenzym Q10 niemals indikativ für das obere
Niveau dieses Verhältnisses.
-
(HPLC Bedingungen)
-
- Säule:
SYMMETRY C18 (Produkt von Waters), 250 mm (Länge), 4,6 mm (Innendurchmesser;
mobile Phase: C2H5OH:CH3OH = 4:3 (V/V); Detektionswellenlänge: 210
nm; Fließrate:
1 ml/min; Rückhaltedauer
des reduzierten Coenzym Q10: 9,1 min; Rückhaltedauer
des oxidierten Coenzyms Q10: 13,3 min.
-
(Beispiel 1)
-
Unter
Rühren
(Rührstromverbrauch
0,3 kW/m3), werden 100 g des oxidierten
Coenzyms Q10 (Reinheit 99,4 %) bei 48°C in einer
wäßrigen Lösung durch
Lösen von
80 g Natriumdithionit (Reinheit 75 % oder mehr) in 1100 g 10 Gew.%iger
Lauge nacheinander als Reduktionsmittel hinzugegeben, um eine Reduktionsreaktion bei
48°C und
einem pH-Wert von 4 bis 6 durchzuführen. Nach Verstreichen von
2 Stunden wurden 1000 g Heptan hinzugegeben und eine wäßrige Phase
wurde entfernt. Dann wurde die Heptanphase 6-mal mit 1000 g gesättigter
Lauge gewaschen, die durch Salzsäure
auf pH 3 eingestellt worden ist, um eine Heptan-Lösung des
reduzierten Coenzyms Q10 zu ergeben. Alle
der oben erwähnten
Arbeitsschritte wurden in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Das
Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10 zum oxidierten
Coenzym Q10 in der Heptan-Lösung betrug
99,5/0,5, und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
99 mol%.
-
(Beispiel 2)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 gewonnen, außer daß die Reduktionsreaktion
in der Atmosphäre
durchgeführt
wurde. Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes
Coenzym Q10 in Heptan-Lösung betrug 99,0/1,0 und die
Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
99 mol%.
-
(Beispiel 3)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 gewonnen, außer daß eine wäßrige Lösung (kein
Natriumchlorid hinzugefügt),
durch Lösen
von 80 g Natriumdithionit (Reinheit 75 % oder mehr) in 1000 g Wasser
hergestellt, als Reduktionsmittel verwendet wurde. Das Gewichtsverhältnis des
reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes Coenzym
Ql0 in der Heptan-Lösung betrug 99,4/0,6, und die
Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
99 mol%.
-
(Vergleichsbeispiel 1)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 gewonnen, außer daß eine wäßrige Lösung (kein
Natriumchlorid hinzugefügt)
durch Lösen
von 80 g Natriumdithionit (Reinheit 75 % oder mehr) in 1000 g Wasser
hergestellt wurde, und als Reduktionsmittel verwendet wurde, und
die Reduktionsreaktion in der Atmosphäre durchgeführt wurde. Das Gewichtsverhältnis des
reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes Coenzym
Q10 in der Heptan-Lösung betrug 87,4/12,6, und
die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
87 mol%.
-
(Beispiel 4)
-
Oxidiertes
Coenzym Q10 (100 g; Reinheit 99,4 %) wurde
in 1000 g Heptan bei 25°C
gelöst.
Unter Rühren
(Rührkraftverbrauch
0,3 kW/m3) wurde eine wäßrige Lösung durch Lösen von
62 g Natriumdithionit (Reinheit 75 % oder mehr) in 1100 g 10 Gew.%iger
Lauge hergestellt und graduierlich als Reduktionsmittel hinzugegeben,
um eine Reduktionsreaktion bei 25°C
und einem pH-Wert von 4 bis 6 durchzuführen. Nach Verstreichen von
2 Stunden wurde die wäßrige Phase
aus der Reaktionslösung
entfernt und eine Heptanphase wurde 6-mal mit 1000 g gesättigter
Lauge gewaschen, welche mit Salzsäure auf pH 3 eingestellt worden
war, um eine Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 zu ergeben.
Alle oben erwähnten
Arbeitsschritte wurden in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Das
Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertem
Coenzym Q10 in der Heptan-Lösung betrug
99,5/0,5, und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
99 mol%.
-
(Beispiel 5)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzym Ql0 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 gewonnen, außer daß die Reduktionsreaktion
in der Atmosphäre
durchgeführt
wurde. Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes
Coenzym Q10 in der Heptan-Lösung betrug
99,3/0,7, und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
99 mol%.
-
(Beispiel 6)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 gewonnen, außer daß eine wäßrige Lösung (kein
Natriumchlorid zugegeben) durch Lösen von 62 g Natriumdithionit
(Reinheit 75 % oder mehr) in 1000 g Wasser hergestellt wurde, welches
als Reduktionsmittel verwendet wurde. Das Gewichtsverhältnis des
reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes Coenzym
Ql0 in der Heptan-Lösung betrug 99,4/0,6, und die
Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
99 mol%.
-
(Beispiel 7)
-
Eine
Hexan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Ql0 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 5 gewonnen, außer daß Hexan
als Lösungsmittel
für das
Lösen des
oxidierten Coenzyms Q10 verwendet wurde.
Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes
Coenzym Q10 in der Hexan-Lösung
betrug 99,1/0,9 und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug 99 mol%.
-
(Vergleichsbeispiel 2)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 gewonnen, außer daß eine wäßrige Lösung (kein
Natriumchlorid hinzugegeben) durch Lösen von 65 g Natriumdithionit
(Reinheit 75 % oder mehr) in 1000 g Wasser hergestellt wurde und
als Reduktionsmittel verwendet wurde, und die Reduktionsreaktion
in der Atmosphäre
durchgeführt
wurde. Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes
Coenzym Q10 in der Heptan-Lösung betrug
91,0/9,0, und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
91 mol%.
-
(Beispiel 8)
-
Eine
Hexan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 gewonnen, außer daß Hexan
als Lösungsmittel
zum Lösen
des oxidierten Coenzyms Q10 verwendet wurde, und
eine Lösung
(kein Natriumchlorid hinzugegeben) in der 60 g Natriumdithionit
(Reinheit 75 % oder mehr) in 1000 g gelöst war, wurde als Reduktionsmittel
verwendet. Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes
Coenzym Ql0 in der Hexan-Lösung betrug
99,3/0,7, und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms betrug 99 mol%.
-
(Vergleichsbeispiel 3)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 8 gewonnen, außer daß die Reduktionsreaktion
in der Atmosphäre
durchgeführt
wurde. Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertes
Coenzym Q10 in der Heptan-Lösung betrug
90,9/9,1 und die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
91 mol%.
-
(Beispiel 9)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 gewonnen, außer daß eine wäßrige Lösung durch
Lösen von
80 g Natriumdithionit (Reinheit 75 % oder mehr) in 1050 g 5 Gew.%
Lauge als Reduktionsmittel verwendet wurde, und die Reduktionsreaktion
in der Atmosphäre
durchgeführt
wurde. Das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q10/oxidierten
Coenzyms Q10 betrug 98,9/1,1, und die Ausbeute
des reduzierten Coenzyms Q10 betrug 99 mol%.
-
(Vergleichsbeispiel 4)
-
Eine
Heptan-Lösung
des reduzierten Coenzyms Q10 wurde durch
das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 gewonnen, außer daß die Reduktionsreaktion
in einem PH-Bereich von 8 bis 9 durchgeführt wurde. Das Gewichtsverhältnis des
reduzierten Coenzyms Q10/oxidiertem Coenzym
Q10 in der Heptan-Lösung betrug 54,0/46,0, und
die Ausbeute des reduzierten Coenzyms Q10 betrug
54 mol%.
-
(Referenzbeispiel 1)
-
1
g reduziertes Coenzym Q
10 (Gewichtsverhältnis des
reduzierten Coenzyms Q
10/oxidierten Coenzyms
Q
10 ist 99,6/0,4) wurde in 20 g verschiedener
Lösungsmittel,
die in Tabelle 1 gezeigt sind, bei 25°C gelöst. In der Atmosphäre wurde
das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q
10/oxidiertem
Coenzym Q
10 in den Lösungen nach Rühren für 24 Stunden
bei 35°C
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Lösungsmittel | R |
Heptan | 99,1/0,9 |
Hexan | 98,7/1,3 |
Toluol | 98,8/1,2 |
Chloroform | 98,9/1,1 |
Ethylacetat | 98,9/1,1 |
Methyl-tert-butylether | 98,6/1,4 |
Tetrahydrofuran | 98,5/1,5 |
- R: Reduziertes Coenzym Q10/oxidiertem
Coenzym Q10 Gewichtsverhältnis
-
(Referenzbeispiel 2)
-
1
g des reduzierten Coenzyms Q
10 (Gewichtsverhältnis des
reduzierten Coenzyms Q
10/oxidiertem Coenzym
Q
10 ist 99,6/0,4) wurde in 100 g verschiedener
Lösungsmittel,
die in Tabelle 2 gezeigt sind, bei 35°C gelöst. In der Atmosphäre wurde
das Gewichtsverhältnis
des reduzierten Coenzyms Q
10/oxidiertem
Coenzym Q
10 in den Lösungen nach Rühren für 24 Stunden
bei 25°C
gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Lösungsmittel | R |
Heptan | 96,7/3,3 |
Ethylacetat | 96,4/3,6 |
Acetonitril | 96,0/4,0 |
- R: Reduziertes Coenzym Q10/oxidiertem
Coenzym Q10 Gewichtsverhältnis
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Da
die vorliegende Erfindung die Zusammensetzung hatte, die oben erwähnt wurde,
kann reduziertes Coenzym Ql0 von hoher Qualität in einer
günstigen
und effizienten Weise gewonnen werden. Dadurch ist das Verfahren
für die
Produktion in industriellem Maßstab
geeignet.