專利名稱：利用防氧化效果高的溶劑生產(chǎn)還原型輔酶q的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成還原型輔酶Q10的方法和使還原型輔酶Q10結(jié)晶的方法。與氧化型輔酶Q10相比，還原型輔酶Q10顯示高水平的口服可吸收性，是可用作食品、功能性營養(yǎng)食品、特定保健食品、營養(yǎng)添加劑、營養(yǎng)劑、飲料、飼料、動物藥、化妝品、藥品、治療藥、預(yù)防藥等成分的化合物。
背景技術(shù)：
氧化型輔酶Q10是一種廣泛分布在生物界中的苯醌衍生物，由于它的維生素樣功能，也被稱為維生素Q，是在恢復(fù)已被削弱的細胞活性至其健康條件中，以及在使機體復(fù)原中充當(dāng)營養(yǎng)劑的一種成分。另一方面，還原型輔酶Q10是從氧化型輔酶Q10減少兩個電子衍生而來，是白色晶體，而氧化型輔酶Q10是橙色晶體。還原型輔酶Q10和氧化型輔酶Q10已知位于線粒體、溶酶體、高爾基體、微粒體、過氧化物酶體和細胞膜等部位，作為電子傳遞系統(tǒng)的組分，參與ATP的產(chǎn)生與活化、體內(nèi)抗氧化活性和膜的穩(wěn)定化；它們因而是維持機體功能所不可缺少的物質(zhì)。
已知還原型輔酶Q10可以借助按照常規(guī)方式生產(chǎn)輔酶Q10加以制備，例如合成，發(fā)酵，或者從天然產(chǎn)物中提取，濃縮來自色譜法的含有還原型輔酶Q10的洗脫部分(J對A-10-109933)。在這種場合下，正如上面引用的出版物所述，可以在利用常規(guī)還原劑、例如硼氫化鈉或連二亞硫酸鈉(硫代硫酸鈉)還原包含在還原型輔酶Q10中的氧化型輔酶Q10之后進行色譜濃縮，或者可以使上述還原劑與現(xiàn)有的高純級輔酶Q10(氧化形式)反應(yīng)，來制備還原型輔酶Q10。不過，如此得到的還原型輔酶Q10不能總是處于高純狀態(tài)，而是趨于以低純度結(jié)晶性、半固體或油性產(chǎn)物存在，含有氧化型輔酶Q10等雜質(zhì)。
J對A-57-70834公開了一種合成還原型輔酶Q10的實例，將輔酶Q10溶于己烷，向該溶液加入亞硫酸氫鈉(硫代硫酸鈉)，然后攪拌。不過，使用硫代硫酸鈉作為還原劑的量高達輔酶Q10重量的兩倍。因而，這類合成方法面臨經(jīng)濟上的問題，以及隨后純化工藝上的復(fù)雜性問題。
還原型輔酶Q10容易被分子氧氧化為氧化型輔酶Q10。在商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模上，完全地消除氧是非常難以實現(xiàn)的，此外，個別操作需要相當(dāng)長的時間階段，不象實驗室規(guī)模的生產(chǎn)，因此殘留的氧發(fā)揮較大的不利影響。有關(guān)氧化作用直接與收率和質(zhì)量問題有關(guān)，因為生成了幾乎不可消除的氧化型輔酶Q10，并隨即摻雜在產(chǎn)物中。為了獲得晶體形式的高純還原型輔酶Q10，重要的是充分保護還原形式免受上述氧化作用。
發(fā)明概述鑒于上述，本發(fā)明的目的是提供方便、有效的合成高質(zhì)量還原型輔酶Q10和使其結(jié)晶的方法。此外，本發(fā)明的另一目的是提供杰出的獲得晶體形式的高質(zhì)量還原型輔酶Q10的方法，適合在商業(yè)規(guī)模上生產(chǎn)。
本發(fā)明人進行了廣泛研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)置于特定的溶劑中時，還原型輔酶Q10被有利地保護起來，免受分子氧的氧化作用，基于這項發(fā)現(xiàn)，他們完成了本發(fā)明。
因而，本發(fā)明提供生產(chǎn)還原型輔酶Q10的方法，該方法包含使用選自除己烷以外的烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種作為溶劑，通過使氧化型輔酶Q10還原來合成還原型輔酶Q10。
本發(fā)明還提供生產(chǎn)還原型輔酶Q10的方法，該方法包含在脫氧氣氛中使用烴作為溶劑，借助氧化型輔酶Q10的還原來合成還原型輔酶Q10。
本發(fā)明進一步提供使還原型輔酶Q10結(jié)晶的方法，該方法包含使用選自由烴、脂肪酸酯、醚和腈組成的組的至少一種作為溶劑，使還原型輔酶Q10結(jié)晶。
本發(fā)明進一步提供使還原型輔酶Q10穩(wěn)定的方法，該方法包含處理還原型輔酶Q10在至少一種選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的溶劑中的溶液形式，由此保護還原型輔酶Q10免受分子氧的氧化作用。
本發(fā)明更進一步提供還原型輔酶Q10晶體，其還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10之重量比不低于96/4。
按照本發(fā)明，在借助氧化型輔酶Q10的還原合成還原型輔酶Q10時，有可能有利地保護還原型輔酶Q10免受分子氧的氧化作用，從而有可能合成高質(zhì)量的還原型輔酶Q10，其條件是作為副產(chǎn)物生成的氧化型輔酶Q10減少至最低程度。此外，本發(fā)明使還原型輔酶Q10結(jié)晶的方法有可能有利地保護還原型輔酶Q10免受分子氧的氧化作用，因而有可能轉(zhuǎn)化還原型輔酶Q10為結(jié)晶狀態(tài)，其條件是作為副產(chǎn)物生成的氧化型輔酶Q10減少至最低程度，由此得到高質(zhì)量的結(jié)晶性輔酶Q10。
發(fā)明祥述下面詳細描述本發(fā)明。
按照本發(fā)明，在保護還原型輔酶Q10免受上述氧化作用破壞方面高度有效的溶劑、也就是選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種用于合成高質(zhì)量的還原型輔酶Q10和使其結(jié)晶，進一步用于穩(wěn)定地處理還原型輔酶Q10，同時抑制還原型輔酶Q10被分子氧氧化為氧化型輔酶Q10，同時抑制還原型輔酶Q10被分子氧氧化為氧化型輔酶Q10。驚人的是，還原型輔酶Q10以溶解或懸浮在上述溶劑中的狀態(tài)而非結(jié)晶狀態(tài)被充分保護免受分子氧的氧化作用。這些溶劑的上述防氧化效果是由本發(fā)明人首次發(fā)現(xiàn)的。
烴是沒有特別限制的，但是例如可以提到脂族烴、芳族烴、鹵代烴等。優(yōu)選脂族烴和芳族烴，更優(yōu)選脂族烴。
脂族烴是沒有特別限制的，可以是環(huán)狀的或無環(huán)的，或者飽和的或不飽和的。不過，一般而言它們含有3至20個碳原子，優(yōu)選5至12個碳原子。
關(guān)于特定實例，例如可以提到丙烷、丁烷、異丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、環(huán)戊烷、2-戊烯、己烷、2-甲基戊烷、2，2-二甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷、甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷、1-己烯、環(huán)己烯、庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2，3-二甲基戊烷、2，4-二甲基戊烷、甲基環(huán)己烷、1-庚烯、辛烷、2，2，3-三甲基戊烷、異辛烷、乙基環(huán)己烷、1-辛烯、壬烷、2，2，5-三甲基己烷、1-壬烯、癸烷、1-癸烯、對薄荷烷、十一烷、十二烷等。
其中，具有5至8個碳原子的飽和脂族烴是更優(yōu)選的，優(yōu)選使用的是戊烷、2-甲基丁烷和環(huán)戊烷，它們具有5個碳原子(稱之為“戊烷類”)；己烷、2-甲基戊烷、2，2-二甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷、甲基環(huán)戊烷、環(huán)己烷，它們具有6個碳原子(稱之為“己烷類”)；庚烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2，3-二甲基戊烷、2，4-二甲基戊烷、甲基環(huán)己烷，它們具有7個碳原子(稱之為“庚烷類”)；辛烷、2，2，3-三甲基戊烷、異辛烷、乙基環(huán)己烷，它們具有8個碳原子(稱之為“辛烷類”)；和它們的混合物。確切而言，上述庚烷類是特別優(yōu)選的，因為它們具有顯示非常高的防氧化效果的趨勢，庚烷是最優(yōu)選的。
芳族烴是沒有特別限制的，但是一般而言它們含有6至20個碳原子，優(yōu)選6至12個碳原子，更優(yōu)選7至10個碳原子。作為特定實例，例如可以提到苯、甲苯、二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙基苯、枯烯(cumene)、(mesitylene)、四氫化萘(tetralin)、丁基苯、對繖花烴(p-cymene)、環(huán)己基苯、二乙基苯、戊基苯、二戊基苯、十二基苯、苯乙烯等。優(yōu)選甲苯、二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙基苯、枯烯、、四氫化萘、丁基苯、對繖花烴、環(huán)己基苯、二乙基苯和戊基苯。更優(yōu)選甲苯、二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、枯烯和四氫化萘，最優(yōu)選枯烯。
鹵代烴是沒有特別限制的，可以是環(huán)狀的或無環(huán)的，或者飽和的或不飽和的。不過，無環(huán)鹵代烴是優(yōu)選使用的。更優(yōu)選氯代烴和氟代烴，氯代烴是進而更優(yōu)選的。另外，使用含有1至6個碳原子者，優(yōu)選1至4個碳原子，更優(yōu)選1至2個碳原子。
關(guān)于特定實例，例如可以提到二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2-四氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、五氯乙烷、六氯乙烷、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、1，2-二氯丙烷、1，2，3-三氯丙烷、氯苯、1，1，1，2-四氟乙烷等。優(yōu)選二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、氯苯和1，1，1，2-四氟乙烷。更優(yōu)選二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、氯苯和1，1，1，2-四氟乙烷。進而更優(yōu)選二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烯和三氯乙烯。
脂肪酸酯是沒有特別限制的，但是例如可以提到丙酸酯、乙酸酯、甲酸酯等。優(yōu)選乙酸酯和甲酸酯，更優(yōu)選乙酸酯。其酯官能團是沒有特別限制的，但是可以提到具有1至8個碳原子的烷基酯、具有1至8個碳原子的芳烷基酯等。優(yōu)選具有1至6個碳原子的烷基酯，更優(yōu)選具有1至4個碳原子的烷基酯。
關(guān)于丙酸酯，例如可以提到丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丙酸異戊酯等。優(yōu)選丙酸乙酯。
關(guān)于乙酸酯，例如可以提到乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸仲己酯、乙酸環(huán)己酯、乙酸芐酯等。優(yōu)選乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸仲己酯和乙酸環(huán)己酯。更優(yōu)選乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丙酯、乙酸丁酯和乙酸異丁酯。最優(yōu)選乙酸乙酯。
關(guān)于甲酸酯，例如可以提到甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸異丙酯、甲酸丁酯、甲酸異丁酯、甲酸仲丁酯、甲酸戊酯等。優(yōu)選甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸異丁酯和甲酸戊酯。最優(yōu)選甲酸乙酯。
醚是沒有特別限制的，可以是環(huán)狀的或無環(huán)的，或者飽和的或不飽和的。但是飽和者是優(yōu)選使用的。一般而言，使用含有3至20個碳原子者，優(yōu)選4至12個碳原子，更優(yōu)選4至8個碳原子。
關(guān)于特定實例，例如可以提到二乙醚、甲基叔丁基醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、二己醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、茴香醚、苯乙醚、丁基苯基醚、甲氧基甲苯、二噁烷、呋喃、2-甲基呋喃、四氫呋喃、四氫吡喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚等。
優(yōu)選二乙醚、甲基叔丁基醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、二己醚、茴香醚、苯乙醚、丁基苯基醚、甲氧基甲苯、二噁烷、2-甲基呋喃、四氫呋喃、四氫吡喃、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、乙二醇一甲醚和乙二醇一乙醚。更優(yōu)選二乙醚、甲基叔丁基醚、茴香醚、二噁烷、四氫呋喃、乙二醇一甲醚和乙二醇一乙醚。進而更優(yōu)選二乙醚、甲基叔丁基醚、茴香醚等。最優(yōu)選甲基叔丁基醚。
腈是沒有特別限制的，可以是環(huán)狀的或無環(huán)的，或者飽和的或不飽和的。不過，飽和者是優(yōu)選使用的。一般而言，使用含有2至20個碳原子者，優(yōu)選2至12個碳原子，更優(yōu)選2至8個碳原子。
關(guān)于特定實例，例如可以提到乙腈、丙腈、丙二腈、丁腈、異丁腈、琥珀腈、戊腈、戊二腈、己腈、庚基氰、辛基氰、十一碳腈、十二碳腈、十三碳腈、十五碳腈、硬脂腈、氯乙腈、溴乙腈、氯丙腈、溴丙腈、甲氧基乙腈、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸乙酯、甲苯腈、芐腈、氯芐腈、溴芐腈、氰基苯甲酸、硝基芐腈、茴香腈、鄰苯二甲腈、溴甲苯腈、氰基苯甲酸甲酯、甲氧基芐腈、乙?；S腈、萘腈、聯(lián)苯甲腈、苯丙腈、苯丁腈、甲基苯乙腈、二苯乙腈、萘乙腈、硝基苯乙腈、氯芐基氰、環(huán)丙烷甲腈、環(huán)己烷甲腈、環(huán)庚烷甲腈、苯基環(huán)己烷甲腈、甲苯基環(huán)己烷甲腈等。
優(yōu)選乙腈、丙腈、丁腈、異丁腈、琥珀腈、戊腈、氯丙腈、氰基乙酸甲酯、氰基乙酸乙酯、甲苯腈和芐腈。更優(yōu)選乙腈、丙腈、丁腈和異丁腈。最優(yōu)選乙腈。
在從上述溶劑中選擇所用溶劑時，優(yōu)選地考慮沸點和粘度等性質(zhì)；例如，溶劑應(yīng)當(dāng)具有下述沸點、熔點以及具有較低粘度(在20℃下不高于約10cp)，所述沸點允許為增加溶解度而適當(dāng)加熱，有利于干燥除去濕材中的溶劑和從結(jié)晶濾液中回收溶劑(約30至150℃，1atm)，所述熔點允許在室溫下處理時以及冷卻至室溫或以下后(不高于約20℃，優(yōu)選不高于約10℃，進而更優(yōu)選不高于約0℃)幾乎不發(fā)生固化。從工業(yè)操作觀點來看，在常溫下幾乎不揮發(fā)的溶劑是優(yōu)選的；例如，沸點不低于約80℃者是優(yōu)選的，沸點不低于約90℃者是更優(yōu)選的。
還原型輔酶Q10當(dāng)處于溶解狀態(tài)時，隨著濃度增加，趨于變得更加耐受氧化作用。還原型輔酶Q10高度可溶于上述溶劑，在這方面，上述溶劑也適合于防氧化效果。從防氧化效果的觀點來看，優(yōu)選的還原型輔酶Q10濃度尤其可以因溶劑種類而異，因此不能絕對地指定。不過一般而言，還原型輔酶Q10在上述溶劑中的濃度一般不低于1w/w％，優(yōu)選不低于2w/w％。上限是沒有特別限制的，但是從實際操作的觀點來看，濃度為400w/w％或以下，優(yōu)選200w/w％或以下，更優(yōu)選100w/w％或以下，進而更優(yōu)選50w/w％或以下。
此外，還原型輔酶Q10在上述溶劑中的溶解度顯示可取的溫度依賴性。因此，上述溶劑的使用也適合于有利地減少還原型輔酶Q10在溶液中的量，并轉(zhuǎn)化為結(jié)晶狀態(tài)(使其結(jié)晶)。
因而，當(dāng)使用上述這樣一種溶劑時，有可能在氧化型輔酶Q10的還原反應(yīng)和/或還原型輔酶Q10的結(jié)晶步驟中最小化所不需要的牽涉氧的副反應(yīng)。另外，當(dāng)處理還原型輔酶Q10在任意上述溶劑中的溶液形式時，還原型輔酶Q10被保護免受分子氧的氧化作用，從而被穩(wěn)定化，以便可以成功地進行萃取與洗滌(使用從外部加入的任意上述溶劑萃取，用水洗滌)、濃縮(包括加入另一種溶劑置換原有溶劑，同時濃縮)和柱色譜。在本發(fā)明的實施中，當(dāng)然優(yōu)選使用上述一或多種溶劑進行從氧化型輔酶Q10的還原反應(yīng)到還原型輔酶Q10的結(jié)晶(借助結(jié)晶純化)的系列操作(包括還原型輔酶Q10的萃取、用水洗滌萃取液等，如果必要的話)。
在本發(fā)明的實施中，如果必要的話，上述溶劑可以與另一種溶劑聯(lián)合使用，用量應(yīng)使后者不會產(chǎn)生某種不利后果。例如，可以向上述溶劑加入適量的另一種溶劑，目的是在還原反應(yīng)中提高氧化型輔酶Q10和/或還原型輔酶Q10的溶解度、還原劑的溶解度、反應(yīng)的速率等，在還原型輔酶Q10的結(jié)晶中提高還原型輔酶Q10的溶解度以及結(jié)晶濃度、結(jié)晶溫度、收率、漿液性質(zhì)、晶體性質(zhì)等。
這類其他溶劑是沒有特別限制的，但是尤其包括水、醇、脂肪酸、酮、除腈以外的含氮化合物，以及含硫化合物等。
醇是沒有特別限制的，但是可以是環(huán)狀的或無環(huán)的，或者飽和的或不飽和的。不過，飽和者是優(yōu)選的。一般而言，它們含有1至20個碳原子，優(yōu)選1至12個碳原子，更優(yōu)選1至6個碳原子，進而更優(yōu)選1至5個碳原子，最優(yōu)選1至3個碳原子。含有2或3個碳原子的一元醇、含有2至5個碳原子的二元醇和含有3個碳原子的三元醇尤其是優(yōu)選的。
關(guān)于一元醇，例如可以提到甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、1-辛醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十一碳醇、1-十二碳醇、烯丙醇、炔丙醇、苯甲醇、環(huán)己醇、1-甲基環(huán)己醇、2-甲基環(huán)己醇、3-甲基環(huán)己醇、4-甲基環(huán)己醇等。
優(yōu)選甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇、新戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇和環(huán)己醇。更優(yōu)選甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、3-甲基-2-丁醇和新戊醇。進而更優(yōu)選甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、2-甲基-1-丁醇和異戊醇。進一步優(yōu)選甲醇、乙醇、1-丙醇和2-丙醇，特別優(yōu)選乙醇、1-丙醇和2-丙醇，最優(yōu)選乙醇。
關(guān)于二元醇，例如可以提到1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇等。優(yōu)選1，2-乙二醇、1，2-丙二醇和1，3-丙二醇，最優(yōu)選1，2-乙二醇。
關(guān)于三元醇，例如可以優(yōu)選地使用甘油等。
關(guān)于脂肪酸，例如可以提到甲酸、乙酸、丙酸等。優(yōu)選甲酸和乙酸，最優(yōu)選乙酸。
酮是沒有特別限制的，具有3至6個碳原子者是優(yōu)選使用的。關(guān)于特定實例，例如可以提到丙酮、甲乙酮、甲基丁基酮、甲基異丁基酮等。優(yōu)選丙酮和甲乙酮，最優(yōu)選丙酮。
關(guān)于含氮化合物，例如可以提到硝基甲烷、三乙胺、吡啶、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
關(guān)于含硫化合物，例如可以提到二甲基亞砜、環(huán)丁砜等。
建議將上述其他溶劑與至少一種選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的溶劑以適當(dāng)?shù)谋壤黄鹗褂茫霰壤蕾囉谄淙軇┑奶卣?，包括其已知的物理性質(zhì)，例如熔點、沸點、蒸氣壓特征和相變，和上述溶劑的量，進一步依賴于對氧化型輔酶Q10、還原型輔酶Q10和/或還原劑的溶解度的影響。
盡管可以在不會導(dǎo)致不利后果的用量范圍內(nèi)使用其他溶劑，而沒有任何其他特別的限制，不過從防氧化效果和/或結(jié)晶收率(有待后面提到)的觀點來看，尤其優(yōu)選上述具有較高防氧化效果的溶劑(選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種)以更大比例存在。更優(yōu)選使用這樣一種溶劑，它的實質(zhì)性主要成分是具有較高防氧化效果的溶劑。
在系統(tǒng)包含均勻溶劑相的情況下，優(yōu)選地使用至少一種選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的溶劑作為反應(yīng)溶劑或結(jié)晶溶劑，或者作為在濃縮、萃取、柱色譜和/或其他操作中的處理用溶劑的主要成分。在系統(tǒng)構(gòu)成不同溶劑相的情況下，優(yōu)選的實施方式是具有更大的還原型輔酶Q10溶解度的溶劑相(例如在由水和水混溶性低的有機溶劑組成的混合溶劑系統(tǒng)的情況下，還原型輔酶Q10幾乎不溶于含水相，但是可溶于水混溶性低的有機溶劑相)的主要成分是至少一種選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的溶劑。
從這種觀點來看，使用其他溶劑的體積比一般低于約0.3，優(yōu)選低于約0.2，更優(yōu)選低于約0.1，進而更優(yōu)選低于約0.05，這是指在均勻系統(tǒng)的情況下相對于全部溶劑量而言，或者在不均勻系統(tǒng)的情況下相對于具有更大的還原型輔酶Q10溶解度的溶劑體積而言。毋庸贅述，下限是0(零)。
在氧化型輔酶Q10的還原反應(yīng)中，從反應(yīng)速率和收率提高的觀點來看，在上面具體給出的其他溶劑中，醇和/或水單用或者聯(lián)用是最優(yōu)選的。在使還原型輔酶Q10結(jié)晶的步驟中，從提高漿液特征(例如流動性)的觀點來看，水是優(yōu)選使用的。
現(xiàn)在，描述通過氧化型輔酶Q10還原來生產(chǎn)還原型輔酶Q10的方法。
用于實施本發(fā)明的氧化型輔酶Q10可以是借助合成、發(fā)酵或從天然產(chǎn)物提取而制備的，例如上面所提到的，或者可以是現(xiàn)有的高純度級輔酶Q10。它可以由單獨的氧化型輔酶Q10組成，或者可以是氧化型輔酶Q10與還原型輔酶Q10的混合物。
在本發(fā)明的實施中，氧化型輔酶Q10的還原是這樣進行的，使用上述具有較高防氧化效果的溶劑(即選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種)作為溶劑，使用諸如金屬氫化物、鐵(金屬鐵或鐵鹽形式)、鋅(金屬鋅)、次亞硫酸或其鹽、或者抗壞血酸或其有關(guān)化合物作為還原劑。
金屬氫化物是沒有特別限制的，但是尤其包括硼氫化鈉和氫化鋁鋰。金屬氫化物的用量可以因其種類而異，因此不能絕對地指定。不過一般而言，使用1至3倍于理論氫當(dāng)量，有利于還原的進行。
用鐵或鋅進行的還原一般是用一種酸進行的。酸是沒有特別限制的，但是尤其包括脂肪酸如乙酸，磺酸如甲磺酸，和無機酸如鹽酸和硫酸。無機酸是優(yōu)選的，硫酸是更優(yōu)選的。
鐵的用量是沒有特別限制的，但是例如基于氧化型輔酶Q10的加載重量而言約1/5重量或更大適合于進行反應(yīng)。上限是沒有特別限制的，但是從經(jīng)濟上的觀點來看，約為上述加載重量的兩倍或更低。鐵不僅可以使用金屬鐵形式，而且可以使用鹽形式，例如硫酸亞鐵(II)等。
鋅的用量是沒有特別限制的，但是例如基于氧化型輔酶Q10的加載重量而言約1/10重量或更大適合于進行反應(yīng)。上限是沒有特別限制的，但是從經(jīng)濟上的觀點來看，約為上述加載重量的兩倍或更低。
次亞硫酸或其鹽是沒有特別限制的，但是一般使用次亞硫酸的鹽形式。次亞硫酸的鹽是沒有特別限制的，但是關(guān)于優(yōu)選的種類，包括堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽等。堿金屬鹽是更優(yōu)選的，例如鋰鹽、鈉鹽和鉀鹽，鈉鹽是最優(yōu)選的。次亞硫酸或鹽的用量是沒有特別限制的，但是基于氧化型輔酶Q10的加載重量而言一般不小于約1/5重量，優(yōu)選不小于約2/5重量，更優(yōu)選不小于約3/5重量。可以使用更大的量，而不會導(dǎo)致任何特別的麻煩。不過從經(jīng)濟上的觀點來看，用量不大于上述加載重量的約兩倍，優(yōu)選不大于加載重量。因而，用量在上述加載重量的約2/5至約等于加載重量的重量的范圍內(nèi)，能夠更有利于反應(yīng)的進行。
抗壞血酸或其有關(guān)化合物是沒有特別限制的，例如不僅包括抗壞血酸，而且包括鼠李糖型抗壞血酸、阿拉伯糖型抗壞血酸、葡萄糖型抗壞血酸、巖藻糖型抗壞血酸、葡庚糖型抗壞血酸、木糖型抗壞血酸、半乳糖型抗壞血酸、古洛糖型抗壞血酸、阿洛糖型抗壞血酸、赤蘚糖型抗壞血酸、6-脫氧抗壞血酸等抗壞血酸衍生物，并且可以是它們的酯或鹽形式。此外，它們可以是L-型、D-型或外消旋型。更具體而言，例如可以提到L-抗壞血酸、L-抗壞血酰棕櫚酸酯、L-抗壞血酰硬脂酸酯、D-阿拉伯糖型抗壞血酸等。在生產(chǎn)還原型輔酶Q10時，可以適宜地使用任意上述抗壞血酸和其有關(guān)化合物。不過，鑒于與所生成的還原型輔酶Q10的可分離性，在上述抗壞血酸或其有關(guān)化合物中特別適宜使用水溶性者。鑒于易用性、價格等，最優(yōu)選游離形式的L-抗壞血酸、D-阿拉伯糖型抗壞血酸等。
上述抗壞血酸或其有關(guān)化合物的用量是沒有特別限制的，但是可以是在轉(zhuǎn)化氧化型輔酶Q10為還原型輔酶Q10中有效的量。一般就每摩爾氧化型輔酶Q10而言，用量不小于1摩爾，優(yōu)選不小于1.2摩爾。上限是沒有特別限制的，但是從經(jīng)濟上的觀點來看，就每摩爾氧化型輔酶Q10而言，用量一般不高于10摩爾，優(yōu)選不高于5摩爾，更優(yōu)選不高于3摩爾。
在上述還原劑種類中，從還原能力、收率和/或質(zhì)量的觀點來看，鋅、次亞硫酸及其鹽，以及抗壞血酸和其有關(guān)化合物尤其是優(yōu)選的，特別是次亞硫酸(具體為次亞硫酸鹽)和抗壞血酸或其有關(guān)化合物是優(yōu)選的。
在進行還原反應(yīng)時，醇和/或水適宜單獨或聯(lián)合使用，如上所述。水是優(yōu)選的，特別是當(dāng)使用鐵、鋅或者次亞硫酸或其鹽作為還原劑時。當(dāng)使用金屬氫化物或者抗壞血酸或其有關(guān)化合物作為還原劑時，可以聯(lián)合使用醇。水與醇的聯(lián)合使用表現(xiàn)出水和醇的特征，尤其有助于提高反應(yīng)速率和收率。
下面，詳細描述優(yōu)選的還原方法。
用次亞硫酸或其鹽進行的還原優(yōu)選聯(lián)合使用水來進行，也就是在由至少一種選自上述烴、脂肪酸酯、醚和腈的有機溶劑和水組成的混合溶劑系統(tǒng)中進行。在這種場合下，從收率等觀點來看，反應(yīng)時pH一般不高于7，優(yōu)選pH3至7，更優(yōu)選pH3至6?？梢允褂盟?例如無機酸，例如鹽酸或硫酸)或堿(例如堿金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉)調(diào)節(jié)pH。
在用次亞硫酸或其鹽進行的還原中，水量是沒有特別限制的，但是水量可以是使適量還原劑、即次亞硫酸或其鹽能夠溶解在其中的量。因而例如，建議一般將次亞硫酸或鹽的量調(diào)節(jié)為不多于30w/w％，優(yōu)選不多于20w/w％，相對水的重量而言。尤其從生產(chǎn)率觀點來看，建議一般將用量調(diào)節(jié)為不少于1w/w％，優(yōu)選不少于5w/w％，更優(yōu)選不少于10w/w％。
上述抗壞血酸或其有關(guān)化合物還原優(yōu)選地是這樣進行的，使用水混溶性尤其高的溶劑，選自上述烴、脂肪酸酯、醚和腈，特別是選自醚和腈的至少一種，它們的水混溶性高，更具體為四氫呋喃、二噁烷、乙腈等。還可以使用醇作為另一種溶劑。此外，從在還原型輔酶Q10的生產(chǎn)中促進反應(yīng)(例如降低反應(yīng)溫度或縮短反應(yīng)時間)的觀點來看，還有可能在具有反應(yīng)促進效果的添加劑的存在下進行還原，所述添加劑例如堿性物質(zhì)或亞硫酸氫鹽。
堿性化合物是沒有特別限制的，但是可以是無機化合物或有機化合物。無機化合物是沒有特別限制的，但是尤其包括金屬(優(yōu)選堿金屬、堿土金屬等)的氫氧化物、碳酸鹽和碳酸氫鹽，以及氨。關(guān)于其典型實例，可以提到堿金屬氫氧化物如氫氧化鈉，堿金屬碳酸鹽如碳酸鈉，堿金屬碳酸氫鹽如碳酸氫鈉，和堿土金屬碳酸鹽如碳酸鎂。有機化合物是沒有特別限制的，但是尤其包括胺，例如三乙胺。在上面具體提到的堿性物質(zhì)中，優(yōu)選地使用弱堿性物質(zhì)(弱堿(base)或弱堿(alkalis))，例如金屬(優(yōu)選堿金屬、堿土金屬等)的碳酸鹽與碳酸氫鹽、氨等無機化合物；胺，例如三乙胺等有機化合物。更優(yōu)選上述弱堿性無機化合物。
關(guān)于亞硫酸氫鹽，優(yōu)選的例如是堿金屬亞硫酸氫鹽，例如亞硫酸氫鈉。
上述添加劑的量是沒有特別限制的，但是可以是這樣的，使添加劑的反應(yīng)促進效果能夠產(chǎn)生至所需程度(有效量)。不過從經(jīng)濟上的觀點來看，用量一般不多于20摩爾，優(yōu)選不多于10摩爾，更優(yōu)選不多于5摩爾，進而更優(yōu)選不多于2摩爾，這是就每摩爾抗壞血酸或其有關(guān)化合物而言。下限是沒有特別限制的，但是一般不少于0.01摩爾，優(yōu)選不少于0.05摩爾，更優(yōu)選不少于0.1摩爾，進而更優(yōu)選不少于0.2摩爾，是就每摩爾抗壞血酸或其有關(guān)化合物而言。
在本發(fā)明的實施中，還原反應(yīng)優(yōu)選地是在強迫流動下進行的。攪拌導(dǎo)致這類流動所需的力每單位體積一般不小于約0.01kW/m3，優(yōu)選不小于約0.1kW/m3，更優(yōu)選不小于約0.3kW/m3。上述強迫流動一般是由攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的。攪拌葉片的使用不總是必要的，如果以其他方式也能獲得上述流動的話。例如，可以利用基于液體循環(huán)的方法。
還原溫度可以因還原劑種類和/或用量而異，因此不能絕對地指定。例如在用次亞硫酸或其鹽進行的還原中，還原一般是在100℃或以下的溫度中進行的，優(yōu)選80℃或以下，更優(yōu)選60℃或以下。下限是該系統(tǒng)的固化溫度。因而，在約0至100℃、優(yōu)選約0至80℃、更優(yōu)選約0至60℃的溫度中，一般有利于還原的進行。在用抗壞血酸或其有關(guān)化合物進行的還原中，還原一般是在30℃或更高的溫度中進行的，優(yōu)選40℃或更高，更優(yōu)選50℃或更高。上限是該系統(tǒng)的沸點。因而，在約30至150℃、優(yōu)選約40至120℃、更優(yōu)選約50至100℃的溫度中，一般有利于還原的進行。
反應(yīng)濃度是沒有特別限制的，但是氧化型輔酶Q10重量相對于溶劑重量而言一般不小于約1w/w％，優(yōu)選不小于3w/w％，更優(yōu)選不小于10w/w％，進而更優(yōu)選不小于15w/w％。上限是沒有特別限制的，但是一般不高于約60w/w％，優(yōu)選不高于50w/w％，更優(yōu)選不高于40w/w％，進而更優(yōu)選不高于30w/w％。因而，在約1至60w/w％、優(yōu)選約3至50w/w％、更優(yōu)選約10至40w/w％的反應(yīng)濃度下，有利于反應(yīng)的進行。
還原反應(yīng)時間可以因還原劑種類和/或其量而異，因此不能絕對地指定。不過一般而言，反應(yīng)可以在48小時內(nèi)進行完全，優(yōu)選在24小時內(nèi)，更優(yōu)選在10小時內(nèi)，進而更優(yōu)選在5小時內(nèi)。
極為優(yōu)選在脫氧氣氛中進行還原反應(yīng)。驚人地發(fā)現(xiàn)，特別是在用次亞硫酸或其鹽進行的還原反應(yīng)中，這類氣氛大大有助于提高還原反應(yīng)收率和減少還原劑的用量。脫氧氣氛可以這樣達到，用惰性氣體置換，減壓，沸騰，或它們的組合。優(yōu)選至少用惰性氣體置換，也就是使用惰性氣體氣氛。關(guān)于惰性氣體，例如可以提到氮氣、氦氣、氬氣、氫氣和二氧化碳氣。不過，氮氣是優(yōu)選的。
從所得還原反應(yīng)混合物中回收含有產(chǎn)物還原型輔酶Q10的有機相，如果必要的話(優(yōu)選地)，將有機相進一步用水、氯化鈉水溶液等反復(fù)洗滌，以完全消除污染物，然后可以進行結(jié)晶。特別是當(dāng)使用上述次亞硫酸或其鹽(例如硫代硫酸鈉)作為還原劑時，最好用水反復(fù)洗滌，以便可以完全除去從次亞硫酸或其鹽衍生的污染物和/或可以使含水相的pH穩(wěn)定。
當(dāng)使用上述水混溶性高的溶劑，特別是選自水混溶性高的醚和腈的至少一種(例如四氫呋喃、二噁烷、乙腈等)，將氧化型輔酶Q10用抗壞血酸或其有關(guān)化合物還原時，非常方便和有效的工藝是使還原型輔酶Q10直接從還原反應(yīng)混合物中結(jié)晶(直接分離法(一罐法))。
還原反應(yīng)之后的上述處理優(yōu)選地是在脫氧氣氛中進行的，由此防氧化效果得以進一步加強。
現(xiàn)在描述還原型輔酶Q10的結(jié)晶。
所要進行結(jié)晶的還原型輔酶Q10可以按照常規(guī)方式得到，例如合成，發(fā)酵，或者從天然來源提取。優(yōu)選借助包含在還原型輔酶Q10中的氧化型輔酶Q10的還原或者氧化型輔酶Q10的還原而得到的產(chǎn)物。更優(yōu)選按照本發(fā)明進行還原反應(yīng)所得到的產(chǎn)物，如上所述。
盡管根據(jù)本發(fā)明的結(jié)晶方法也適用于含有相當(dāng)大量氧化型輔酶Q10的產(chǎn)物，不過該方法在使上述還原方法制備的高純度還原型輔酶Q10結(jié)晶中是特別有效的。在本發(fā)明的實施中，非常有效的是純化還原型輔酶Q10和使其結(jié)晶，同時除去包含在按照常規(guī)方式所得或者借助上述還原方法等所得反應(yīng)混合物或提取物中的雜質(zhì)。更具體而言，可以使還原型輔酶Q10從上述還原方法所得還原反應(yīng)混合物中結(jié)晶，或者從通過從上述反應(yīng)混合物中收集含有還原型輔酶Q10的有機相、如果必要的話再洗滌有機相所得到的溶液中結(jié)晶。在這種場合下，雜質(zhì)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地被消除在母液中。這使除去共存的雜質(zhì)成為可能，特別是具有相似結(jié)構(gòu)且一般總是不容易除去的類似化合物(具體而言，還原型輔酶Q9、還原型輔酶Q8、還原型輔酶Q7等)。毋庸贅述，有可能利用該方法作為使預(yù)先借助純化和結(jié)晶所得的還原型輔酶Q10晶體重結(jié)晶的方法。
還原型輔酶Q10的結(jié)晶是使用選自上述烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種作為溶劑進行的。其中，烴是優(yōu)選的，脂族烴和芳族烴是更優(yōu)選的，脂族烴是進而更優(yōu)選的，上述戊烷類、己烷類、庚烷類和辛烷類是最優(yōu)選的。尤其從結(jié)晶收率和/或在結(jié)晶中過度冷卻的不必要性的觀點來看，在脂族烴中無環(huán)的脂族烴是特別優(yōu)選的。
結(jié)晶的方法是沒有特別限制的，但是結(jié)晶可以利用常規(guī)的結(jié)晶方法進行，也就是冷卻結(jié)晶、濃縮結(jié)晶、溶劑置換結(jié)晶和其他方法中的至少一種。特別是冷卻結(jié)晶法或者冷卻結(jié)晶法與某種其他結(jié)晶方法的組合是優(yōu)選的。
結(jié)晶步驟中的冷卻溫度是重要的因素，尤其從收率觀點來看，溫度一般不高于20℃，優(yōu)選不高于10℃，更優(yōu)選不高于5℃。下限該是系統(tǒng)的固化溫度。因而，在約-30℃至+10℃、優(yōu)選約-20℃至+10℃、更優(yōu)選約-10℃至+5℃的冷卻溫度下，一般能夠有利于結(jié)晶的進行。
在結(jié)晶的過程中，可以控制每單位時間結(jié)晶出來的晶體量，以最小化各種雜質(zhì)混入所得的還原型輔酶Q10中，或者得到具有良好特征的漿液。優(yōu)選的每單位時間結(jié)晶的速率例如不高于每單位時間導(dǎo)致所要得到的晶體總量的約50％結(jié)晶的結(jié)晶速率(也就是至多50％/小時)，優(yōu)選地不高于每單位時間導(dǎo)致所要得到的晶體總量的約25％結(jié)晶的結(jié)晶速率(也就是至多25％/小時)。冷卻結(jié)晶中的冷卻速率一般不高于約40℃/小時，優(yōu)選不高于約20℃/小時。
結(jié)晶濃度也是重要的因素，在以結(jié)晶完成時還原型輔酶Q10的重量相對于結(jié)晶溶劑的重量表示時，不高于約15w/w％，優(yōu)選不高于約13w/w％，更優(yōu)選不高于約10w/w％。優(yōu)選的結(jié)晶濃度可以因所采用的溶劑種類而異，為了使用脂族烴或者主要成分是脂族烴的溶劑達到令人滿意的結(jié)晶結(jié)果，結(jié)晶濃度不高于約13w/w％，優(yōu)選不高于約10w/w％，更優(yōu)選不高于約8w/w％，在無環(huán)脂族烴——這是最優(yōu)選的——或者主要成分是無環(huán)脂族烴的溶劑的情況下，結(jié)晶濃度不高于約10w/w％，優(yōu)選不高于約8w/w％，更優(yōu)選不高于約7w/w％。通過保持上述這樣一種濃度，有可能便于按照適合于在工業(yè)規(guī)模上操作的方式進行結(jié)晶。結(jié)晶濃度的下限是沒有特別限制的，但是從生產(chǎn)率的觀點來看，一般不低于約1w/w％，優(yōu)選不低于約2w/w％。
結(jié)晶優(yōu)選地是在強迫流動下進行的。為了防止過飽和狀態(tài)的出現(xiàn)，并由此允許成核作用和晶體生長順利進行，以及從得到高質(zhì)量產(chǎn)物的觀點來看，流動一般需要每單位體積的攪拌力不弱于約0.01kW/m3，優(yōu)選不弱于約0.1kW/m3，更優(yōu)選不弱于約0.3kW/m3。強迫流動一般是由攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)所提供的。不過，攪拌葉片的使用不總是必要的，如果以其他方式也能獲得上述流動的話。例如，可以利用基于液體循環(huán)的方法。
在進行結(jié)晶時，優(yōu)選地加入晶種，以便可以防止過飽和狀態(tài)的出現(xiàn)，并且可以允許成核作用和晶體生長順利進行。
在進行根據(jù)本發(fā)明的結(jié)晶時，根據(jù)需要可以與上述防氧化效果高的溶劑聯(lián)合使用上述另一種輔助溶劑，如果該其他溶劑不會產(chǎn)生任何不利效果的話。盡管可以向上述溶劑加入適量的這類其他輔助溶劑以提高還原型輔酶Q10的溶解度以及結(jié)晶濃度、結(jié)晶溫度、收率、漿液特征和晶體特征，不過這樣一種混合溶劑的使用尤其可以導(dǎo)致溶解度的戲劇性增加，而結(jié)晶收率在有些情形中反而趨于降低。因此，尤其從防氧化效果和/或結(jié)晶收率的觀點來看，優(yōu)選地使用實質(zhì)性主要成分是上述溶劑的溶劑。因而，當(dāng)該溶劑與另一種溶劑混合使用時，所述另一種溶劑所占比例(體積比)是沒有特別限制的，但是一般不高于約0.3，優(yōu)選不高于約0.2，更優(yōu)選不高于約0.1，進而更優(yōu)選不高于約0.05。毋庸贅述，下限是0(零)。如上所述，在均勻系統(tǒng)的情況下，該體積比是所述另一種溶劑的體積與全部溶劑體積的比例，在不均勻系統(tǒng)的情況下，該體積比是所述另一種溶劑的體積與充分溶解還原型輔酶Q10的溶劑相體積的比例。
不過當(dāng)聯(lián)合使用水作為另一種輔助溶劑時，水能夠顯示它的特征，并且例如能夠有助于提高漿液特征。還原型輔酶Q10結(jié)晶中的水量影響還原型輔酶Q10結(jié)晶出來的漿液濃度和/或漿液特征。隨著水量增加，漿液濃度降低，流動性一般也增加。另一方面，漿液濃度的降低總體上引起生產(chǎn)率下降。水量是沒有特別限制的，但是考慮上述因素，可以有所不同，以便可以被調(diào)節(jié)和保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
可以在結(jié)晶過程之前或期間或者所沉淀的晶體量穩(wěn)定之后加入上述另一種輔助溶劑。
如此得到的還原型輔酶Q10晶體可以回收到濕產(chǎn)物，例如借助一種固-液分離技術(shù)，例如離心、壓力過濾或真空過濾，如果必要的話再洗滌濾餅。也能通過進一步將濕產(chǎn)物裝入內(nèi)部用惰性氣體凈化的減壓干燥器(真空干燥器)，在減壓下干燥，而回收到干燥產(chǎn)物。干燥形式的回收是優(yōu)選的。
當(dāng)在脫氧氣氛中進行結(jié)晶時，能夠進一步增加防氧化效果。脫氧氣氛可以這樣達到，用惰性氣體置換，減壓，沸騰，或它們的組合。優(yōu)選至少用惰性氣體置換，也就是使用惰性氣體氣氛。關(guān)于惰性氣體，例如可以提到氮氣、氦氣、氬氣、氫氣和二氧化碳氣。不過，氮氣是優(yōu)選的。
按照本發(fā)明，能夠以方便有效的方式合成高質(zhì)量還原型輔酶Q10和使其結(jié)晶。根據(jù)本發(fā)明所得到的還原型輔酶Q10晶體是非常高質(zhì)量的，預(yù)期還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比不低于96/4，優(yōu)選不低于98/2，更優(yōu)選不低于99/1。
實施發(fā)明的最佳方式下列實施例進一步詳細闡述本發(fā)明。不過，這些實施例決不限制本發(fā)明的范圍。實施例中，還原型輔酶Q10的純度和還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比是借助下述HPLC分析法測定的。不過，所測定的還原型輔酶Q10純度值決不表明按照本發(fā)明所能達到的純度值極限。同樣，所得還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比值決不表明該比例的上限。
HPLC條件柱SYMMETRY C18(Waters)，250mm長，4.6mm內(nèi)徑；流動相C2H5OH∶CH3OH＝4∶3(v/v)；檢測波長210nm；流速1ml/min；還原型輔酶Q10的滯留時間9.1min；氧化型輔酶Q10的滯留時間13.3min。
實施例1在25℃下，將氧化型輔酶Q10(100g；含有0.40％氧化型輔酶Q9，純度99.4％)溶于1000g庚烷。在攪拌的同時(攪拌所需的力0.3kW/m3)，逐漸加入將100g硫代硫酸鈉(純度至少75％)——作為還原劑——溶于1000ml水所制備的水溶液，在25℃和pH4-6下進行還原反應(yīng)。經(jīng)過2小時后，從反應(yīng)混合物中除去含水相，將庚烷相用1000g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次，得到含有100g還原型輔酶Q10(含有0.40％還原型輔酶Q9)的庚烷相。將該庚烷相冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷庚烷、冷乙醇、冷水、冷乙醇和冷庚烷洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。進一步在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到93g白色干燥晶體(含有0.29％還原型輔酶Q9，消除百分比28％)(所分離產(chǎn)物的收率93摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.6/0.4，還原型輔酶Q10的純度為99.2％。
實施例2和對比例1在25℃下，將1g實施例1所得還原型輔酶Q10溶于20g表1所示每種不同溶劑。在25℃空氣中攪拌24小時后，測定每種溶液中的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比。所得結(jié)果如表1所示，并且與將所得晶體貯存在上述相同條件下(將1g還原型輔酶Q10在25℃空氣中貯存24小時)所得的結(jié)果進行對比。
表1

R還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比實施例3和對比例2在35℃下，將1g實施例1所得還原型輔酶Q10溶于100g表2所示每種不同溶劑。在35℃空氣中攪拌24小時后，測定每種溶液中的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比。所得結(jié)果如表2所示。
表2

R還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比實施例4在25℃下，將10g氧化型輔酶Q10溶于100g表3所示每種不同溶劑。在攪拌的同時(攪拌所需的力0.3kW/m3)，逐漸加入將10g商品級硫代硫酸鈉(純度至少75％)——作為還原劑——溶于100ml水所制備的水溶液，在25℃和pH4-6下進行還原反應(yīng)。經(jīng)過2小時后，從反應(yīng)混合物中除去含水相，將有機相用100g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。然后測定有機相中的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比。所得結(jié)果如表3所示。
表3

R還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比實施例5在25℃下，將10g氧化型輔酶Q10溶于100g庚烷，加入1.5g鋅粉和110g 2.9N硫酸，在25℃下攪拌6小時(攪拌所需的力0.3kW/m3)后，加入100g濃鹽酸。測定庚烷相中的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比，為99.6/0.4。所有操作都是在氮氣氛中進行的。
實施例6按照與實施例1相同的方式進行還原反應(yīng)和結(jié)晶，不同僅在于使用己烷作為溶劑溶解氧化型輔酶Q10。結(jié)果，得到93g干燥的白色晶體(所分離產(chǎn)物的收率93摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.4/0.6，還原型輔酶Q10的純度為99.0％。
實施例7在25℃下，將氧化型輔酶Q10(100g；純度99.4％)溶于1000g己烷。在攪拌的同時(攪拌所需的力0.3kW/m3)，逐漸加入將100g硫代硫酸鈉(純度至少75％)——作為還原劑——溶于1000ml水所制備的水溶液，在25℃和pH4-6下進行還原反應(yīng)。經(jīng)過2小時后，從反應(yīng)混合物中除去含水相，將己烷相用1000g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次。向己烷相加入甲醇(50g)，將混合物冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷己烷、冷乙醇、冷水、冷乙醇和冷己烷洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。進一步在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到92g干燥白色晶體(所分離產(chǎn)物的收率92摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.4/0.6，還原型輔酶Q10的純度為99.0％。
實施例8在25℃下，將氧化型輔酶Q10(100g；純度99.4％)溶于1000g乙酸乙酯。在攪拌的同時(攪拌所需的力0.3kW/m3)，逐漸加入將100g硫代硫酸鈉(純度至少75％)——作為還原劑——溶于1000ml水所制備的水溶液，在25℃和pH4-6下進行還原反應(yīng)。經(jīng)過2小時后，從反應(yīng)混合物中除去含水相，將乙酸乙酯相用1000g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次。向乙酸乙酯相加入乙醇(300g)和50g水，將混合物冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液，與實施例1相比提高了流動性。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷乙醇、冷水和冷乙醇洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到89g干燥白色晶體(所分離產(chǎn)物的收率89摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.5/0.5，還原型輔酶Q10的純度為99.2％。
實施例9在25℃下，將還原型輔酶Q10(100g；還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比95/5；純度99.4％)溶于1000g庚烷。在攪拌的同時(攪拌所需的力0.3kW/m3)，逐漸加入將10g硫代硫酸鈉(純度至少75％)——作為還原劑——溶于1000ml水所制備的水溶液，在25℃和pH4-6下進行還原反應(yīng)。經(jīng)過2小時后，從反應(yīng)混合物中除去含水相，將庚烷相用1000g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次。將該庚烷相冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷庚烷、冷乙醇、冷水、冷乙醇和冷庚烷洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到93g干燥白色晶體(所分離產(chǎn)物的收率93摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.6/0.4，還原型輔酶Q10的純度為99.2％。
實施例10在與實施例1完全相同的條件下進行還原反應(yīng)和結(jié)晶，不同僅在于所用氧化型輔酶Q10的純度為98.4％(含有1.0％氧化型輔酶Q9、0.30％氧化型輔酶Q8和0.04％氧化型輔酶Q7)。結(jié)果，得到93g干燥白色晶體(含有0.72％還原型輔酶Q9，消除百分比28％；0.11％還原型輔酶Q8，消除百分比63％；還原型輔酶Q7未檢測到)(所分離產(chǎn)物的收率93摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.6/0.4，還原型輔酶Q10的純度為99.0％。
實施例11在45℃下，將10g按照與實施例1相同的方式所得還原型輔酶Q10晶體(含有0.29％還原型輔酶Q9；純度99.1％；還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比99.4/0.6)溶于140g乙腈，將溶液冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷乙腈、冷水和冷乙腈洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到9.5g干燥白色晶體(含有0.25％還原型輔酶Q9，消除百分比14％)(所分離產(chǎn)物的收率95摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.4/0.6，還原型輔酶Q10的純度為99.1％。
實施例12在25℃下，將10g按照與實施例1相同的方式所得還原型輔酶Q10晶體(含有0.29％還原型輔酶Q9；純度98.8％；還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比99.1/0.9)溶于100g庚烷，將溶液冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液。所有上述操作都是在空氣中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷庚烷、冷乙醇、冷水、冷乙醇和冷庚烷洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到9.3g干燥白色晶體(含有0.20％還原型輔酶Q9，消除百分比31％)(所分離產(chǎn)物的收率93摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.0/1.0，還原型輔酶Q10的純度為98.8％。
對比例3在25℃下，將10g實施例1所得還原型輔酶Q10晶體溶于70g N-甲基吡咯烷酮。此外，加入10g水，將溶液冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到淡黃色漿液。所有上述操作都是在空氣中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷乙醇、冷水和冷乙醇洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到9.6g淡黃色干燥晶體(所分離產(chǎn)物的收率96摩爾百分比)。所得晶體為淡黃色，還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為88.6/11.4，還原型輔酶Q10的純度為88.3％。
實施例13在25℃下，將氧化型輔酶Q10(100g)溶于1000g己烷。在攪拌的同時(攪拌所需的力0.3kW/m3)，逐漸加入將40g硫代硫酸鈉(純度至少75％)——作為還原劑——溶于1000ml水所制備的水溶液，在25℃和pH4-6下進行還原反應(yīng)。經(jīng)過2小時后，從反應(yīng)混合物中除去含水相，將己烷相用1000g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。該己烷溶液中的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.2/0.8。
實施例14將氧化型輔酶Q10(100g；純度99.4％)、60g L-抗壞血酸和30g碳酸氫鈉溶于1000g乙腈，在55℃下進行還原反應(yīng)，同時攪拌。經(jīng)過40小時后，向反應(yīng)混合物加入1000g庚烷和1000g脫氣水，將所得混合物冷卻至25℃。從反應(yīng)混合物中除去含水相，將庚烷相用1000g脫氣飽和氯化鈉水溶液洗滌6次。將該庚烷相冷卻至2℃，同時攪拌(攪拌所需的力0.3kW/m3)，得到白色漿液。所有上述操作都是在氮氣氛中進行的。在減壓下過濾所得漿液，將濕晶體按順序用冷庚烷、冷乙醇、冷水、冷乙醇和冷庚烷洗滌(用于洗滌的冷溶劑溫度為2℃)。在減壓下干燥濕晶體(20-40℃，1-30mmHg)，得到95g干燥白色晶體(所分離產(chǎn)物的收率95摩爾百分比)。所得晶體的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為99.5/0.5，還原型輔酶Q10的純度為99.0％。
對比例4按照與實施例13相同的方式進行還原反應(yīng)，不同僅在于所有操作都是在空氣中進行的。己烷溶液中的還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比為45.3/54.7。
工業(yè)實用性具有上述構(gòu)造的本發(fā)明是適合于商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的方法，能夠以方便有效的方式得到高質(zhì)量還原型輔酶Q10。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)還原型輔酶Q10的方法，該方法包含使用選自除己烷以外的烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種作為溶劑，借助氧化型輔酶Q10的還原合成還原型輔酶Q10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中使用選自脂肪酸酯、醚和腈的至少一種作為溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中還原是在脫氧氣氛中進行的。
4.制備還原型輔酶Q10的方法，該方法包含在脫氧氣氛中使用烴作為溶劑，借助氧化型輔酶Q10的還原合成還原型輔酶Q10。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中使用一種庚烷作為溶劑。
6.根據(jù)任意權(quán)利要求1至5的方法，其中使用金屬氫化物、鐵或鋅作為還原劑。
7.根據(jù)任意權(quán)利要求1至5的方法，其中還原是在水的存在下進行的，使用次亞硫酸或其鹽作為還原劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中還原是在pH3至7進行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中次亞硫酸或其鹽的用量等于或小于氧化型輔酶Q10的量，按重量計。
10.根據(jù)任意權(quán)利要求1至5的方法，其中使用抗壞血酸或其有關(guān)化合物作為還原劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中使用選自醚和腈的至少一種水混溶性高的種類作為溶劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其中抗壞血酸或其有關(guān)化合物的用量不小于1摩爾每摩爾氧化型輔酶Q10。
13.根據(jù)任意權(quán)利要求10至12的方法，其中還原是在堿性物質(zhì)或亞硫酸氫鹽的存在下進行的。
14.根據(jù)任意權(quán)利要求1至13的方法，其中在還原反應(yīng)之后，回收含有產(chǎn)物還原型輔酶Q10的有機相，用水洗滌。
15.使還原型輔酶Q10結(jié)晶的方法，該方法包含使用選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的至少一種作為溶劑，使還原型輔酶Q10結(jié)晶。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中使用脂族烴作為溶劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該脂族烴是無環(huán)的脂族烴。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該脂族烴是選自戊烷類、己烷類、庚烷類和辛烷類的至少一種。
19.根據(jù)任意權(quán)利要求15至18的方法，其中雜質(zhì)被消除在母液中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所要消除的雜質(zhì)是選自還原型輔酶Q9、還原型輔酶Q8和還原型輔酶Q7的至少一種。
21.根據(jù)任意權(quán)利要求15至20的方法，其中還原型輔酶Q10的結(jié)晶是按照冷卻結(jié)晶的方式或者冷卻結(jié)晶與另一種結(jié)晶方法的組合方式進行的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中結(jié)晶步驟中的冷卻溫度不高于20℃。
23.根據(jù)任意權(quán)利要求15至22的方法，其中結(jié)晶濃度以結(jié)晶完成時還原型輔酶Q10的重量相對于結(jié)晶溶劑的重量表示，不高于15w/w％。
24.根據(jù)任意權(quán)利要求15至23的方法，其中結(jié)晶是在由攪拌所需的力所導(dǎo)致的強迫流動下進行的，該力每單位體積不弱于0.01kW/m3。
25.根據(jù)任意權(quán)利要求15至24的方法，其中在進行結(jié)晶時加入晶種。
26.根據(jù)任意權(quán)利要求15至25的方法，其中結(jié)晶是在脫氧氣氛中進行的。
27.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所要進行結(jié)晶的還原型輔酶Q10是可借助根據(jù)任意權(quán)利要求1至14的方法而得到的產(chǎn)物。
28.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中還原型輔酶Q10的結(jié)晶是從可借助根據(jù)任意權(quán)利要求1至14的方法而得到的還原反應(yīng)混合物中進行的，或者是從可通過分離含有還原型輔酶Q10的有機相和——如果必要的話——洗滌有機相而得到的溶液中進行的。
29.使還原型輔酶Q10穩(wěn)定的方法，該方法包含處理還原型輔酶Q10在至少一種選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的溶劑中的溶液形式，由此保護還原型輔酶Q10免受分子氧的氧化作用。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中用于處理還原型輔酶Q10的操作是至少一種選自萃取/洗滌、濃縮和柱色譜的操作。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30的穩(wěn)定化方法，其中萃取/洗滌是通過從外部加入至少一種選自烴、脂肪酸酯、醚和腈的溶劑而進行的。
32.根據(jù)任意權(quán)利要求29至31的穩(wěn)定化方法，其中該烴是選自戊烷類、己烷類、庚烷類和辛烷類的至少一種。
33.根據(jù)任意權(quán)利要求29至31的穩(wěn)定化方法，其中該脂肪酸酯是甲酸酯、乙酸酯或丙酸酯。
34.根據(jù)任意權(quán)利要求29至31的穩(wěn)定化方法，其中該醚是含有4至8個碳原子的醚。
35.根據(jù)任意權(quán)利要求29至31的穩(wěn)定化方法，其中該腈是含有2至8個碳原子的腈。
36.還原型輔酶Q10晶體，其還原型輔酶Q10/氧化型輔酶Q10重量比不低于96/4。
全文摘要
本發(fā)明涉及方便有效地生產(chǎn)還原型輔酶Q
文檔編號C07C41/26GK1527807SQ0281413
公開日2004年9月8日 申請日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者植田尚宏, 北村志郎, 郎, 上田恭義, 義 申請人:鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會社