一种催化剂及在选择性催化制备稀有人参皂苷中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种催化剂及在选择性催化制备稀有人参皂苷中的应用，该催化剂为Mn‑Ce复合氧化物，通过如下步骤制成：先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液中，再进行水热反应，反应温度为180‑200℃，时间为18‑22h，最后离心、洗涤、干燥、煅烧、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.015‑0.035mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度的2‑4倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和的3‑5倍。本发明专利技术提供的Mn‑Ce复合氧化物可以用于催化人参皂苷上的C20位羟基与C22位氢脱水生成E型双键脱水产物，使E型异构体占三种脱水产物总含量的90％以上(现有技术中约占50％)，从而提高原料利用率低，减少端烯型、Z型异构体对E型异构体纯化的干扰。

A catalyst and its application in the selective catalytic synthesis of rare ginsenosides

The invention discloses a catalyst preparation and application of rare ginsenoside in selective catalytic system, the catalyst for the Mn Ce composite oxides prepared by the following steps: firstly, the cerium nitrate, manganese nitrate and urea dissolved in ethanol water solution, followed by hydrothermal reaction, the reaction temperature is 180 DEG C 200. Time is 18 22h, finally centrifugation, washing and drying, calcining and grinding; manganese nitrate concentration was 0.015 mol 0.035mol/L, cerium nitrate concentration 2 nitrate molar concentration 4 times, urea mole concentration of cerium nitrate, manganese nitrate molar concentration and 3 5 times. Mn Ce composite oxide provided by the invention can be used for C20 and C22 hydroxy hydrogen dehydration type E double bond on the catalytic dehydration products of ginsenoside, the above isomer of E accounted for three of the total content of 90% kinds of dehydration products (accounting for about 50% of the existing technology), so as to improve the low utilization rate of raw materials, reduce the end graphene and Z isomers of interference for purification of E isomers.

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂及在选择性催化制备稀有人参皂苷中的应用
本专利技术属于选择性催化领域，涉及异构体的定向制备，具体涉及一种催化剂及在选择性催化制备稀有人参皂苷中的应用。
技术介绍
达玛烷型人参皂苷的C20位多具有羟基，广泛存在于人参属植物，且含量较多。经加热处理后，达玛烷型皂苷及其苷元的C20位羟基易发生脱水反应，形成双键，生成双键异构的系列C20位脱羟基达玛烷型稀有人参皂苷及其苷元。但是，C20位羟基发生脱水反应时，会生成同分异构体1-3(属于稀有皂苷)，同分异构体1的双键形成于C20、C21之间，同分异构体2、3的双键形成于C20、C22之间(端烯型)，但是同分异构体2、3一个为E型，另一个为Z型。参见CN102911238A和CN103193846A。申请人前期研究发现，E型异构体最为稳定，且抗肿瘤活性最好(对肝癌、乳腺癌和结直肠癌肿瘤细胞的杀伤力是另外两种异构体的3-5倍)。因此，对E型异构体的需求也更迫切。在获得本专利技术技术方案之前，申请人都是通过对原料脱水产生三种异构体的混合物，再进行分离制备得到E型异构体。虽然混合物中E型异构体的含量占到三种异构体总含量的50％左右，但是仍有两个不足：第一，端烯型、Z型异构体的产生不可避免，原料利用率低；第二，端烯型、Z型异构体总含量占50％，必须要采用分离度特别高的方法才能获得高纯度的E型异构体。这两个不足提高了申请人获得E型异构体的时间成本和人力成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以选择性催化达玛烷型皂苷及其苷元的C20位羟基与C22位氢脱水生成E型异构体的固体催化剂及催化制备方法。本专利技术通过下面的技术方案得以实现一种催化剂，为Mn-Ce复合氧化物，通过如下步骤制成：先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液中，再进行水热反应，反应温度为180-200℃，时间为18-22h，最后离心、洗涤、干燥、煅烧、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.015-0.035mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度的2-4倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和的3-5倍。优选地，乙醇水溶液中乙醇体积浓度为50-60％。优选地，依次用无水乙醇和水洗涤2-4遍。优选地，洗涤后100-120℃干燥8-12h。优选地，干燥后450-550℃煅烧3-5h。上述Mn-Ce复合氧化物用于催化如下化学结构的人参皂苷上的C20位羟基与C22位氢脱水生成E型双键脱水产物的用途，化学结构和反应式如下：优选地，R1为-OH，R2为-OGlc(2-1)Rha。R1为-OH、R2为-OGlc(2-1)Rha时，脱水方法为：以人参皂苷Rg2为原料，以甲醇体积百分浓度为50％的甲醇水溶液(含有体积百分浓度为0.05％的甲酸)为反应体系，以Mn-Ce复合氧化物为催化剂于80℃热回流反应2小时，反应结束后过滤浓缩。优选地，R1为-OGlc，R2为-H。R1为-OGlc、R2为-H时，脱水方法为：以人参皂苷Rh2为原料，以甲醇体积百分浓度为50％的甲醇水溶液(含有体积百分浓度为0.05％的甲酸)为反应体系，以Mn-Ce复合氧化物为催化剂于85℃热回流反应2小时，反应结束后过滤浓缩。本专利技术的优点：本专利技术提供的Mn-Ce复合氧化物可以用于催化人参皂苷上的C20位羟基与C22位氢脱水生成E型双键脱水产物，使E型异构体占三种脱水产物总含量的90％以上(现有技术中约占50％)，从而提高原料利用率低，减少端烯型、Z型异构体对E型异构体纯化的干扰。附图说明图1为Mn-Ce复合氧化物的TEM透射电镜图，可见明显的双层结构。具体实施方式下面结合具体实施例进一步介绍本专利技术的技术方案。实施例1Mn-Ce复合氧化物的制备先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液(乙醇体积浓度为55％)中，再进行水热反应，反应温度为190℃，时间为20h，最后离心、洗涤(先用乙醇洗，再用水洗，反复3遍)、干燥(110℃干燥10h)、煅烧(500℃煅烧4h)、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.025mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度3倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和的4倍。图1为Mn-Ce复合氧化物的TEM透射电镜图，可见明显的双层结构。实施例2Mn-Ce复合氧化物的制备先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液(乙醇体积浓度为50％)中，再进行水热反应，反应温度为180℃，时间为22h，最后离心、洗涤(先用乙醇洗，再用水洗，如此反复2遍)、干燥(100℃干燥12h)、煅烧(450℃煅烧5h)、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.015mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度2倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和3倍。该实施例制备的Mn-Ce复合氧化物的形貌和实施例1一致。实施例3Mn-Ce复合氧化物的制备先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液(乙醇体积浓度为60％)中，再进行水热反应，反应温度为200℃，时间为18h，最后离心、洗涤(先用乙醇洗，再用水洗，如此反复4遍)、干燥(120℃干燥8h)、煅烧(550℃煅烧3h)、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.035mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度4倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和5倍。该实施例制备的Mn-Ce复合氧化物的形貌和实施例1一致。实施例4以人参皂苷Rg2为原料定向脱水制备人参皂苷(E)-F4取500mg人参皂苷Rg2(自制，纯度大于95％)，用200mL含有甲酸的甲醇水溶液(甲醇体积百分浓度为50％)溶解，甲酸添加体积为甲醇水体积的0.05％。溶解后，在反应体系中添加50mg实施例1-3制备的Mn-Ce复合氧化物，80℃热回流反应2小时。反应结束后，自然冷却至室温，过滤去除Mn-Ce复合氧化物颗粒，滤液浓缩成基本不含甲醇的水溶液，冷冻干燥得到冻干粉。将冻干粉使用高速逆流纯化得385-396mg人参皂苷(E)-F4，纯度大于98％。高速逆流色谱纯化方法如下：分离前12小时配制乙酸乙酯-乙醇-水-乙酸(体积比4:1:5:0.08)溶剂系统，具体配制方法为：将四种溶剂按比例混合，剧烈震荡后，静置12小时使其完全分层，在漏斗中将上、下相分离，上相用作固定相，下相用作流动相，用前超声半小时。分别取上相5mL和下相5mL，混合后将上述冻干粉全部溶解在其中(需要超声辅助溶解)作为高速逆流的样品溶液。将两相溶剂体系中已超声脱气的上相(固定相)以20mL/min的流速泵入HSCCC分离管中(分离温度35±2℃)，待上相充满整个分离管后，调节主机转速达800r/min，顺时针旋转，待转速稳定后，以1.4mL/min流速泵入下相(流动相)，检测波长为254nm。当流动相从主机口流出时，说明体系已达到流体动力学平衡，此时将已准备好的10mL样品溶液注入HSCCC仪，同时开始采集数据，根据色谱图收集目标成分。实施例5以人参皂苷Rh2为原料定向脱水制备人参皂苷(E)-Rh3取500mg人参皂苷Rh2(自制，纯度大于95％)，用200mL含有甲酸的甲醇水溶液(甲醇体积百分浓度为50％)溶解，甲酸添加体积为甲醇水体积的0.05％。溶解后，在反应体系中添加50mg实施例1-3制备的Mn-Ce复合氧化物，85℃热回流反应2小时。反应结束后，自然冷却至室温，过滤去除Mn-Ce复合氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂，为Mn‑Ce复合氧化物，其特征在于，通过如下步骤制成：先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液中，再进行水热反应，反应温度为180‑200℃，时间为18‑22h，最后离心、洗涤、干燥、煅烧、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.015‑0.035mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度的2‑4倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和的3‑5倍。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂，为Mn-Ce复合氧化物，其特征在于，通过如下步骤制成：先将硝酸铈、硝酸锰和尿素溶解于乙醇水溶液中，再进行水热反应，反应温度为180-200℃，时间为18-22h，最后离心、洗涤、干燥、煅烧、研磨；硝酸锰摩尔浓度为0.015-0.035mol/L，硝酸铈摩尔浓度为硝酸锰摩尔浓度的2-4倍，尿素摩尔浓度为硝酸铈、硝酸锰摩尔浓度之和的3-5倍。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：乙醇水溶液中乙醇体积浓度为50-60％。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：依次用无水乙醇和水洗涤2-4遍。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：洗涤后100-120℃干燥8-12h。5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：干燥后450-550℃煅烧3-5h。6.权利要求1-5任一所述Mn-Ce复合氧化物用于催化如下化学结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云，吴承恩，王斌，
申请(专利权)人：南京普氟生物检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32