羊毛脂醇中胆甾醇的分离提取方法

摘要

本发明涉及一种羊毛脂醇中胆甾醇的分离提取方法。将羊毛脂醇进行分子蒸馏，收集轻相馏分为精制羊毛脂醇，将分子蒸馏得到的精制羊毛脂醇在由甲醇和丙酮组成的混合溶剂中加热至完全溶解，然后降温至冷却温度，滤液经过减压蒸馏后的剩余物为胆甾醇的初步浓缩物；将胆甾醇的初步浓缩物在丙酮中加热溶解，降温析出并过滤，滤液经减压蒸馏回收溶剂，剩余物为胆甾醇的二次浓缩物；将胆甾醇的二次浓缩物加热溶解于醇类溶剂中，降温至冷却温度后保温6～12h，真空过滤得到白色针状的胆甾醇粗品；胆甾醇粗品经过甲醇-丙酮混合溶剂重结晶得到精制胆甾醇产品。精制羊毛脂醇通过溶剂选择性结晶得到了含量63～70％的副产物羊毛甾醇，以及纯度90％以上的胆甾醇产品。

说明书

技术领域

本发明涉及分离提取胆甾醇的技术领域，特别涉及一种羊毛脂醇中胆甾醇的分离提取方法。

背景技术

胆甾醇别名胆固醇，其氧化产物7-脱氢胆甾醇，在皮下受日光中紫外线照射后合成为维生素D₃，因此是人体维生素D₃的重要来源；其独特的生物性能和手性特征，由其作为骨架制备的胆甾相液晶是其中一个重要部分，它具有特殊的光学特性使其在显示器件和各种光学元件等许多领域具有广泛的应用前景；天然的生物活性使胆甾醇用于化妆品中可以起到润肤、防晒、收缩毛孔、减轻皱纹和使皮肤恢复弹性的作用。

羊毛脂醇是羊毛脂皂化后的产物，含有20～30％的胆甾醇，25～30％的三萜烯醇，是天然甾类化合物的重要来源。

目前从羊毛脂醇中分离胆甾醇的方法主要有配合法、色谱法、超临界流体法、溶剂萃取法和溶剂选择性结晶法。

专利文献CZ 237195(1983)和PL 164762(1992)报道了应用金属氯化物(氯化钙、氯化镁和氯化锌)与甾醇类化合物形成配合物、配合物在溶剂中沉淀析出后经过水解就可以得到胆甾醇的技术。该法虽然具有工业化生产价值，但是羊毛脂醇中的其他含有β-OH的醇类化合物都可以形成配合物，由此水解得到的胆甾醇纯度不高，过程繁琐造成胆甾醇的收率不高。而且金属氯化物的应用较大，生产过程会产生难以处理的含金属离子的废水，污染环境。

中国专利ZL 200410025654.6中将羊毛脂醇的烃或卤代烃溶液经醇溶液洗涤后，羊毛脂醇的品质得到较大改善的前提下直接结晶析出胆甾醇。该法需要反复萃取，溶剂用量很大，收率较低，且萃取过程的工业放大生产需要较长时间的运行考核。

欧洲专利EP 53415(1982)和美国专利US 4977243(1990)采用柱色谱法分离羊毛脂醇中的胆甾醇，硅胶等做吸附剂，庚烷-丙酮等作洗脱剂，柱温为室温至60℃进行洗脱，可以得到67％以上的粗胆甾醇，经过一次重结晶胆甾醇的纯度在90％以上。中国专利CN 1958596A采用硅胶或γ-活性氧化铝或大孔吸附树脂作吸附介质，石油醚和甲苯的混合物做洗脱剂进行洗脱，可以得到含量～90％的胆甾醇粗品。色谱法得到的胆甾醇纯度高，但是溶剂消耗大，处理量小，该法限于小规模生产。

中国专利CN 101074257A中报道了超临界流体法应用于羊毛醇中胆甾醇的分离提取，以低级醇类、丙酮和己烷等作夹带剂，萃取压力12～40MPa，萃取温度40～80℃，萃取时间120～480min，萃取釜残余物为胆甾醇的浓缩物，经过重结晶得到90％以上含量的胆甾醇。该法的流程短，不需大量有机溶剂，但是超临界流体设备的投资大，操作费用高。

羊毛脂醇中含有的高级脂肪醇、甾醇和三萜烯醇的性质极为相似，因此采用一种方法很难从中得到高纯度的天然胆甾醇。并且羊毛脂醇中的高级脂肪醇、羊毛甾醇等也具有一定的工业用途，如何实现各种醇类物质的综合利用对工业生产具有重大意义。

发明内容

本发明目的是提供一种对环境友好且易于工业化的从羊毛脂醇中分离提取胆甾醇的方法。

本发明的羊毛脂醇生产高纯度胆甾醇的方法，在于利用分子蒸馏技术精制羊毛脂醇，再使用溶剂选择性结晶方法分别得到羊毛甾醇和高纯度的胆甾醇。

本发明技术方案为：

以分子蒸馏分离工业级羊毛脂醇(胆甾醇含量6.5～10.5％)，经过分步选择性结晶分别得到含量63～70％的羊毛甾醇粗品和纯度90％以上的胆甾醇，具体工艺流程如下：

(1)将羊毛脂醇进行分子蒸馏，收集轻相馏分为精制羊毛脂醇，蒸发温度160～200℃，进料速率达到2～6ml/min，刮膜转速达到200～300rpm，真空度0.1～5Pa，冷凝面温度为50～70℃，预热温度60～80℃；

(2)将分子蒸馏得到的精制羊毛脂醇在由甲醇和丙酮组成的混合溶剂中加热至完全溶解，然后降温至冷却温度，并保温6～12h，悬浮液经过真空过滤得到白色针状的副产物羊毛甾醇粗品，滤液经过减压蒸馏后的剩余物为胆甾醇的初步浓缩物；

(3)将胆甾醇的初步浓缩物在丙酮中加热溶解，降温析出并过滤，滤液经减压蒸馏回收溶剂，剩余物为胆甾醇的二次浓缩物；

(4)将胆甾醇的二次浓缩物加热溶解于醇类溶剂中，降温至冷却温度后保温6～12h，真空过滤得到白色针状的胆甾醇粗品；胆甾醇粗品经过甲醇-丙酮混合溶剂重结晶得到精制胆甾醇产品。

所述步骤(2)的由甲醇和丙酮组成的混合溶剂中甲醇的体积百分数为50～100％，精制羊毛脂醇与混合溶剂的质量比为1∶16～30，冷却温度10～20℃。所述的甲醇体积百分数优选为60～80％，精制羊毛脂醇与混合溶剂的质量比优选为1∶18～20，冷却温度优选为15～20℃。

所述步骤(3)中的胆甾醇的初步浓缩物与丙酮的质量比为1∶5～8，降温至18～22℃。

所述的步骤(4)中的醇类溶剂为乙醇，胆甾醇的二次浓缩物与醇类溶剂的质量比1∶3～7，冷却温度10～25℃。胆甾醇的二次浓缩物与醇类溶剂的质量比优选为1∶4～6，冷却温度优选为15～20℃。

将胆甾醇标准品和本文制得的精制胆甾醇产品用红外光谱法测试，如图1和图2所示。胆甾醇标准品的红外主要特征吸收有：羟基的伸缩振动v_OH3401cm^-1，饱和碳氢键的伸缩振动v_-CH2934cm^-1和2867cm^-1，碳碳双键的伸缩振动v_C-C1638cm^-1，饱和碳氢键的弯曲振动δ_-CH1465和1378cm^-1，碳氧键的伸缩振动v_C-O1056cm^-1，反式二取代烯烃的弯曲振动δ_＝CH956cm^-1和三取代烯烃的δ_＝CH839cm^-1。本实验的精制胆甾醇的红外光谱图中的各红外吸收特征峰波数值与胆甾醇标样图谱相符。

本发明所述的羊毛脂醇中胆甾醇的分离提取方法具有以下优点：

1.本发明直接使用物理方法分离技术提取胆甾醇，避免了使用化学方法的化学辅料使用多容易造成环境污染和组分易遭破坏等缺点。

2.本发明使用的分子蒸馏技术基本不会破坏羊毛脂醇的组分，得到羊毛脂醇的色泽浅，无臭，可直接作为精制羊毛脂醇使用，且有利于后续结晶、萃取或柱层析等分离操作。

3.本发明可以得到高纯度的胆甾醇，以及副产物羊毛甾醇，本发明克服了化学方法分离提取胆甾醇带来的工艺繁琐、环境污染等问题，溶剂可以循环使用，精制羊毛脂醇通过溶剂选择性结晶得到了含量63～70％的副产物羊毛甾醇，以及纯度90％以上的胆甾醇产品；并且可同时获得粗羊毛甾醇副产品。

4.原料中的主要组成物质得到了充分回收。

5.本发明中结晶过程的各类溶剂可直接回收利用，化学辅料消耗少，分子蒸馏和结晶工艺操作简单、稳定，均易于实现工业化生产。

附图说明

图1为胆甾醇标样的红外光谱图；

图2为精制胆甾醇的红外光谱图。

具体实施方式

以下为本发明的具体实施方式，所述实施例是为进一步描述本发明，而不是限制本发明。

[实施例1]

应用分子蒸馏-溶剂选择性结晶技术分离羊毛脂醇中胆甾醇的方法，主要包括如下步骤：

1)分子蒸馏精制羊毛脂醇：取50g原料羊毛脂醇(胆甾醇的含量10.5％)，以2.0ml/min的速率进入到刮膜式分子蒸馏装置。分子蒸馏操作条件为：系统压力0.1Pa，预热温度60℃，冷凝面温度50℃，蒸馏温度160℃，刮膜转速200rpm，收集到28.6g淡黄色的轻相馏分。

2)将分子蒸馏轻相馏分在858g甲醇中加热至完全溶解，然后降温至20℃，保温8h后真空过滤，得到10.29g白色的针状晶体，为含量70％的羊毛甾醇粗品。

3)步骤2)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得剩余物18.4g，剩余物在92g丙酮中加热溶解，降温至22℃后保温4h，真空过滤得淡黄色的蜡状高级脂肪醇2.6g。

4)步骤3)中的滤液减压蒸馏去除溶剂得16.0g剩余物，将剩余物在48g乙醇中加热至完全溶解，降温至10℃，并保温8h，真空过滤得到白色针状的胆甾醇粗品3.24g，该粗品在甲醇-丙酮的混合溶剂中重结晶后胆甾醇的纯度在90％以上。

[实施例2]

基本工艺同实施例1，具体操作参数如下：

1)分子蒸馏精制羊毛脂醇：取50g原料羊毛脂醇(胆甾醇的含量8.42％)，以4.0ml/min的速率进入到刮膜式分子蒸馏装置。分子蒸馏操作条件为：系统压力5Pa，预热温度80℃，冷凝面温度70℃，蒸馏温度200℃，刮膜转速300rpm，收集到29.2g淡黄色的轻相馏分。

2)将分子蒸馏轻相馏分在467.2g由甲醇和丙酮组成的混合溶剂(甲醇体积百分数为50％)中加热至完全溶解，然后降温至10℃，保温8h后真空过滤，得到11.43g白色的针状晶体，为含量62.95％的羊毛甾醇粗品。

3)步骤2)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得17.9g剩余物，剩余物在143.2g丙酮中加热溶解，降温至18℃后保温4h，真空过滤得淡黄色的蜡状高级脂肪醇2.23g。

4)步骤3)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得15.8g剩余物，剩余物在110.6g乙醇中加热至完全溶解，降温至25℃，并保温8h，真空过滤得到白色针状的胆甾醇粗品2.12g，该粗品在甲醇-丙酮的混合溶剂中重结晶后胆甾醇的纯度在90％以上。

[实施例3]

基本工艺同实施例1，具体操作参数如下：

1)分子蒸馏精制羊毛脂醇：取50g原料羊毛脂醇(胆甾醇的含量10.5％)，以6.0ml/min的速率进入到刮膜式分子蒸馏装置。分子蒸馏操作条件为：系统压力0.4Pa，预热温度70℃，冷凝面温度60℃，蒸馏温度180℃，刮膜转速250rpm，收集到27.4g淡黄色的轻相馏分。

2)将分子蒸馏轻相馏分在548g由甲醇和丙酮组成的混合溶剂(甲醇体积百分数80％)中加热至完全溶解，然后降温至15℃，保温8h后真空过滤，得到10.76g白色的针状晶体，为含量67.61％的羊毛甾醇粗品。

3)步骤2)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得16.6g剩余物，剩余物在100g丙酮中加热溶解，降温至20℃后保温4h，真空过滤得淡黄色的蜡状高级脂肪醇2.5g。

4)步骤3)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得14.1g剩余物，剩余物在56.4g乙醇中加热至完全溶解，降温至15℃，并保温8h，真空过滤得到白色针状的胆甾醇粗品3.11g，该粗品在甲醇-丙酮的混合溶剂中重结晶后胆甾醇的纯度在90％以上。

[实施例4]

基本工艺同实施例1，具体操作参数如下：

1)分子蒸馏精制羊毛脂醇：取50g原料羊毛脂醇(胆甾醇的含量6.5％)，以3.0ml/min的速率进入到刮膜式分子蒸馏装置。分子蒸馏操作条件为：系统压力0.2Pa，预热温度80℃，冷凝面温度70℃，蒸馏温度170℃，刮膜转速250rpm，收集到28.6g淡黄色的轻相馏分。

2)将分子蒸馏轻相馏分在514.8g由甲醇和丙酮组成的混合溶剂(甲醇的体积百分数为60％)中加热至完全溶解，然后降温至12℃，保温8h后真空过滤，得到11.59g白色的针状晶体，为含量63.57％的羊毛甾醇粗品。

3)步骤2)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得17.2g剩余物，剩余物在103.2g丙酮中加热溶解，降温至20℃后保温4h，真空过滤得淡黄色的蜡状高级脂肪醇2.27g。

4)步骤3)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得15.1g剩余物，剩余物在90.6g乙醇中加热至完全溶解，降温至20℃，并保温8h，真空过滤得到白色针状胆甾醇的粗品2.56g，该粗品在甲醇-丙酮的混合溶剂中重结晶后胆甾醇的纯度在90％以上。

[实施例5]

基本工艺同实施例1，具体操作参数如下：

1)分子蒸馏精制羊毛脂醇：取50g原料羊毛脂醇(胆甾醇的含量9.4％)，以3.0ml/min的速率进入到刮膜式分子蒸馏装置。分子蒸馏操作条件为：系统压力3Pa，预热温度80℃，冷凝面温度70℃，蒸馏温度180℃，刮膜转速250rpm，收集到27.8g淡黄色的轻相馏分。

2)将分子蒸馏轻相馏分在528.2g由甲醇和丙酮组成的混合溶剂(甲醇的体积百分数为70％)中加热至完全溶解，然后降温至18℃，保温8h后真空过滤，得到10.52g白色的针状晶体，为含量65.78％的羊毛甾醇粗品。

3)步骤2)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得17.5g剩余物，剩余物在113.5g丙酮中加热溶解，降温至20℃后保温4h，真空过滤得淡黄色的蜡状高级脂肪醇2.06g。

4)步骤3)中的滤液经减压蒸馏去除溶剂得15.6g剩余物，剩余物在78g乙醇中加热至完全溶解，降温至18℃，并保温8h，真空过滤得到白色针状胆甾醇的粗品2.94g，该粗品在甲醇-丙酮的混合溶剂中重结晶后胆甾醇的纯度在90％以上。

本发明提出的羊毛脂醇中胆甾醇的分离提取方法，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的制作方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。