一种从羊毛脂中提取胆固醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种从羊毛脂中提取高纯度胆固醇的方法，包括如下步骤：（１）经转酯化反应将胆固醇从羊毛酸胆固醇脂中解离出来；（２）经短程蒸馏得到胆固醇粗品；（３）硅胶柱层析纯化胆固醇；（４）结晶得到精制胆固醇。使用该方法获得的最终产品纯度可达９５％以上，胆固醇收率７０％以上。该方法具有产品质量高、原料适应性强、生产成本低、流程短、消耗低、污染少等特点，且流程简单，易于操作，适合于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利涉及一种胆固醇的提取方法，具体地说是一种从采用转酯化-短程蒸馏-柱层析-结晶新工艺，从羊毛脂中提取高纯胆固醇的方法。
技术介绍
胆固醇是一种重要的医药中间体，通过它可以合成维生素D3，以及一系列甾体抗炎类药物；另外由于胆固醇对皮肤优良的润滑性能使得其成为高档化妆品中不可缺少的添加物质。目前胆固醇的制取途径大致有两条一是从动物的脑干、内脏中提取；一是从羊毛脂中提取。由于对动物器官中致病基因对人类的潜在危害存在疑虑，前一途径日益受到国际市场的限制而逐渐被后者所取代。羊毛脂是由羊皮脂腺分泌出并黏附在羊毛上的酯类物质，可从洗毛废水中回收获得。从羊毛脂中分离出来的羊毛酸约有30多种，其中直链酸含量较少，支链酸含量较多，分别约占脂肪酸总量的9.5％和60％左右。另外还有羟基酸，约占脂肪酸总量的28％。所含的脂肪酸碳链都较长，碳数一般在10以上，有的甚至高达30以上。从羊毛脂中可分离出来的醇约70多种，可分为脂肪醇、甾醇和三萜烯醇三类。脂肪醇约占醇总量的30-50％，以支链醇为主。甾醇约占醇总量的30％左右，其中胆固醇含量最高。三萜烯醇约占醇总量的25-30％。这些物质都是以酯键结合形成羊毛脂，可以通过皂化或转酯化的方法将酯键断开，从而获得胆固醇，详见Koresawa T在《Hashimoto R.Journal of SCCJ》1995年第29期第274～2788页及Nakajima M.在《Fragrance Journal》1993年第21期第84～95页。因此从羊毛脂中提取胆固醇的一般工艺路线为首先对羊毛脂进行皂化或转酯化反应，使胆固醇游离出来，然后采用合适的分离手段将胆固醇提纯。Iuchi K，Dezawa K.在日本专利JP 76,139,806，1976中公开早期的羊毛脂的皂化一般在碱水溶液中进行，采用的碱为氢氧化钠(钾)或氢氧化钙。但是由于羊毛脂的酸及醇的碳链均很长，其皂化产物在羊毛脂中的溶解度较大，对羊毛脂有一定的乳化作用，且均难溶于水，使得皂化很难彻底完成。因而羊毛脂的皂化比普通油脂困难得多，需要采用较为苛刻的条件才能完成。捷克专利CS 231912中改用在醇碱溶液中进行皂化反应，以低级醇(甲醇或乙醇)为溶剂，在氢氧化钠(钾)的作用下皂化，由于羊毛脂在低级醇中有一定的溶解度，使得皂化反应基本在均相中进行，提高了皂化速度和皂化率。但增加了有机溶剂用量，且乳化现象仍然相当严重，为后续的萃取分离工作带来极大的困难。还有一种可行的方法是采用转酯化的思想，即在强碱性物质醇钠(通常是甲醇)的作用下将羊毛脂转化为羊毛酸低级醇酯，使得羊毛醇(胆固醇)游离出来。与皂化法相比，转酯化方法有以下优点一是收率高，胆固醇基本上不损失，而皂化方法产物分离过程中胆固醇有一定的损失；另外转酯化过程不使用水，产生的废水、废渣较少；更为关键的是转酯化产物较易处理，通过超临界萃取可将羊毛酸甲酯与胆固醇分离开来。经过皂化或转酯化后的羊毛脂中的醇类物质十分复杂，除含有胆固醇外，还有较多二氢胆固醇、羊毛甾醇、羊毛甾三烯醇及二氢羊毛甾醇等与胆固醇性质相近的物质，因此使得胆固醇的分离工作较为困难。最简单的方法是采用溶剂萃取法或溶剂结晶法，利用胆固醇与其它甾醇类物质在有机溶剂中溶解度的差异进行分离。如中国专利CN 1594350所述，专利技术人采用各类有机溶剂对羊毛脂的皂化产物进行多级萃取，然后重结晶，最终获得了纯度超过90％的胆固醇产品。但此工艺路线溶剂耗费巨大，总收率极低，因而基本不具有工业化价值。欧洲专利EP 53415和美国专利US4977243采用传统的柱层析的方法对胆固醇进行了分离，以硅胶为吸附剂，庚烷和丙酮的混合液为洗脱液，由此得到胆固醇的收率可达90％以上，纯度可达70％以上。此法所得胆固醇收率较高，产品经重结晶后纯度可达90％以上，因此是一条较有工业化前景的路线。专利文献CZ 237195和PL164762报道了另一具有工业化价值的工艺路线是二价金属氯化物(氯化钙、氯化镁、氯化锌等)络合法，利用胆固醇与二价金属离子独特的相互作用实现与其它羊毛甾醇的分离，然后再将络合物解络即可得到胆固醇。但该法的一个缺陷是金属氯化物用量较大，且收率不高，另外，如果采用氯化锌还会由于重金属离子的引入而产生难以处理的废水，造成环境污染。日本专利JP 07278181(1995)采用环糊精的空腔对甾醇类物质特殊络合能力来分离羊毛脂中的甾醇，但由于环糊精本身价格较高，且解络过程中环糊精损失较为严重，因此该法只适合于羊毛脂中甾醇类物质的少量分离。捷克专利CZ 279,996(1995)采用分子蒸馏技术从羊毛脂中提取羊毛甾醇。它首先采用皂化的方法用氢氧化钠对羊毛脂进行水解以获得游胆固醇，然后用无机酸对皂化产物进行中和后用薄膜蒸发的方法分离出有机相，然后对有机相在200-280℃、0.1-0.01Pa下进行分子蒸馏，最后获得72％的轻组分。将此轻组分用CaO处理、丙酮萃取后即得到羊毛甾醇(胆固醇与其它其它羊毛醇的混合物)。但此专利没有对羊毛甾醇作进一步细分出胆固醇。
技术实现思路
本专利技术采用转酯化-短程蒸馏-柱层析-结晶的新工艺，从羊毛脂中提取高纯度胆固醇。具体包括如下步骤①反应温度50～85℃下，将羊毛脂原料和催化剂加入低级醇中进行转酯化反应，所用的低级醇可以是甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种，低级醇用量为1～3L/kg羊毛脂原料，所使用的催化剂可以是氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠或乙醇钾中的一种，催化剂用量为羊毛脂原料重量的1.6～5.0％，反应时间1～3h，反应在常压下进行，将胆固醇从羊毛酸胆固醇脂中游离出来，得含游离胆固醇的反应液，反应液用无机酸中和，例如硫酸、磷酸或盐酸。②将中和后的反应液预热至100～120℃，进入短程蒸馏器对胆固醇进行抽提，短程蒸馏器可采用旋转刮膜式短程蒸馏器。短程蒸馏的操作条件为一级短程蒸馏温度为120～200℃，真空度100～300Pa；二级短程蒸馏温度180℃～280℃，真空度0.1～10Pa。刮膜器转速350～600rpm，冷却面温度为30～60℃，第二级短程蒸馏后得到的轻相部分，即胆固醇粗品。③将胆固醇馏分用层析法作进一步分离，所用分离介质为硅胶或γ-活性氧化铝或大孔吸附树脂，所用洗脱剂为石油醚和甲苯的混合物，石油醚和甲苯的体积组成比例为95∶5～70∶30。30～60℃下将②中所得胆固醇粗品溶于洗脱剂中，胆固醇粗品的装载量为0.01-0.1kg胆固醇粗品/kg吸附填料，以0.1-0.2BV/h的速率上载到层析柱上，然后用洗脱剂以1.5BV/h～4.5BV/h的流速进行洗脱，总洗脱体积为4.5～5.5BV，收集3～3.5BV的流出液，蒸干后即为胆固醇粗品。④将层析后得到的胆固醇产品用有机溶剂在56～78℃溶解配成饱和溶液，有机溶剂可以为丙酮、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、异丙酮、正丁醇中的一种或其中几种的混合物，有机溶剂用量比为15～30L/kg胆固醇产品。将溶液降温冷却结晶。冷却结晶终温为20～25℃，结晶产品过滤、烘干后即得。本专利技术与现有的从羊毛脂中提取胆固醇的工艺相比，具有如下优点1、本专利技术专利采用转酯化-短程蒸馏-柱层析-结晶的新工艺，首次获得了纯度高达95％的胆固醇产品，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从羊毛脂中提取胆固醇的方法，其特征在于：包括以下步骤：①转酯化反应：将羊毛脂原料与低级醇混合，维持反应温度５０～８５℃，加入催化剂，常压下搅拌下反应得反应液，在反应液中加入无机酸进行中和；②短程蒸馏：中和后的反应液预热后进行蒸馏，对胆固醇进行抽提，蒸馏后得到的轻相部分即胆固醇粗品；③柱层析：将胆固醇粗品溶于洗脱剂中，胆固醇粗品的装载量为０．０１～０．１ｋｇ胆固醇粗品／ｋｇ吸附填料，以０．１～０．２ＢＶ／ｈ的速率上载到层析柱上，然后用洗脱剂以１．５ＢＶ／ｈ～４．５ＢＶ／ｈ的流速进行洗脱，总洗脱体积为４．５～５．５ＢＶ，收集３～３．５ＢＶ的流出液，蒸干后即为胆固醇粗品；④结晶：将层析后得到的胆固醇产品溶于有机溶剂中，冷却结晶，结晶产品过滤、烘干后即得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亦文，魏作君，苏宝根，吴彩娟，苏云，黄梅，潘水泉，吴平东，任其龙，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]