虾青素的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种由玉米黄质制备虾青素的方法。具体地，本发明专利技术提供了一种使用含氯酸盐或溴酸盐的卤化剂在惰性溶剂中进行所述转化的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及制备虾青素的方法。具体地，本专利技术的方法描述了将玉米黄质直接转化成虾青素的新方法。该专利技术可以通过一步化学步骤完成，也可以通过连续的两步化学步骤完成。相关领域的描述在天然界中，溯河产卵鱼如鲑鱼或海鳟和龙虾肉的红色是由于红色色素如虾青素，该红色色素存在于天然食物如甲壳动物和其他相关含虾青素种类的动物中。从商业的角度来说，虾青素是一种有重要经济价值的天然类胡萝卜素，它广泛用于某些种类的鱼的海水养殖，从而产生天然色彩，因为鱼类没有存取这些天然色素源。另外，在禽类产业中，相关的叶黄素用作食品添加剂以增加蛋黄的颜色。从甲壳动物排泄物中分离或合成产生的虾青素已经用作鱼饲料的组成成分。然而，虾青素的合成生产和天然虾青素的生产方法是昂贵且费时的。尤其是，材料通过总体合成，通过藻类培养或通过细菌发酵制备(参见例如美国专利6,022,701、6,015,684、5,972,642和5,935,808)。总体合成的制造方法非常费力和昂贵，且总是提供通常自然界中不存在的完全异构体混合物。同样的，藻类培养和细菌发酵仅产生低产量的目的产物。另外，这些方法是非常费时且昂贵的。 尽管天然界天然的且大量存在的玉米黄质结合具有重大经济价值的虾青素，然而，令人奇怪的是，迄今为止还没有将玉米黄质直接转化成虾青素的描述。据报道，二甲基玉米黄质可以转化成二甲基虾青素，但是还没有获得将甲基基团去除产生虾青素的方法(Surmatis和Tommen，J.Org.Chem.(1967)32180)。事实上，已知这类转化反应非常困难，总是形成进一步氧化产物(Cooper等，J.C.S.Perkins I(1975)2195)。许多研究人员描述了相关类胡萝卜素如虾青素的总体合成方法，但是还没有尝试将其中一种类胡萝卜素转化成另一种。BASF的工作人员已经阐明通过类似这里描述方法的氧化方法将β-胡萝卜素转化成角黄素，但没有尝试将玉米黄质转化成虾青素(美国专利4,212,827)。玉米黄质可以直接从自然界中获得，或者用以前描述的方法以较好的产量从叶黄素制备(参见Rodriguez美国专利5,973,211)。因此，显然需要一种容易可行的将玉米黄质转化成虾青素的有效的工业规模的方法。专利技术概述本专利技术涉及由玉米黄质或3，3’，4，4’-四羟基-β-胡萝卜素制备虾青素的方法，其包括将玉米黄质或3，3’，4，4’-四羟基-β-胡萝卜素在氯或溴酸或其盐存在下与卤化剂接触。优选的卤化剂选自N-溴代琥珀酰亚胺、溴、三溴吡啶、碘及其混合物，其或者直接添加或者与选自溴化钠、溴化钾、碘化钠和碘化钾的化合物原位生成。公开的方法可进一步包括一种反应溶剂体系，其中所述反应溶剂选自有机溶剂和水。在一个优选的实施方案中，有机溶剂是氯仿。在一个更优选的实施方案中，卤化剂是N-溴代琥珀酰亚胺或三溴吡啶。在一个优选实施方案中，卤化剂可以由氧化剂与选自溴化钠、溴化钾、碘化钠和碘化钾的化合物的混合物原位生成。优选的氧化剂选自溴酸、氯酸及其盐，优选的混合物是酸性的。在一个最优选的实施方案中，当卤化剂是原位生成时，混合物包括溴酸钠和溴化钾溶液。在另一个优选实施方案中，卤化剂由包括碘化钠和氯酸钠溶液的混合物原位生成。本专利技术还涉及一种由玉米黄质制备3，3’，4，4’-四羟基-β-胡萝卜素的方法，其包括将所述玉米黄质与卤化剂接触形成混合物，然后将所述混合物与碱接触。在一个最优选的实施方案中，卤化剂为N-溴代琥珀酰亚胺，碱是胺碱。在另一个优选实施方案中，卤化剂选自N-溴代琥珀酰亚胺、溴、三溴吡啶、碘及其混合物，其或者直接添加或者与选自溴化钠、溴化钾、碘化钠和碘化钾的化合物原位生成。该方法可进一步包括一种反应溶剂体系，其中反应溶剂选自有机溶剂和水。在一个优选实施方案中，有机溶剂是氯仿。在本方法的一个优选实施方案中，卤化剂是N-溴代琥珀酰亚胺，胺碱是N，N-二异丙基乙胺。本专利技术还涉及一种由3，3’，4，4’-四羟基-β-胡萝卜素制备虾青素的方法，其包括将所述3，3’，4，4’-四羟基-β-胡萝卜素与一种混合物接触，该混合物包括卤化剂和选自溴酸、氯酸及其盐的酸。在一个优选实施方案中，卤化剂是N-溴代琥珀酰亚胺。该方法可进一步包括一种反应溶剂体系，其中反应溶剂选自有机溶剂和水。在一个优选实施方案中，有机溶剂是氯仿。在本方法的一个优选实施方案中，卤化剂可以由氧化剂和选自溴化钾、溴化钠、碘化钠和碘化钾的化合物的混合物原位生成。在一个最优选的实施方案中，氧化剂选自溴酸、氯酸及其盐，在一个优选实施方案中，混合物是酸性的。在一个更优选的实施方案中，当卤化剂是原位生成时，混合物包括溴酸钠和溴化钾溶液。在另外一个最优选的实施方案中，原位生成卤化剂的混合物包括碘化钠和氯酸钠溶液。优选实施方案的详细描述本专利技术涉及一种用氧化剂处理玉米黄质的方法。进行丙烯氧化或可用于氧化反应的试剂的非限定性实例参见Barry M.Trost，Ed和IanFleming，Ed.“Comprehensive Organic Synthesis，”Volume 7，PergamonPress，New York，1991，pages 83-117，以及Richard C.Larock“Comprehensive Organic Transformations，”Wiley-VCH，New York，1999，pages 1207-1209(其全部内容引入本文作为参考)。优选地，氧化剂是在氯酸盐或溴酸盐或含氯酸盐或溴酸盐的盐存在下的卤化剂。更优选地，卤化剂选自N-溴代琥珀酰亚胺、溴、三溴吡啶、碘、碘化钠及其混合物，或由金属溴化物或碘化物原位生成。更优选地，卤化剂是在氯酸钠存在下的N-溴代琥珀酰亚胺或溴化吡啶的过溴化物(C5H5NH+Br3)。同样优选地，氧化(卤化)剂由酸性溴酸钠和溴化钾溶液混合物原位生成。在一个实施方案中，丙烯位氧化反应经一步进行。相对于玉米黄质的氧化(卤化)剂比率可以在催化量至2摩尔当量之间变化。术语“催化量”指加入的氧化剂量，其低于用于反应的玉米黄质的相应化学计量。术语“化学计量”指在反应中使用相对于所选基质、分子或化合物等摩尔比或量的试剂。当使用N-溴代琥珀酰亚胺或溴化吡啶高溴化物时，氧化(卤化)剂比率可以在所用催化量(如在碘、碘化钠或溴化钠的情形下)至大约2摩尔当量之间变化，。反应通常是在具有一惰性有机溶剂相和一水溶液相的两相体系中进行。有机相通常可以是任何惰性溶剂或溶剂混合物，但优选使用氯化了的溶剂如氯仿或二氯甲烷。玉米黄质与有机溶剂的比率可以根据反应条件在1∶10-1∶500之间变化。玉米黄质与有机溶剂的比率优选约1∶10-约1∶200。反应是在氯酸盐或溴酸盐存在下在水溶液中进行的。该反应也可以使用金属溴酸盐或金属氯酸盐或溴酸和氯酸的混合物及其金属溴酸盐或氯酸盐进行。优选地，水溶液是通过将氯酸或溴酸钠或钾溶解在水中制备。优选地，水溶液也可以通过在水中溶解溴酸钾或钠和溴化钾或钠混合物制备。水与盐混合物的比率是由所用盐的溶解性和有效反应产量的最佳浓度决定。氯酸盐或溴酸盐与玉米黄质的比率可在约1∶1-约50∶1范围内变化，优选的范围是约1∶1-约25∶1。溴化盐或碘化盐比率可以是催化量-1∶10。反应可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由玉米黄质或３，３’，４，４’－四羟基－β－胡萝卜素制备虾青素的方法，其包括将所述玉米黄质或３，３’，４，４’－四羟基－β－胡萝卜素在氯酸或溴酸或其盐存在下与卤化剂接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GC施勒默尔，JL戴维斯，
申请(专利权)人：DSM知识产权资产公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]