一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法技术

本发明专利技术提供了一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，一种线路是先用原料式(II)磺酰化得中间体1；接着中间体1偶联反应得到中间体2；然后中间体2酯化反应，得到中间体3；最后中间体3在多酶催化作用下，发生酯水解和酮基还原反应，得到胆固醇。另一种线路是先用原料式(II)磺酰化得中间体1；接着中间体1酯化得到中间体4；然后中间体4在多酶催化作用下，发生酯水解和酮基还原反应，得到中间体5；最后中间体5偶联反应得到胆固醇。本发明专利技术操作简单，反应条件温和，试剂毒性小，污染小，生产成本低，可操作性强，专一性强，能够有效控制还原反应的异构体杂质，收率高。收率高。收率高。

【技术实现步骤摘要】
一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法


[0001]本专利技术属于胆固醇合成
，具体涉及到一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法。

技术介绍

[0002]胆固醇是细胞膜最重要的结构成分之一。化学式为C
27
H
46
O，纯的胆固醇为白色结晶，胆固醇的结构是一种刚性平面分子，具有四个稠环(三个六元环和一个五元环)的类固醇骨架，化学名称是(3β)
‑
胆甾
‑5‑
烯
‑3‑
醇，结构式见式(I)：
[0003][0004]胆固醇及其衍生物在药物递送系统(注射级药用辅料，脂质体)、活性药物或食品添加剂(如维生素D3)、液晶(胆固醇液晶)等不同研究领域中的应用广泛。
[0005]胆固醇如用作注射级药用辅料、脂质体和胆固醇液晶制备的原材料，必须是高纯度的，以保障药物安全性或电子材料的高品质。现有的植物源胆固醇的合成方法存在过程复杂、使用多种有毒危险试剂或危险工艺、且成品中异构体杂质纯化困难等问题。
[0006]专利文献CN105218610、CN105237603以豆甾醇或豆甾醇降解物为原料合成胆固醇，但仍存在合成路线长，起始原料来源受限的缺点。
[0007]专利文献CN112608361以双降醇为原料，经过4步反应制备得到胆固醇，该路线短但是还原步骤存在异构体问题，且异构体精制较难除去，导致整体收率偏低。
[0008]专利文献CN113943336以双降醇为原料，通过氧化、Witting反应、酯化、加氢、钠硼氢还原制备侧链以及酯化还原制得胆固醇，但其中还原过程同样存在3α羟基异构体，高压加氢属于危险工艺，且存在加氢不完全和过渡加氢的情况可能产生多种杂质。
[0009]因此，迫切需要开发一种植物来源的、安全、绿色、高纯度的胆固醇合成方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，以解决
技术介绍
中提出的现有的植物源胆固醇的合成方法存在过程复杂、使用多种有毒危险试剂或危险工艺、且成品中异构体杂质纯化困难等问题。
[0011]本专利技术的技术方案是一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，包括以下步骤：
[0012]第一步为原料式(II)与对甲苯磺酰氯反应，在二氯甲烷、三乙胺和4
‑
二甲氨基吡啶催化条件下磺酰化得中间体1；
[0013]中间体1再通过第一制备线路或第二制备线路制备胆固醇；
[0014]第一制备线路为：中间体1先与由溴代异戊烷制备的偶联试剂，在铜锂试剂催化下偶联反应得到中间体2；中间体2再与醋酐发生酯化反应，得到中间体3；最后中间体3在酯水解酶、3β
‑
类固醇脱氢酶、葡萄糖脱氢酶和NAD+催化作用下，发生酯水解和酮基还原反应，得到胆固醇式(I)；
[0015]第二制备线路为：中间体1先与醋酐发生酯化反应，得到中间体4；中间体4再在酯水解酶、3β
‑
类固醇脱氢酶、葡萄糖脱氢酶和NAD+催化作用下，发生酯水解和酮基还原反应，得到中间体5；最后中间体5与由溴代异戊烷制备的偶联试剂，在铜锂试剂催化下偶联反应，得到胆固醇式(I)。
[0016]在一种具体的实施方式中，第一步中：
[0017]先是在室温条件下，向反应容器加入化合物式(II)、4
‑
二甲氨基吡啶、三乙胺和二氯甲烷，并进行氮气置换；再升温至35～40℃加入对甲苯磺酰氯回流反应1～2小时；然后对应完的溶液进行精制得到中间体1。
[0018]在一种具体的实施方式中，所述精制得到中间体1的过程包括：
[0019]先将反应完的溶液降温至0～30℃，滴加甲醇水溶液搅拌分层并进行第一次分液；在第一次分液的水相中加入二氯甲烷萃取并进行第二次分液，再将第一次分液的有机层与第二次分液的有机层合并，合并后的有机层加入氯化钠溶液搅拌一段时间分层并进行第三次分液，第三次分液的有机层减压浓缩至稠状，加入甲醇减压浓缩置换，降温至10～30 度搅拌0.5～1小时，过滤，滤饼用甲醇洗涤，将洗涤后的滤饼装盘于50℃以下烘料，烘至干燥得中间体1；减压浓缩的温度为40～50℃；所述甲醇水溶液中的甲醇:水为1:1～3。
[0020]在一种具体的实施方式中，所述铜锂试剂为四氯铜酸锂溶液；
[0021]所述四氯铜酸锂溶液的制备过程为：在室温条件下，向反应容器加入氯化铜、氯化锂和四氢呋喃，控制温度在10～30℃反应1～2小时至溶清；
[0022]所述由溴代异戊烷制备的偶联试剂的制备过程为：在室温条件下，向反应容器加入镁屑、溴代异戊烷和四氢呋喃，缓慢升温至30～42℃反应1～5小时，得到由溴代异戊烷制备的偶联试剂。
[0023]在一种具体的实施方式中，所述第一制备线路中，得到中间体2的反应如下：
[0024]由溴代异戊烷制备的偶联试剂降温至
‑
20～
‑
10℃，控温滴加四氯铜酸锂溶液；反应1 小时后，滴加中间体1的四氢呋喃溶液，滴加完毕后，缓慢升温至0～10℃，反应10～30 小时，控温在0～20℃，加入盐酸淬灭，再对盐酸淬灭后的溶液精制得中间体2；
[0025]所述第二制备线路中，得到胆固醇的反应如下：
[0026]由溴代异戊烷制备的偶联试剂降温至
‑
30～
‑
20℃，控温滴加四氯铜酸锂溶液；反应1 小时后，滴加中间体5的四氢呋喃溶液，滴加完毕后，缓慢升温至0～10℃，反应10～30 小时，控温在0～20℃，加入盐酸淬灭，再对盐酸淬灭后的溶液精制得胆固醇。
[0027]在一种具体的实施方式中，所述中间体1的四氢呋喃溶液中的中间体1与四氢呋喃的配制比例为1g：10～14ml；
[0028]对盐酸淬灭后的溶液精制得中间体2的过程包括：
[0029]控温在40～45℃减压浓缩至无馏分；加入水和二氯甲烷，搅拌分层，有机层先用碳酸氢钠溶液洗涤分层；有机层再用水洗涤分层；
[0030]有机层于40～45℃减压浓缩至无馏分；加入甲醇浓缩置换，降温搅拌，过滤，固体
于 70℃以下烘料，烘至干燥得中间体2；
[0031]所述中间体5的四氢呋喃溶液中的中间体5与四氢呋喃的配制比例为1g：10～14ml；
[0032]对盐酸淬灭后的溶液精制得胆固醇的过程包括：
[0033]控温在40～45℃减压浓缩至无馏分；加入水和二氯甲烷，搅拌分层，有机层用碳酸氢钠溶液洗涤分层，接着将有机层于40～45℃减压浓缩至无馏分，加入甲醇浓缩置换，降温搅拌，过滤，固体于70℃以下烘料，制得胆固醇粗品，用乙酸乙酯重结晶后，得高纯度胆固醇。
[0034]在一种具体的实施方式中，所述第一制备线路中酯化得到中间体3和第二制备线路中酯化得到中间体4的反应条件如下：
[0035]将反应液升温反应3～4小时，反应完后降温至0
‑
20℃，将反应液缓慢加至纯水中，搅拌1～3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步为原料式(II)与对甲苯磺酰氯反应，在二氯甲烷、三乙胺和4
‑
二甲氨基吡啶催化条件下磺酰化得中间体1；中间体1再通过第一制备线路或第二制备线路制备胆固醇；第一制备线路为：中间体1先与由溴代异戊烷制备的偶联试剂，在铜锂试剂催化下偶联反应得到中间体2；中间体2再与醋酐发生酯化反应，得到中间体3；最后中间体3在酯水解酶、3β
‑
类固醇脱氢酶、葡萄糖脱氢酶和NAD+催化作用下，发生酯水解和酮基还原反应，得到胆固醇式(I)；第二制备线路为：中间体1先与醋酐发生酯化反应，得到中间体4；中间体4再在酯水解酶、3β
‑
类固醇脱氢酶、葡萄糖脱氢酶和NAD+催化作用下，发生酯水解和酮基还原反应，得到中间体5；最后中间体5与由溴代异戊烷制备的偶联试剂，在铜锂试剂催化下偶联反应，得到胆固醇式(I)。2.根据权利要求1所述的多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，其特征在于，第一步中：先是在室温条件下，向反应容器加入化合物式(II)、4
‑
二甲氨基吡啶、三乙胺和二氯甲烷，并进行氮气置换；再升温至35～40℃加入对甲苯磺酰氯回流反应1～2小时；然后对应完的溶液进行精制得到中间体1。3.根据权利要求2所述的多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，其特征在于，所述精制得到中间体1的过程包括：先将反应完的溶液降温至0～30℃，滴加甲醇水溶液搅拌分层并进行第一次分液；在第一次分液的水相中加入二氯甲烷萃取并进行第二次分液，再将第一次分液的有机层与第二次分液的有机层合并，合并后的有机层加入氯化钠溶液搅拌一段时间分层并进行第三次分液，第三次分液的有机层减压浓缩至稠状，加入甲醇减压浓缩置换，降温至10～30度搅拌0.5～1小时，过滤，滤饼用甲醇洗涤，将洗涤后的滤饼装盘于50℃以下烘料，烘至干燥得中间体1；减压浓缩的温度为40～50℃；所述甲醇水溶液中的甲醇:水为1:1～3。4.根据权利要求1所述的多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，其特征在于，所述铜锂试剂为四氯铜酸锂溶液；所述四氯铜酸锂溶液的制备过程为：在室温条件下，向反应容器加入氯化铜、氯化锂和四氢呋喃，控制温度在10～30℃反应1～2小时至溶清；所述由溴代异戊烷制备的偶联试剂的制备过程为：在室温条件下，向反应容器加入镁屑、溴代异戊烷和四氢呋喃，缓慢升温至30～42℃反应1～5小时，得到由溴代异戊烷制备的偶联试剂。5.根据权利要求1所述的多酶催化制备高纯度胆固醇的方法，其特征在于，所述第一制备线路中，得到中间体2的反应如下：由溴代异戊烷制备的偶联试剂降温至
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20～
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10℃，控温滴加四氯铜酸锂溶液；反应1小时后，滴加中间体1的四氢呋喃溶液，滴加完毕后，缓慢升温至0～10℃，反应10～30小时，控温在0～20℃，加入盐酸淬灭，再对盐酸淬灭后的溶液精制得中间体2；所述第二制备线路中，得到胆固醇的反应如下：由溴代异戊烷制备的偶联试剂降温至
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30～
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20℃，控温滴加四氯铜酸锂溶液；反应1小时后，滴加中间体5的四氢呋喃溶液，滴加完毕后，缓慢升温至0～10℃，反应10～30小时，控
温在0～20℃，加入盐酸淬灭，再对盐酸淬灭后的溶液精制得...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾春玲，李斌，刘红，羊向新，许新华，
申请(专利权)人：湖南科瑞生物制药股份有限公司，
类型：发明
国别省市：