一种由d-松醇转化为d-手性肌醇的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学合成技术领域，尤其是一种由D-松醇作为反应底物、酸解脱甲基 转化为D-手性肌醇的方法。
【背景技术】
[0002] D-手性肌醇，化学式为C6H12O6，分子量为180. 16。外观为白色粉末，易溶于水，微 溶于乙醇、甲醇等有机试剂。D-手性肌醇在自然界中多是以甲基化或糖基化衍生物的形式 存在，单体含量较低。D-手性肌醇主要存在于荞麦、大豆、羽扇豆、小扇豆、荷巴豆、鹰嘴豆等 豆科植物中。D-手性肌醇还存在于某些动物组织中，如大鼠肌肉、肝脏和脂肪组织。
[0003] D-手性肌醇具有多种生物活性，例如降血糖、治疗多囊性卵巢综合征功能以及抗 氧化、抗衰老、抗炎等功效。D-手性肌醇广泛地应用于食品和医药产业，市场开发前景广阔。 目前D-手性肌醇的制备主要来源于天然产物提取、化学合成和基因修饰生物制造。而其中 天然产物来源较为局限，化学合成与基因修饰的方法制备D-手性肌醇不仅成本高、产率低 而且对环境的污染较为严重。
[0004] D-手性肌醇在降血糖、抗氧化、抗炎症等方面所表现出的优良的生理活性，使其在 食品、医药等领域得到了更为广泛的研宄和应用。但是由于传统制取方法工艺复杂、产率 低、生产成本高等诸多劣势。因此，一种新型的，低成本高产率且污染小的制备D-手性肌醇 的方法亟需开发。
[0005] 通过检索，发现一篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：
[0006] D-手性肌醇的制造方法（CN1128986)，将春日霉素或其盐的水溶液在反应容器内 与强酸性离子交换树脂（H+型）混合，或在填充有强酸性离子交换树脂（H+型）的柱内与该 树脂接触，然后在常压或加压下，加热该水溶液及树脂，进行春日霉素的水解反应。此反应 生成含D-手性肌醇的酸性反应溶液。将含有D-手性肌醇的该酸性反应溶液从该强酸性的 离子交换树脂中分离。然后，从该反应溶液中回收D-手性肌醇。回收时，将上述的酸性反 应溶液按顺序通过强酸性离子交换树脂（H+型）柱及强碱性离子交换树脂（0!Γ型）柱，得 到含D-手性肌醇的中性洗脱液，然后浓缩该中性洗脱液，使D-手性肌醇结晶析出，可以高 收率地得到高纯度的D-手性肌醇。
[0007] 通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种安全、高效、污染小的 D-手性肌醇的制备方法，该方法可通过以现有研宄成果为基础，采用相对简便高效的脱甲 基方法实现获得纯度较高的D-手性肌醇。
[0009] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
[0010] 一种由D-松醇转化为D-手性肌醇的方法，所述方法以D-松醇为反应底物，通过 氢溴酸酸解取代反应脱去D-松醇3号位碳原子上的甲基，由D-松醇转化为D-手性肌醇， 获得D-手性肌醇。
[0011] 而且，具体步骤如下：
[0012] ⑴氢溴酸转化反应：
[0013] 准确称取D-松醇和氢溴酸，二者的料液比为D-松醇：氢溴酸=1:3-8 (mg: μ L)， 于50_90°C提取温度下，转化时间为l_6h，得含D-手性肌醇的酸解液；
[0014] ⑵离子树脂层析分离纯化酸解液中D-手性肌醇：
[0015] 上样：向上述含有D-手性肌醇的酸解液加三蒸水稀释，稀释后D-手性肌醇浓度为 8~20mg/mL，经恒流泵以lBV/h的速度泵入柱中，使树脂充分地与原料接触并吸附；
[0016] 洗脱：用三蒸水洗脱，流速为lBV/h ;
[0017] 样品收集：收集洗脱下来的样品，得到D-手性肌醇粉末；
[0018] ⑶D-手性肌醇的结晶：
[0019] 取D-手性肌醇粉末，用三蒸水溶解，得D-手性肌醇溶液的质量浓度为0. 025g/ mL~0. 4g/mL，加入95 %乙醇，D-手性肌醇溶液和乙醇体积比为1:6~1:14,在60-70°C水 浴下进行搅拌5min，之后放在5~25°C下结晶，静置6-48h，5000r/min离心10分钟，收集 结晶沉淀，90~105°C加热烘干4~6h，即得D-手性肌醇。
[0020] 而且，所述步骤⑴中料液比为D-松醇：氢溴酸=1:3-5 (mg: μ L)，于70-90°C提取 温度下，转化时间为3-5h。
[0021] 而且，所述步骤⑴中料液比为D-松醇：氢溴酸=l:5(mg: yL)，于90°C提取温度 下，转化时间为5h。
[0022] 而且，所述步骤⑵的具体步骤如下：
[0023] 取凝胶强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂和强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂各 60mL，分别装柱，串联；将处理好的水解液以1.0 BV/h的流速上样，使凝胶强碱性苯乙烯系 阴离子交换树脂饱和，三蒸水以I. 〇BV/h的流速进行洗脱，收集含有D-手性肌醇的部分，得 到D-手性肌醇粉末。
[0024] 而且，所述凝胶强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂为凝胶强碱性苯乙烯系阴离子交 换树脂201X7,所述强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 001X4。
[0025] 而且，所述步骤⑶中D-手性肌醇溶液浓度为0. 2g/mL，乙醇用量为D-手性肌醇溶 液的10倍，溶解温度为70°C，结晶温度为5°C，结晶时间24h。
[0026] 如上所述的由D-松醇转化为D-手性肌醇的方法的分析方法，步骤如下：
[0027] ⑴HBr转化反应的单因素实验
[0028] 在确定了 HBr的使用浓度后，对转化反应进行单因素实验；之后分析各因素对反 应的影响情况，探索最优转化条件；
[0029] A.反应时间对于转化效果的影响
[0030] -定质量的D-松醇与HBr料液比为1:5 (mg: μ L)，在70°C反应温度下分别进行 lh、2h、3h、4h、5h、6h转化，分析反应时间对于转化效果的影响；
[0031] B.反应温度对于转化效果的影响
[0032] 一定质量的 D-松醇与 HBr 料液比为 1:5 (mg: μ L)，分别在 50°C、60°C、70°C、80°C、 90°C的温度下，进行4h转化反应，分析反应温度对于转化效果的影响；
[0033] C.反应料液比对于转化效果的影响
[0034] 一定质量的D-松醇料液比分别为l:3、l:4、l :5、l:6、l:8(mg: yL)的D-松醇与 HBr，在70°C反应温度下转化4h，分析反应料液比对转化效果的影响；
[0035] ⑵HBr最佳转化条件确定
[0036] 根据D-松醇向D-手性肌醇转化的单因素实验结果，以D-手性肌醇的转化率为考 察指标，设计正交试验（33);
[0037] 实验因素分别为A :提取时间（ah、bh、ch) ;B :提取温度（d°C、e°C、f°C ) ;C :提取 料液比（1: X、I: y、I: z)。通过对正交实验进行极差分析和方差分析，得到由D-松醇向D-手 性肌醇转化的最适反应条件；表1为实验设计矩阵：
[0038] 表1 D-松醇转化正交试验因素水平表
[0039]
[0040] ；
[0041] ⑶离子树脂层析分离纯化酸解液中D-手性肌醇
[0042] 上样：将按照上述制备方法制得含有D-手性肌醇的酸解液，加三蒸水稀释，稀释 后D-手性肌醇浓度为8~20mg/mL ;经恒流泵以lBV/h的速度泵入柱中，使树脂充分的与 原料接触并吸附；
[0043] 洗脱：用三蒸水洗脱，流速为lBV/h ;
[0044] 样品收集：收集洗脱下来的样品，采用高效液相色谱法对洗脱液中D-手性肌醇含 量进行测定；
[0045] ⑷D-手性肌醇的结晶
[0046] 将上述洗脱液经过处理得到D-手性肌醇粉末，取一定量D-手性肌醇粉末，用三蒸 水溶解，加入一定量的95%乙醇，在一定温度水浴下进行搅拌一段时间，之后放在室温下， 静置结晶，5000r/min离心10分钟，收集结晶沉淀，105°C加热烘干4h，称重；分别考察料液 比、D-手性肌醇浓度、温差、结晶时间对D-手性肌醇结晶效果的影响；
[0047] A.料液比对D-手性肌醇结晶效果的影响
[0048] 将一定量D-手性肌醇样品粉末用70°C的三蒸水溶解，浓度为0. 2g/mL。配制一共 5份此浓度的D-手性肌醇溶液，分别按溶液与乙醇体积比为1:6、1:8、1:10、1:12、1:14,加 入70°0的95%乙醇混匀，室温下结晶1211，离心，收集结晶沉淀，105°0加热烘干411，称重；
[0049] B. D-手性肌醇溶液浓度对结晶效果的影响
[0050] 将一定量D-手性肌醇样品粉末分别用不同体积的70°C的三蒸水溶解，浓度分别 为 0. 4g/mL、0. 2g/mL、0. lg/mL、0. 05g/mL、0. 025g/mL，加入按溶液与乙醇体积比为 1:10 的 70°C的95%乙醇混勾，室温下结晶12h ;离心，收集结晶沉淀，105°C加热烘干4h，称重；
[0051] C.温差对D-手性肌醇结晶效果的影响
[0052] 将一定量D-手性肌醇