一种高光学纯度的(R)-3-羟基丁酸的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于化合物技术领域，提供了一种高光学纯度的(R)

【技术实现步骤摘要】
一种高光学纯度的(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及化合物
，更具体地，涉及一种高光学纯度的(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备方法和应用。

技术介绍

[0002](R)
‑3‑
羟基丁酸(3HB)是天然高聚物聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯(PHB)的单体形式，天然状态下以纯的R构型存在。(R)
‑3‑
羟基丁酸作为体内的一种重要酮体，由长链脂肪酸在肝中降解产生，经血液输送到外周组织中并对机体的功能产生调节作用。已有文献报道，(R)
‑3‑
羟基丁酸在保健品、食品和医药行业都有很大的应用价值和前景，包括：加速减肥、刺激各种健康促进基因的表达、降低炎症并发症的发生、提高锻炼表现和训练效率、增强代谢效率、为心脏提供最佳能量、降低心血管疾病的发病几率、提高胰岛素敏感性、预防癌症和糖代谢紊乱引起的相关疾病、增加认知能力、预防老年痴呆、延长寿命等。3
‑
羟基丁酸钠作为3HB的一种稳定矿物钠盐供给体，通常和3
‑
羟基丁酸钙、3
‑
羟基丁酸镁共同使用制成干粉，在摄入后分解成游离的(R)
‑3‑
羟基丁酸和矿物离子被人体吸收。
[0003]目前，(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备主要存在以下问题：
[0004](1)中国专利CN107162893A：使用化工原料进行合成，得到(R)
‑3‑
羟基丁酸盐光学纯度低(光学纯度一般为50
‑
60％)；另外，化工原料容易引入重金属，并较难以去除，容易导致重金属残留量相对较高。
[0005](2)中国专利CN107083406A：使用PHB生物降解方法进行制备的(R)
‑3‑
羟基丁酸，虽然其光学纯度高，但存在发酵过程缓慢，生产周期长，效率低，成本高，同时质量稳定性差等缺点。
[0006](3)中国专利CN110776425A：PHB在酸性条件下使用乙醇先醇解，使用碱中和酸，再将3
‑
羟基丁酸乙酯蒸馏出，再通过酸水解后，使用乙酸乙酯萃取(R)
‑3‑
羟基丁酸，最后，通过蒸馏去除乙酸乙酯。但是由于盐的存在，不利于3
‑
羟基丁酸酯的蒸馏分离，导致需高温蒸馏能耗高，同时，3
‑
羟基丁酸乙酯收率低。另外，(R)
‑3‑
羟基丁酸属于易溶于水的物质，导致使用乙酸乙酯萃取(R)
‑3‑
羟基丁酸的效率低，如果要进一步提高对(R)
‑3‑
羟基丁酸的萃取收率，无法避免需使用大量乙酸乙酯。因此，导致该方法存在收率低，能耗高，成本高等缺点，不利于大规模生产与消费群体扩大等问题。
[0007](4)采用强酸作为催化剂，直接水解法制备3HB，由于PHB在低浓度硫酸溶液中并不发生水解，但在高浓度的酸溶液(质量分数75
‑
85％)中，PHB则降解为大量巴豆酸以及微量3
‑
羟基丁酸。
[0008]综上，目前(R)
‑3‑
羟基丁酸生产过程中上主要存在的问题：(1)化学合成法，容易重金属残留，光学纯度低(纯度一般为50
‑
60％)；(2)生物发酵法，生产周期长，效率低，成本高；(3)醇解后再水解法，存在收率低，需使用有机溶剂，成本高等问题；(4)低浓度酸难以直接水解PHB，过高浓度(质量分数80
‑
98％)酸容易导致巴豆酸过高(质量百分数不低于0.35％)。
[0009]因此，亟需提供一种(R)
‑3‑
羟基丁酸及其衍生物的制备方法，其能够制备出光学纯度高、收率高的(R)
‑3‑
羟基丁酸。

技术实现思路

[0010]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种高光学纯度的(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备方法和应用，本专利技术所制得的(R)
‑3‑
羟基丁酸的光学纯度不低于93.18％，质量百分数不低于40.13％，收率不低于60.57％；巴豆酸质量百分数不高于0.15％，生产效率高，成本低，并适合工业化量产。
[0011]本专利技术的第一方面提供一种高光学纯度的(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备方法。
[0012]具体地，一种高光学纯度的(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)先采用有机溶剂对聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯进行回流淋洗，得到处理后的聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯；
[0014](2)将步骤(1)处理后的聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯、水、酸性物质混合后，在70
‑
90℃中加热进行水解反应40
‑
60小时，冷却，制得(R)
‑3‑
羟基丁酸。
[0015]本专利技术先使用有机溶剂进行回流淋洗的循环过程，将聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯(PHB)中杂质洗净，有助于后续提高(R)
‑3‑
羟基丁酸的纯度，同时由于回流淋洗过程中，热的有机溶剂对PHB的溶胀与渗透，破坏了PHB的结晶区，降低结晶度，有利于水分子与氢离子在PHB的渗透，加快后续水解反应的速度；随后在一定温度与酸性条件下，水解净化后的处理后PHB，由于之前经过了淋洗过程，此时水解速度大大加快，而且可实现在较低温度与较低酸浓度条件下水解，大大降低巴豆酸产生比例，有助于提高3
‑
羟基丁酸的光学纯度。
[0016]优选地，步骤(2)中，所述水解反应是在75
‑
85℃中加热进行水解反应40
‑
50小时。
[0017]优选地，步骤(1)中，所述淋洗的步骤包括：
[0018]将聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯装入淋洗柱中，有机溶剂加入到蒸发釜中，然后加热有机溶剂至沸腾，有机溶剂的蒸汽经过冷凝后，形成液体流至淋洗柱中，对聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯进行淋洗，然后再回到蒸发釜中，形成回流淋洗。
[0019]优选地，所述淋洗柱下端含有900
‑
1100目的过滤芯。过滤芯的作用是防止PHB漏入蒸发釜中。
[0020]优选地，所述有机溶剂为甲醇和/或乙醇。
[0021]更优选地，所述有机溶剂为乙醇。
[0022]优选地，所述乙醇的体积分数为85
‑
95％。
[0023]优选地，所述聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的数均分子量25
‑
65万。
[0024]更优选地，所述聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的数均分子量35
‑
55万。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种(R)
‑3‑
羟基丁酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)先采用有机溶剂对聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯进行回流淋洗，得到处理后的聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯；(2)将步骤(1)处理后的聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯、水、酸性物质混合后，在70
‑
90℃中加热进行水解反应40
‑
60小时，冷却，制得(R)
‑3‑
羟基丁酸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水解反应是在75
‑
85℃中加热进行水解反应40
‑
50小时。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述淋洗的步骤包括：将聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯装入淋洗柱中，有机溶剂加入到蒸发釜中，然后加热有机溶剂至沸腾，有机溶剂的蒸汽经过冷凝后，形成液体流至淋洗柱中，对聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯进行淋洗，然后再回到蒸发釜中，形成回流淋洗。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸性物质为盐酸、硫酸、固体酸中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述盐酸或硫酸的质量分数为20
‑
50％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴宏海，薛凌云，吕金艳，司徒卫，余柳松，颜嘉成，
申请(专利权)人：珠海麦得发生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：