高纯度氢化大豆卵磷脂的生产方法与流程

文档序号:15979397发布日期:2018-11-17 00:08阅读:2241来源:国知局

本发明涉及一种高纯度氢化大豆卵磷脂的生产方法,属于医药化工领域。

背景技术

催化氢化

氢化大豆卵磷脂是以高碘值大豆卵磷脂为原料,经催化氢化、纯化后制得。该产品外观称成淡黄色或白色粉末状固体。大豆卵磷脂经催化加氢后,使分子结构中的不饱和双键加氢打开,脱除异味,产品的稳定性和化学性质(稳定性、分散性、乳化性)得到显著改善,适用于低温或常温的较长时间保存。氢化大豆卵磷脂在食品、保健品、高级化妆品、医药制造、轻工业中有广泛应用。

由于工艺限制,目前市场上同类产品存在碘值高,纯度较低,稳定性差,异味难以除去等问题,限制其在高端市场,尤其是医药制造工业的应用。鉴于此,本发明通过催化加氢工艺,分子中不饱和双键基本氢化完全,有效脱除产品异味,显著降低碘值,再通过纯化手段,降低杂质含量,极大提高产品纯度,从而使产品的稳定性和化学性质(稳定性、分散性、乳化性)得到显著改善,拓宽其应用范围,满足医药行业对高纯度卵磷脂的需求,填补市场空白。

1966年,sokol'skii等尝试用pt/pdbaso4作为催化剂,发现用10%的混合pt-pd催化剂的氢化速率要小于纯10%pd催化剂。后来又用pt-pd/baso4催化剂,考察不同溶剂对卵磷脂加氢的影响。负载于活性炭的贵金属催化剂,如pd、pt以其氢化温度低、催化剂用量少、反应选择性好等优点逐渐受到重视。该方法存在催化剂效率低,产品碘值较高的问题。

何凤英等分别对钯、雷尼镍、铜-铬氧化物、镍-钼-铼/硅铝催化剂,进行筛选评价,实验结果表明只有钯催化剂有较好的加氢活性。氢气压力0.490mpa,反应温度50~60℃,钯催化剂用量为大豆磷脂重5%,以二氯甲烷或二氯甲烷-乙醇混合物为溶剂,恒温反应3h,得到了氮含量0.62%,碘价为20~30、磷含量为3.2%、的淡黄色的氢化大豆磷脂产品,收率为80%。该工艺得到的产品碘值依然较高,无法满足要用需求。

日本专利jp0403629报道使用混合溶剂正庚烷和低级醇作溶剂,pt作为催化剂,反应温度80℃,压力20kg/cm3,得到了90%氢化卵磷脂,碘值4.3。该工艺得到的产品碘值较低,但反应温度较高,压力较大,能耗高,效率低。

曹亮在cn103130829中以非晶态nib/硅藻土-pd/硅藻土为催化剂,氢气压力1mpa,反应时间1h,反应温度70℃,乙醇作为溶剂,经柱层析纯化得氢化卵磷脂产品,碘值15。柱层析的方法效率较低,能耗高,限制其规模化生产。

章飞通过考察不同溶剂、温度、压力、催化剂和不同时间情况下的碘值,最终选定氢化条件为原料10g,催化剂为5%的钯炭(含水量为63.25%),用量为原料质量的5%,溶剂采用二氯甲烷∶乙醇混合溶剂(v∶v=3∶1)用量为160ml,反应温度为50±2℃,反应压力0.5mpa,反应时间为3.5h,得到碘值在10以下,pc纯度65%的氢化卵磷脂。

卵磷脂氢化反应催化剂应用最多的是钯、铂、镍。较早使用的镍催化剂,由于其加氢活性低,不易再生,氢气压力要求较大,不利于工业化生产。铂、钯被用作加氢反应催化剂,他们加氢活性高,贵重金属催化剂资源匮乏,价格昂贵,但是由于是分散型催化剂,用量比较少,相较于高附加值的氢化卵磷脂产品来说,催化剂的价格可以接受。钯炭是催化加氢最常用的催化剂之一,由于活性炭具有比较大的表面积,钯负载于其中,可以大幅提高加氢效率。

纯化

1溶剂萃取法

张维农等将大豆油脚用适量乙醇浸提脱水脱油后,经真空浓缩除去乙醇,后用乙醚溶解,得悬浮液通过离心除去固体杂质,上层清液加入丙酮沉淀,得到pc含量为65.8%的大豆粗磷脂产品。溶剂萃取法主要用于原料的预处理和初步浓缩。

2柱层析法

李卫等通过洗脱方式及梯度差实验,得出梯度差为采用氯仿-甲醇(2∶1,v/v)~无水甲醇的梯度洗脱模式梯度洗脱为最佳洗脱方式的结论,其洗脱剂用量为5-6倍柱体积,洗脱时间为6h左右,能得到较纯的pc产品。柱层析法消耗溶剂量大,收率低,或固定相昂贵、吸附剂再生困难和溶剂难以循环利用等不足之处。

3超临界流体萃取法

专利us5616352中,在压力为10~100bar、温度为30~50℃时,用丙烷∶二氧化碳(70∶30,w/w),进行萃取,得到磷脂含量为85%的产物。超临界流体法中较常用的是超临界co2,它溶油能力较强而溶解磷脂的能力较弱,且设备费用比较昂贵。

4酶催化精制法

lekh等人采用酶法来提高磷脂中磷脂酰胆碱的含量,所采用的酶为来源于卷心菜中的磷脂酶,其研究结果将含磷脂酰胆碱为80%的大豆磷脂的磷脂酰胆碱含量提高为95%。酶催化精制法虽然可以提高卵磷脂含量,但至今为止方法仍不成熟,工业应用较少。

5膜分离法

在us6140519中,先将粗卵磷脂与正己烷混合,去除油脂,然后用pvdf膜(分子量为10000~50000)进行分离,膜截留部分得到脱油脂的的磷脂(丙酮不溶物含量>90%);然后将磷脂用漂白粉进行脱色,同时加入少量生育酚或其他抗氧化剂;最后在适宜的温度下用流化床干燥器脱除溶剂。膜分离法的设备费用也较高,膜功能尚不能完全分离分子量相近的组分,所得卵磷脂含量无法达到药用要求。

综上所述,获得一个生产工艺简单、成本低、产率高、纯度高及环境友好的氢化大豆卵磷脂的制备方法成为当前的迫切需求。

市场对高端卵磷脂需求缺口大,但目前公开报道的方法所得产品品质仍较低,其碘值、纯度无法满足国内市场的需求。本发明着重解决催化氢化和纯化等关键工艺难题,通过筛选催化氢化条件和纯化工艺,找到适合工业化生产、满足市场对高端卵磷脂需求的生产工艺。



技术实现要素:

本发明首次公开了大豆卵磷脂在pd/c催化条件下,催化加氢,以较低的氢气压力、较高的吸氢速度、较短的反应时间和较高的转化率,获得高纯度氢化大豆卵磷脂。本发明公开的方法工艺简单、条件温和、节约环保、产品纯度高,适合工业化规模生产。

本发明的目的是为了解决现有制备氢化大豆卵磷脂催化氢化活性低,氢化不彻底、产品纯度低的问题,提供了一种高纯度氢化大豆卵磷脂的制备方法。

本发明提供了一种大豆卵磷脂的催化氢化及纯化的方法,其具体工艺如下:将大豆卵磷脂、催化剂和溶剂加入到不锈钢反应釜中,密封反应釜。通入氮气置换反应釜内空气,再通入氢气置换反应釜内氮气,最后保持反应釜内一定氢气压力恒温反应;反应完毕后,将产物与催化剂分离,加入活性炭脱色,过滤后脱除溶剂,重结晶得到高纯度氢化大豆卵磷脂。

具体地,本发明大豆磷脂的催化氢化和纯化方法如下:称取大豆卵磷脂和0.05-25重量%pd/c催化剂加入到不锈钢反应釜中,加入乙醇使其溶解,密闭反应釜,氮气置换反应釜内空气后,再用氢气置换反应釜内氢气,最后维持反应釜内氢气压力0.05-25mpa,在20-200℃条件下恒温反应1-8小时。反应完毕后,将产物与催化剂分离,加入活性炭脱色,过滤后脱除溶剂,乙醇-丙酮重结晶,正庚烷打浆得到高纯度氢化大豆卵磷脂。

进一步,本发明所述步骤中溶剂选自甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙醇、异丙醇或者它们的混合溶剂。

进一步,本发明所述步骤中氢气的压力为0.1-12.5mpa。

进一步,本发明所述步骤反应时间为1-4小时。

进一步,本发明所述步骤中反应温度为20-100℃。

进一步,本发明所述步骤中重结晶溶剂为丙酮。

进一步,本发明所述步骤中打浆溶剂为正庚烷。

更进一步,本发明所述步骤中催化剂为pd/c,用量为2%。

更进一步,本发明所述步骤中溶剂为乙醇。

更进一步,本发明所述步骤中氢气压力为0.8mpa。

更进一步,本发明所述步骤中反应时间为2.0小时。

更进一步,本发明所述步骤中反应温度为45℃。

更进一步,本发明所述步骤中重结晶所用溶剂为丙酮-乙醇。

本发明中大豆卵磷脂氢化催化制备方法所得的氢化大豆卵磷脂用于医药工业药用辅料。

与现有技术相比,本发明具有如下优点:

1.本发明所用催化剂为pd/c,在上述公开生产条件下,催化效率高,氢化彻底,表现出较好的催化活性及催化选择性,显著降低反应温度、反应时间及氢化压力。

2.本发明中使用的催化剂pd/c性质稳定,适用于连续过程,可回收后重复使用,显著降低生产成本,提高经济效益。

3.本发明中催化氢化制备的氢化大豆卵磷脂使用重结晶的方法纯化,操作简便易行,除杂效果优异,避免柱层析等高耗能、操作繁琐的方法。

4.本发明中使用正庚烷打浆除去包埋的小极性杂质,简便高效。

5.本发明中制备的氢化大豆卵磷脂纯度高,碘值低,无异味,能够满足高端市场的高纯度卵磷脂的广阔市场需求。

6.本发明中制备的高纯度氢化大豆卵磷脂性质稳定,为白色粉末状固体,适用于长期室温保存,降低产品存储成本,显著提高产品经济效益和适用范围。

具体实施方式

实施例1

大豆卵磷脂氢化

称取100g大豆卵磷脂加入氢化反应釜中,加入1l乙醇,加入催化剂pd/c2g,密封反应釜,氮气置换反应釜内空气,再用氢气置换反应釜内氮气,最后后通入氢气至0.8mpa。在反应釜内45℃恒温搅拌2小时。

氢化大豆卵磷脂纯化

上述反应结束后,将产物催化剂分离,活性炭脱色后过滤除去,脱除溶剂。用丙酮-乙醇二元体系重结晶纯化,比例为8∶1(体积比)。脱除溶剂,干燥后用正庚烷打浆,脱除溶剂后干燥后可得氢化大豆卵磷脂90g,hplc纯度:98.2%,碘值:1.60。

实施例2

大豆卵磷脂氢化

称取100g大豆卵磷脂加入氢化反应釜中,加入1l乙醇,加入催化剂pd/c4.0g,密封反应釜,氮气置换反应釜内空气,再用氢气置换反应釜内氮气,最后通入氢气至1.6mpa。在反应釜内55℃恒温搅拌4小时。

氢化大豆卵磷脂纯化

上述反应结束后,将产物催化剂分离,活性炭脱色后过滤除去,脱除溶剂。用丙酮-乙醇二元体系重结晶纯化,比例为8∶1(体积比)。脱除溶剂,干燥后用正庚烷打浆,脱除溶剂后干燥可得氢化大豆卵磷脂88g,hplc纯度:98.0%,碘值:1.58。

实施例3

大豆卵磷脂氢化

称取100g大豆卵磷脂加入氢化反应釜中,加入1l乙醇,加入催化剂pd/c1.0g,密封反应釜,氮气置换反应釜内空气,再用氢气置换反应釜内氮气,最后通入氢气至0.6mpa。在反应釜内60℃恒温搅拌3小时。

氢化大豆卵磷脂纯化

上述反应结束后,将产物催化剂分离,活性炭脱色后过滤除去,脱除溶剂。用丙酮-乙醇二元体系重结晶纯化,比例为8∶1(体积比)。脱除溶剂,干燥后用正庚烷打浆,脱除溶剂后干燥后可得氢化大豆卵磷脂85g,hplc纯度:93.0%,碘值:4.00。

实施例4

纯度分析,hplc:

色谱柱:十八烷基硅烷键合硅胶柱(ods柱)

流动相:甲醇-四氢呋喃-甲酸(45∶3∶2)为流动相

柱温:35℃

检测器:示差折光检测器

检测温度:40℃

流速:1.0ml/分钟

实施例5

碘值测定

取本品0.5g,精密称定,置于250ml的干燥碘瓶中,加三氯甲烷4ml,溶解后,精密加入溴化碘溶液10ml,密塞,摇匀,在暗处放置30分钟。加入新制的碘化钾试液4ml与水40ml,摇匀,用硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/l)滴定剩余的碘,滴定时注意充分振摇,待混合液的棕色变为淡黄色,加淀粉指示液8滴,继续滴定至蓝色消失;同时做空白试验。以供试品消耗硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/l)的容积(ml)为a,空白试验消耗的容积(ml)为b,供试品的重量为(g)为w,照下式计算碘值,结果应不大于2.0。(中国药典2015年版四部通则0713)

供试品的碘值=(b-a)×1.269/w。

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