一种胆甾酸及其衍生物的氧化除杂方法与流程

1.本发明涉及胆甾酸及其衍生物除杂技术领域，更具体的是涉及胆甾酸及其衍生物生物除杂技术领域。


背景技术：

2.胆甾酸是一种重要的医药化工中间体，包括3α,7α,12α-三羟基-5β-胆甾烷-24-酸(3α,7α,12α-trihydroxy-5β-cholan-24-acid)、3α,12α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸(3α,12α-dihydroxy-5β-cholan-24-acid)、3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸(3α,7α-dihydroxy-5β-cholan-24-acid)、3α,7β-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸(3α,7β-dihydroxy-5β-cholan-24-acid)等。胆甾酸衍生物包括3α，7β二羟基胆烷酰-n-牛磺酸等。
[0003][0004]
其中r为-oh或-nh-ch
2-ch
2-so3h或-nh-ch
2-cooh或烷氧基；
[0005]
r1为-h或
–
oh或＝o；
[0006]
r2为-h或-oh或＝o；
[0007]
r3为-h或-oh或＝o；
[0008]
r4为-h或-oh或＝o或-ch2ch3或＝chch3。
[0009]
胆甾酸主要从动物胆汁中提取或半合成，胆甾酸化学结构22号、23号碳原子之间的单键变为双键，则为22-烯-胆甾酸杂质的化学结构，胆甾酸中通常含有该杂质，胆甾酸中含有22-烯-胆甾酸杂质，胆汁酸衍生物中含有胆甾酸衍生物22-烯烃杂质，该杂质的代谢产
物包括基因毒性杂质警示结构，是杂质研究及控制的重点。目前没有专门除去22-烯-胆甾酸杂质的报道。


技术实现要素：

[0010]
本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种胆甾酸及其衍生物的氧化除杂方法。
[0011]
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0012]
一种胆甾酸及其衍生物的氧化除杂方法，包括如下步骤：将胆甾酸和/或胆甾酸衍生物与溶剂、碱混合，调节ph＝7.0-14，搅拌下加入高锰酸钾或高锰酸钾溶液，搅拌反应2-120分钟(搅拌反应至杂质限度合格)，将胆甾酸中的22-烯-胆甾酸杂质或胆甾酸衍生物中的胆甾酸衍生物22-烯烃杂质氧化破坏去除。
[0013]
本技术的技术方案中，本发明在特定的溶剂和ph下，通过高锰酸钾选择性氧化22-烯-胆甾酸杂质，即高锰酸钾在碱性溶液中将胆甾酸和/或胆甾酸衍生物氧化除杂，同时不会将胆甾酸的羟基氧化变杂，本发明除杂方法物料成本和操作成本极低，具有工业应用价值。
[0014]
22-烯-胆甾酸杂质比胆甾酸化学结构多一个双键，理论上可能通过还原或者氧化的方法去除该杂质，但还原法一般需要使用昂贵的钯炭等贵金属为催化剂，氢气加压条件下反应，即危险成本又高，且胆甾酸空间位阻较大不一定能通过还原去除该杂质，因为胆甾酸及其衍生物均含有羟基基团，通过氧化法氧化去除双键，容易发生胆甾酸的羟基基团同时被氧化的副反应，而使产品变杂。高锰酸钾为便宜易得的强氧化剂，一般认知，会将羟基、双键等活泼基团均氧化。本发明认为胆甾酸空间位阻较大，猜测一些便宜、传统的非选择性强氧化剂也可能对胆甾酸的羟基、双键氧化有区别，最终通过大量氧化剂和氧化条件的筛选，发现高锰酸钾在碱性水溶液条件下能选择性氧化22-烯-胆甾酸杂质上的双键结构，而不破坏胆甾酸上的羟基活泼基团。22-烯-胆甾酸杂质被高锰酸酸钾氧化破坏去除，氧化破坏成为杂质氧化降解物(化学结构见杂质氧化降解物化学结构1和2)，杂质氧化降解物与胆甾酸结构差异更大易分离，如直接调酸结晶析出胆甾酸，杂质氧化降解物留在滤液中被去除。也可通过萃取、树脂吸附等方式实现胆甾酸和杂质氧化降解物的分离。
[0015][0016]
优选的，溶剂为水。
[0017]
优选的，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0018]
优选的，胆甾酸和高锰酸钾的重量比为100:0.02-2。
[0019]
优选的，胆甾酸衍生物和高锰酸钾的重量比为100:0.02-2。
[0020]
优选的，调节ph至8.5-13。
[0021]
优选的，搅拌反应30分钟。
[0022]
优选的，胆甾酸和/或胆甾酸衍生物为含胆甾酸和/或胆甾酸衍生物的乙酸丁酯或乙酸乙酯溶液，加入氢氧化钠水溶液，直至水层ph＝7.0-12，分液，取水层加入高锰酸钾或高锰酸钾溶液，搅拌反应2-120分钟，将胆甾酸中的22-烯-胆甾酸杂质或胆甾酸衍生物中的胆甾酸衍生物22-烯烃杂质氧化破坏去除。
[0023]
优选的，除杂结束后加入乙醇、活性炭，继续搅拌，后反应液过滤，滤液用酸调节ph，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得胆甾酸和/或胆甾酸衍生物精制品。
[0024]
优选的，酸为盐酸、硫酸或醋酸。
[0025]
本技术的技术方案中：
[0026]
搅拌下加入高锰酸钾或高锰酸钾溶液后，只要是水保持液态的温度范围下，都可实现搅拌反应除杂；
[0027]
搅拌反应2-120分钟，即搅拌反应至杂质限度合格后，搅拌或放置数小时再后处理，对产品质量没有负面影响。
[0028]
本发明的有益效果如下：
[0029]
1.本发明中，天然胆甾酸中22-烯-胆甾酸杂质的hplc紫外检测，该杂质占比约14％，本技术的方法能特异除去该杂质，或胆甾酸衍生物中的胆甾酸衍生物22-烯烃杂质，收率高；
[0030]
2.本发明高锰酸钾使用量低，除杂成本低，约1元/kg；
[0031]
3.本发明无危险气体产生，相对更安全；
[0032]
4.100公斤胆甾酸对应废渣约0.011～1.09公斤，废渣量低；
[0033]
5.除杂反应时间20-60分钟，时间短，效率高；
[0034]
6.本发明可采用水为溶剂，易嵌入现有胆甾酸现有提取工艺中；
[0035]
7.本发明无需氢气加压催化氢化，更安全，易规模化应用。
附图说明
[0036]
图1是本发明实施例9中3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品hplc图；
[0037]
图2是实施例9中除杂反应液hplc图。
具体实施方式
[0038]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0039]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
实施例1
[0041]
一种胆甾酸及其衍生物的氧化除杂方法，包括如下步骤：
[0042]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％(hplc紫外检测器峰面积比)]100g，氢氧化钠10g，水500g，ph＝10.2。搅拌下加入高锰酸钾1g，室温搅拌反应30分钟，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.2％，向反应瓶中加入乙醇5g，加活性炭1g，继续室温搅拌2小时，反应液过滤，滤液用盐酸调酸至ph＝3，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸精制品99g，重量收率99％。
[0043]
对比例1
[0044]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]100g，氢氧化钠10g，水500g，搅拌下滴加10％次氯酸钠溶液10g，室温搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝14.0％，没有除杂效果，且检测发现大量未知杂质。
[0045]
对比例2
[0046]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]100g，醋酸16g，甲醇500g，搅拌下滴加10％次氯酸钠溶液10g，室温搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝14％，没有除杂效果，且9％的3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸被转化为3α-羟基-7-酮基-5β-胆甾烷-24-酸杂质，2％的3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸被转化为3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸甲酯杂质。
[0047]
对比例3
[0048]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]100g，氢氧化钠10g，水500g，搅拌下分批次加入双氧水1g，室温搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)比例无变化，产品也无变化。
[0049]
对比例4
[0050]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]100g，氢氧化钠10g，水500g，搅拌下分批次加入溴酸钠1g，室温搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝14.6％，比例基本无变化，产品峰降解7％，同时产生多个杂质。
[0051]
对比例5
[0052]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]100g，水500g，加入氢氧化钠调节ph至6.5，搅拌下分批次加入高锰酸钾1g，室温搅拌反应30分钟左右，取该混悬液样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝14.7％，且有少量杂质产生。
[0053]
实施例1与对比例1-5的结果统计如表1所示，由表1知，仅实施例1对去除22-烯-胆甾酸杂质有效，且产品不会变杂。
[0054]
表1实施例1与对比例1-5的结果统计表
[0055][0056]
实施例2
[0057]
反应瓶中加入10％浓度的3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]的乙酸丁酯溶液1000g，加入1％的氢氧化钠水溶液，直至水层ph＝9，分液，取水层加入高锰酸钾0.5g，搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.01％；反应液过滤，滤液用50％硫酸调酸至ph3，加热至45℃搅拌30分钟，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸精制品98.5g，重量收率98.5％。
[0058]
实施例3
[0059]
反应瓶中加入12.5％浓度的3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝13％]的乙酸乙酯溶液800g，加入1000g水，用30％的氢氧化钠水溶液调节ph至水层ph＝8.9，分液，水层减压蒸馏浓缩至800g，搅拌分液，分批加入高锰酸钾0.2g，室温搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.2％；反应液过滤，滤液用50％硫酸调酸至ph3，加热至45℃搅拌30分钟，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸精制品98.5g，重量收率98.5％。
[0060]
实施例4
[0061]
反应瓶中加入3α,7α,12α-三羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝9％]100kg，水700kg，再加入氢氧化钠调节ph至12，搅拌1小时，搅拌下加入高锰酸钾0.3g，搅拌反应30分钟，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.2％，向反应瓶中加入亚硫酸钠1kg，继续室温搅拌2小时；反应液过滤，滤液用盐酸调酸至ph3，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得3α,7α,12α-三羟基-5β-胆甾烷-24-酸精制品99.5kg，重量收率99.5％。
[0062]
实施例5
[0063]
反应瓶中加入3α,7β-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝4％]100g，水800g，加氢氧化钠调节ph至10.5，搅拌2小时。搅拌下滴加1％浓度的高锰酸钾溶液10g，室温搅拌反应1小时，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.1％，向反应瓶中加入乙醇1g，加活性炭1g，继续室温搅拌2小时；反应液过滤，滤液用盐酸调酸至ph3，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得3α,7β-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸精制品99g，重量收率99％。
[0064]
实施例6
[0065]
反应瓶中加入3α，7β二羟基胆烷酰-n-牛磺酸粗品[(22-烯-胆甾酸衍生物杂质)/(胆甾酸衍生物)＝3％]100g，水200g，加氢氧化钠调节ph至9，搅拌2小时。搅拌下加入0.3g高锰酸钾(分批加入)，室温搅拌反应0.5小时，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：((22-烯-胆甾酸衍生物杂质)/(胆甾酸衍生物)＝0.05％，向反应瓶中加入乙醇1g，加活性炭1g，继续室温搅拌1小时；反应液过滤，滤液加热至70～80℃，调节ph至1，搅拌冷至0～5℃
洗晶30～40h，过滤，抽干后用冰水淋洗，抽干，40～60℃常压干燥至水分6.2～7.2％，得合格3α，7β二羟基胆烷酰-n-牛磺酸。
[0066]
实施例7
[0067]
反应瓶中加入3α，7α二羟基胆烷酰-n-牛磺酸粗品[(22-烯-胆甾酸衍生物杂质)/(胆甾酸衍生物)＝16％]100g，水200g，加氢氧化钠调节ph至9，搅拌2小时。搅拌下加入0.5g高锰酸钾，搅拌反应0.5小时，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：((22-烯-胆甾酸衍生物杂质)/(胆甾酸衍生物)＝0.01％，向反应瓶中加入乙醇1g，加活性炭1g，继续搅拌1小时；反应液过滤，滤液加热至70～80℃，调节ph至1，搅拌冷至0～5℃洗晶30～40h，过滤，抽干后用冰水淋洗，抽干，40～50℃常压干燥至水分6.2～7.2％，得合格3α，7α二羟基胆烷酰-n-牛磺酸。
[0068]
实施例8
[0069]
反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝15％]50g，3α，7α二羟基胆烷酰-n-牛磺酸粗品[(22-烯-胆甾酸衍生物杂质)/(胆甾酸衍生物)＝15％]50g，水300g，加氢氧化钠调节ph至12，搅拌2小时。搅拌下加入0.6g高锰酸钾，室温搅拌反应0.5小时，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示：((22-烯-胆甾酸及衍生物杂质)/(胆甾酸及衍生物)＝0.1％，向反应瓶中加入乙醇1g，加活性炭1g，继续室温搅拌1小时；反应液过滤，滤液加热至70～80℃，调节ph至1，搅拌冷至0～5℃洗晶30～40h，过滤，抽干后用冰水淋洗，抽干，40～60℃常压干燥得合格3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸与3α，7β二羟基胆烷酰-n-牛磺酸的混合物，为胆甾酸与胆甾酸衍生物的混合物之一。
[0070]
实施例9
[0071]
如图1和2所示，反应瓶中加入3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品[(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝6.98％，见图1]100g，氢氧化钠10g，水500g，室温下搅拌溶清。搅拌下分批次加入高锰酸钾0.5g，室温搅拌反应30分钟左右，取样hplc检测(紫外检测器)，检测结果显示(见图2)：(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.13％，向反应瓶中加入乙醇2g，继续室温搅拌2小时；反应液过滤，滤液用盐酸调酸至ph3，升温至43℃搅拌30分钟，过滤，滤饼用水洗涤，烘干得3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸精制品99.1g，重量收率99.1％
[0072]
表2为3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品hplc图对应的峰表
[0073][0074]
表3为除杂反应液hplc图对应的峰表
[0075]
[0076][0077]
图1和表2为3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸粗品的hplc(紫外检测器)检测的色谱图和峰表，保留时间34.954min的峰为22-烯-胆甾酸杂质的出峰，保留时间398.443min的峰为胆甾酸(即3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸)的出峰，二者之间的峰面积之比为，(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝22.30/319.52＝6.98％。
[0078]
图2和表3为除杂反应液的hplc(紫外检测器)检测的色谱图和峰表，保留时间34.800min的峰为22-烯-胆甾酸杂质的出峰，保留时间39.492min的峰为胆甾酸(即3α,7α-二羟基-5β-胆甾烷-24-酸)的出峰，二者之间的峰面积之比为，(22-烯-胆甾酸杂质)/(胆甾酸)＝0.66/492.36＝0.13％。22-烯-胆甾酸杂质占比显著降低，被去除。