一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，以辅酶Q10粗提物为原料，以非极性有机溶剂为原料溶剂和洗涤剂，以离子液体或者离子液体‑极性有机溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，采用分馏萃取技术从萃余液中得到高纯度的辅酶Q10。该方法所采用的离子液体萃取剂比传统有机溶剂具有更好的热稳定性和更高的选择性，整个工艺简单可靠、产品纯度高、收率高，适合工业化生产。

A method for separation and purification of coenzyme Q10 by ionic liquid extraction

The invention discloses a method for separating coenzyme Q10 with ionic liquid extraction, using a coenzyme Q10 crude extract as raw material, nonpolar organic solvent as raw solvent and detergent, two element mixed solvent composed of ionic liquid or ionic liquid polar organic solvent as extractant, and fractionating extraction technology from the extractive solution. High purity coenzyme Q10 was obtained. The ionic liquid extractant used in this method has better thermal stability and higher selectivity than the traditional organic solvent. The whole process is simple, reliable, high purity and high yield, and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法
本专利技术属于化工分离
，具体涉及一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法。
技术介绍
辅酶Q10是一种存在于人体细胞内的脂溶性醌类物质，它的化学名称为2-(3,7,11,15,19,23,27,31,35,39-十甲基-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38-四十癸烯基)-5,6-二甲氧基-3-甲基-p-苯醌，分子式为C59H90O4，分子量863.34。辅酶Q10的主要生理功能是参与人体的能量代谢，它在呼吸作用中发挥质子载体的作用，以此产生贯穿生物膜的电势差，进一步推动电子传递并生成生物体内功能物质ATP。此外，辅酶Q10在生物体内还有抗氧化和清除自由基、再生抗氧化剂、调控细胞信号传导和基因表达等生理作用。随着对辅酶Q10功能的深入研究，其在医药品、化妆品和食品添加剂领域都将有更为广泛的应用。辅酶Q10的生产工艺主要包括生物提取法，化学合成法，细胞培养法以及微生物发酵法，其中，生物提取法生产的产品成本高、价格昂贵；化学合成法的产物生物活性差，不易被人体吸收；利用微生物发酵法生产的辅酶Q10产品无论在生产成本还是在产品品质方面都有较大的竞争优势，被认为是最有前途的生产方式。无论哪一种工艺生产的辅酶Q10，最终都需要将辅酶Q10粗产品从原料中提取出来，进一步分离纯化得到辅酶Q10纯品，因此高效的辅酶Q10精制工艺的开发是工业化生产中的关键。辅酶Q10粗提取物中主要含有辅酶Q10，辅酶Q11，辅酶Q9，辅酶Q8以及还原型辅酶Q10等，由于它们的结构相似，仅在侧链结构和异戊烯侧链长度上存在差异，因而分离难度较大。公开号为CN103819326A的专利申请公开了一种依次用超声波破碎、有机溶剂提取、硅胶柱层析和结晶来精制辅酶Q10的方法；CN101429108A公开了一种依次用无水乙醇提取、水和正己烷萃取、硅胶柱层析和结晶来提纯辅酶Q10的方法；CN102391092A公开了一种用超临界二氧化碳萃取菌渣，然后用硅胶柱层析和结晶，得到纯度大于99.5％的辅酶Q10；CN101987815A公开了一种吸附树脂和硅胶柱层析结合的方法制备得到纯度大于98％的辅酶Q10；这些方法都需要使用柱层析，尽管能够得到高纯度的辅酶Q10，但是需要消耗大量的有机溶剂，而且硅胶的重复利用次数少，工艺并不经济。公开号为CN106146278A的专利申请公开了一种从菌渣中渗漉提取辅酶Q10的方法，将提取液经有机溶剂多级萃取、结晶后得到纯度大于98％的辅酶Q10精品。该法避开了价格昂贵的柱层析过程，然而后续的结晶过程仍将消耗大量的有机溶剂。现有提取、纯化辅酶Q10的方法存在有机溶剂使用量大，硅胶消耗大，固废污染大等问题，因而，进一步简化现有技术，开发一种工艺简单、收率高的高纯度辅酶Q10的分离纯化方法是十分有必要的。离子液体是由阴阳离子组成的室温下为液态的物质，在分离领域作为一类绿色新型的分离介质而引人关注。与传统的有机溶剂萃取剂相比，离子液体萃取剂具有一些独特的性质，如热稳定性和化学稳定性好，几乎没有蒸汽压、不挥发、不可燃；同时离子液体的阴阳离子结构可调，可以针对同系物结构和性质上的微小差异，通过设计离子液体的阴阳离子结构以调节离子液体与溶质的作用方式和强度，达到特定的分离效果。
技术实现思路
针对现有分离纯化高纯度辅酶Q10方法所存在的问题，本专利技术提供一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，该方法无需柱层析和结晶工艺，操作简单、易行，所得的辅酶Q10纯度高于98％。本专利技术采用离子液体或离子液体-极性溶剂组成的二元混合溶剂作为分馏萃取的萃取剂，这是因为大部分离子液体的黏度较低，可直接用于萃取；而某些离子液体的黏度较大，很难直接用于萃取；本专利技术发现向离子液体中加入二甲基亚砜、乙腈、甲醇等极性溶剂，组成离子液体-极性溶剂复合萃取剂的黏度较低，且仍具有较高的分离选择性和萃取容量。辅酶Q10粗提取物中存在结构相似的辅酶Q类同系物，包括辅酶Q10，辅酶Q11，辅酶Q9，辅酶Q8以及还原型辅酶Q10等，分离难度较大，传统的有机溶剂作萃取剂分离效果较差。相比于传统的有机溶剂萃取剂，离子液体萃取剂或离子液体-极性溶剂组成的二元混合溶剂萃取剂具有独特的性质。离子液体与溶质具有多种分子间作用，如偶极-偶极、氢键、π-π作用等，通过调节离子液体的氢键酸/碱性和π电子作用能力可显著改变离子液体对溶质的作用方式和强度，从而达到特定的分离效果。一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，包括以下步骤：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成原料液；(2)以离子液体或离子液体-极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，以与步骤(1)中配制原料液相同的溶剂作为洗涤剂，进行分馏萃取，收集萃余液；所述的分馏萃取分为萃取段和洗涤段，萃取剂从萃取段第一级进入萃取体系，原料液从萃取段的最后一级进入萃取体系，洗涤剂从洗涤段的第一级进入萃取体系，萃取剂和洗涤剂经多级逆流接触后，从萃取段的第一级流出富含辅酶Q10的萃余液；(3)将步骤(2)所得萃余液真空浓缩，水洗并干燥后得到纯度大于98％的辅酶Q10。上述分馏萃取过程中使用的萃取装置包括填料塔、筛板塔、转盘塔、离心萃取器等常见萃取装置，其装置示意图如图1所示，其中1为萃取段的第一级，2为萃取段的第二级，1′为洗涤段的第一级，2′为洗涤段的第二级，N为萃取段的级数，N′为洗涤段的级数。所述的分馏萃取的洗涤剂和原料液中的溶剂相同，对辅酶Q10粗提物具有良好的溶解能力的同时能与萃取剂形成互溶度较小的两相体系。所述的步骤(1)中辅酶Q10粗提物从微生物发酵所得的菌渣中提取，具体可参照公开号为CN101314782A、CN101619330A或CN105886562A的专利申请中所描述的方法培养菌种，将发酵液过滤、干燥、粉碎后得到菌渣；从菌渣中提取辅酶Q10粗提物的提取方法为渗漉提取法、有机溶剂浸提法、醇碱皂化法或超临界流体萃取法，具体可按照如下公开号的专利申请CN106146278A、CN101381747A、CN102391092A或CN104694613A。所述的非极性有机溶剂为碳原子数为6～12的烷烃、碳原子数为6～12的环烷烃、碳原子数为6～12的烯烃和石油醚中的一种或任意两种的混合物。这些非极性有机溶剂既对辅酶Q10粗提物有较高的溶解度，又可与极性有机溶剂形成互溶度较小的两相体系。所述的辅酶Q10原料液的总浓度为5～700g/L，优选为50～700g/L，进一步优选为200～500g/L。若原料液的浓度过低，则分馏萃取操作的处理量小，工艺不经济；若原料液浓度过高，则目标物与杂质间的选择性系数显著下降，不利于辅酶Q10的有效分离。所述的离子液体由阳离子M+和阴离子N–两部分组成，其中阳离子M+为具有单个或多个取代基的胆碱阳离子、具有单个或多个取代基咪唑阳离子、具有单个或多个取代基的吡啶阳离子、具有单个或多个取代基的季胺阳离子和具有单个或多个取代基的苯并咪唑阳离子中的一种；所述的取代基为碳原子数为1～8的烷基，当取代基有多个时，各取代基可以相同也可以不同；阴离子N–为氯离子、溴离子、对甲苯磺酸根、硫氰酸根、二氰胺根、三氰甲烷根、四氰硼酸根、三氟甲烷磺酸根、硫酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，包括以下步骤：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成原料液；(2)以离子液体或离子液体‑极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，以与步骤(1)中配制原料液相同的溶剂作为洗涤剂，进行分馏萃取，收集富含辅酶Q10的萃余液；(3)将步骤(2)所得萃余液真空浓缩，水洗并干燥后得到纯度大于98％的辅酶Q10。

【技术特征摘要】
1.一种采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，包括以下步骤：(1)将辅酶Q10粗提物溶解在非极性有机溶剂中配成原料液；(2)以离子液体或离子液体-极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，以与步骤(1)中配制原料液相同的溶剂作为洗涤剂，进行分馏萃取，收集富含辅酶Q10的萃余液；(3)将步骤(2)所得萃余液真空浓缩，水洗并干燥后得到纯度大于98％的辅酶Q10。2.根据权利要求1所述的采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，其特征在于，所述的非极性有机溶剂为碳原子数为6～12的烷烃、碳原子数为6～12的环烷烃、碳原子数为6～12的烯烃和石油醚中的一种或任意两种的混合物。3.根据权利要求1所述的采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，其特征在于，所述的辅酶Q10原料液的总浓度为5～700g/L。4.根据权利要求1所述的采用离子液体萃取分离辅酶Q10的方法，其特征在于，所述的离子液体由阳离子M+和阴离子N–两部分组成，其中阳离子M+为含取代基的胆碱阳离子、含取代基的咪唑阳离子、含取代基的吡啶阳离子、含取代基的季胺阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：任其龙，李敏，鲍宗必，杨启炜，张治国，杨亦文，邢华斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33