利用交联高分子光敏剂将速甾醇及其衍生物光敏异构化为预维生素D及其衍生物的方法技术

本发明专利技术属于利用光化学方法合成维生素Ｄ领域，特别涉及利用交联高分子光敏剂将速甾醇（Ｔａｃｈｙｓｔｅｒｏｌ）及其衍生物光敏异构化为预维生素Ｄ及其衍生物的方法。将速甾醇或其衍生物溶解在溶剂中，在交联高分子光敏剂存在下，其中交联高分子光敏剂中的光敏基团与反应底物速甾醇或其衍生物分子摩尔比例是１∶１００至１０００∶１，以大约３００ｎｍ到１０００ｎｍ的光照射，进行敏化反应，得到预维生素Ｄ或其衍生物。高分子骨架可以是各种类型的高分子，交联使这些高分子不溶解于各种溶剂，在敏化反应结束后，这些高分子光敏剂可以非常容易地通过过滤洗涤从反应体系中除去。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于利用光化学方法合成维生素D领域，特别涉及利用交联高分子光敏剂将速甾醇(Tachysterol)及其衍生物光敏异构化为预维生素D及其衍生物的方法。
技术介绍
速甾醇及其衍生物是光化学方法合成维生素D及其衍生物时生成的毒副产物，在光敏剂的存在下速甾醇或其衍生物可以通过光敏异构化反应转化为预维生素D或其衍生物，生成的预维生素D或其衍生物通过加热可以很容易地转化为维生素D或其衍生物，例如维生素D2、D3。速甾醇的光敏异构化反应是高产率合成维生素D的重要反应。大量的研究已经表明，在合适的光敏剂存在下trans-维生素D或其衍生物可以通过光敏异构化反应转化为cis-维生素D或其衍生物，维生素D生产中生成的毒副产物速甾醇可以转化为预维生素D。有机小分子光敏剂是最简单可直接使用的一种，由于光敏剂存在强烈的漂白作用，通常需要使用大大过量的光敏剂(光敏剂的量几倍于反应底物)来完成这一光敏异构化反应(J.W.J.Gielen等人，J.Rol.Netherlands Chem.Soc.1980，99，306)，反应后光敏剂以及光敏剂漂白产物与反应产物的分离只能通过柱层析分离完成，这种分离方法成本高，不适于大规模生产。K.H.Pfoertner等人专利技术了水溶性光敏剂(J.Chem.Soc.，Perkin Trans.1991，(2)，523-530)，反应结束后用水萃取的方法将光敏剂从反应体系中除去，虽然避免了柱层析分离除去光敏剂的麻烦，但这在大规模生产中会生成大量的废水，在工业生产中仍会带来很大的麻烦。为了改进这一技术，Clarke E.Slemon(EP 0 252 740/1988)专利技术了可溶性高分子光敏剂，并将其用于维生素D生产中生成的毒副产物速甾醇转化为预维生素D的光敏异构化反应，先使高分子光敏剂和反应底物速甾醇溶解在溶剂中，光照进行光敏异构化反应，反应结束后，加入沉淀剂使高分子光敏剂沉淀，再经过过滤和洗涤使光敏剂与产物分离，这种方法虽然省去了柱层析分离过程，但高分子光敏剂沉淀过程中会将产物包结，部分产物与高分子光敏剂共沉淀，光敏剂与产物的彻底分离需要多次溶解、沉淀过程，使用大量的溶剂，而回收的混合溶剂必须经纯化处理将它们彼此分离才能重复使用，这给实际生产应用过程带来了很大的麻烦，而且有些溶剂形成共沸物根本无法分离，造成大量溶剂的浪费，并带来严重的环保问题。Eric Goethals等人(US5 035 783，US5175 217)专利技术了另一种可溶性高分子光敏剂，将其用于维生素D生产中生成的毒副产物速甾醇转化为预维生素D和trans-维生素D转化为cis-维生素D的光敏异构化反应，反应结束后通过改变温度或加入盐酸等质子酸使高分子光敏剂沉淀，这种方法一方面存在原料和产物与光敏剂共沉淀的问题，另一方面由于维生素D类化合物对酸十分敏感，在酸性条件下会发生多种异构化反应，用酸作为沉淀剂时会在体系中生成较多的副产物。在研究中申请人还发现，可溶性高分子光敏剂的漂白速度与相应的小分子光敏剂类似，将小分子光敏剂连接在可溶高分子链上并不能增加光敏剂的稳定性，延长光敏剂的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种经济、便捷的利用交联高分子光敏剂将速甾醇及其衍生物光敏异构化为预维生素D及其衍生物的方法。利用此类交联高分子光敏剂可以高效率地完成速甾醇或其衍生物异构化为预维生素D或其衍生物的反应，交联高分子光敏剂可以简单地通过过滤、洗涤过程与反应体系分离。本专利技术的方法是将速甾醇(Tachysterol)或其衍生物溶解在溶剂中，加入交联高分子光敏剂，交联高分子光敏剂中的光敏基团与反应底物速甾醇(Tachysterol)或其衍生物分子摩尔比例是1∶100至1000∶1，以大约300nm到1000nm的光照射，进行敏化反应，得到预维生素D或其衍生物。所述的交联高分子光敏剂是各种类型的高分子，光敏基团在高分子上的上载率可以在1×10-4毫摩尔·克-1至1毫摩尔·克-1范围，在敏化反应结束后，这些高分子光敏剂可以非常容易地通过过滤从反应体系中除去，得到敏化反应产物预维生素D或其衍生物。所述交联高分子光敏剂的光敏基团以共价键和高分子相连。所述交联高分子光敏剂的高分子骨架可以是各种交联结构的聚烷烃，骨架上可以不带或带有各种取代基，并带有官能团。取代基可以是芳基、烷基、氰基或带有官能团的芳基或烷基；烷基可以是1至6个碳的烷基，官能团可以是卤素官能团、羟基、羧基、酯基、胺基、酰基、醚或醛等。所述的高分子可以是均聚物，也可以是共聚物。例如聚苯乙烯或取代聚苯乙烯，取代聚苯乙烯中的取代基可以是一个或多个1至6个碳的烷基、卤素、羟基、羧基、酯基、胺基、酰基、醚或醛取代基；聚甲基丙烯酸与1至6个碳醇形成的酯；聚氰基丙烯酸与1至6个碳醇形成的酯；聚丙烯酸与1至6个碳醇形成的酯；生成上述均聚物所用两种或多种单体共聚合而成的共聚物，以形成上述均聚物单体为主体与其它单体(更高碳醇的酯，如七至十八个碳醇的酯)共聚合形成的共聚物。所述光敏基团可以是曙红、荧光素或蒽等发色团，光敏基团上可以没有取代基或者带有取代基。所述的光敏基团上的取代基可以是1到6个碳的烷基、羟基、卤素、羧基、酯基、胺基、酰基、醚或醛基等。所述的交联高分子光敏剂中曙红、荧光素或蒽等发色团可以通过直接与带有官能团的交联高分子反应连接在高分子骨架上，也可以通过带有曙红、荧光素或蒽等发色团的单体与其它不带有发色团的单体共聚合得到交联高分子光敏剂。所述的溶剂是五到十八个碳的直链烷烃、支链烷烃或环烷烃；苯、甲苯、二甲苯或三甲苯等芳香烃；甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇或己醇等低级醇；乙醚、丙醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚等开链醚、环状醚或聚醚等醚类溶剂；以及这些溶剂相互间混合得到的混合溶剂。所述的敏化反应是在氮气或氩气存在下进行的。在交联高分子光敏剂存在下进行该光敏异构化反应，在反应结束后通过简单的过滤洗涤即可完成光敏剂与产物的彻底分离，大大简化了分离过程，而且固载在交联高分子上的光敏剂，由于基本避免了光敏基团间的相互接触，阻止了光敏剂基团间的二聚和相互猝灭的发生，减弱了光敏剂的漂白作用，延长了光敏剂的使用寿命。这种使用交联高分子光敏剂的方法可以减少光敏剂的用量，简化了纯化分离过程，适用于大规模工业生产，有利于环保。具体实施例方式实施例1.交联高分子光敏剂PS-I，PS-II的合成在30ml干燥的N，N-二甲基甲酰胺中加入1.0克交联度为1％，颗粒度为200-400目，氯化率为2.0-2.5mmol/g的氯甲基化聚苯乙烯树脂(Merrifield树脂)，避光加热至回流，分别加入0.69克(1.0mmol)、1.38克(2.0mmol)曙红二钠盐。避光回流22小时后停止反应，静置至室温，抽滤。过滤物依次用甲苯，乙醇，乙醇-水(1∶1)，水，水-乙醇(1∶1)，乙醇各100ml循环洗涤2次。最后得到亮橙色细粉。真空干燥，分别得到两种带有曙红官能团但上载率不同的Merrifield树脂，这两种交联高分子光敏剂分别命名为PS-I和PS-II。实施例2.交联高分子光敏剂PS-An的合成将0.30克氢化钠放入10毫升干燥重蒸过的N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌下加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用交联高分子光敏剂将速甾醇及其衍生物光敏异构化为预维生素Ｄ及其衍生物的方法，其特征是：将速甾醇或其衍生物溶解在溶剂中，加入交联高分子光敏剂，其中交联高分子光敏剂中的光敏基团与反应底物速甾醇或其衍生物分子摩尔比例是１∶１００至１０００∶１，以３００ｎｍ到１０００ｎｍ的光照射，进行敏化反应，得到预维生素Ｄ或其衍生物；所述的交联高分子光敏剂的高分子骨架是交联结构的聚烷烃，骨架上带有官能团；所述的光敏基团在高分子上的上载率在１×１０↑［－４］毫摩尔.克↑［－１］至１毫摩尔.克↑［－１］范围；所述的高分子是均聚物或共聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李嫕，谢蓉，游长江，高云燕，韩永滨，刘白宁，陈金平，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]