納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法與流程
2023-07-28 11:43:16
本發明的實施方式涉及熊去氧膽酸的製備方法，更具體地，本發明的實施方式涉及採用納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法。
背景技術：
熊去氧膽酸(3α，7β-二羥基-5β-膽烷酸，簡稱UDCA)是中藥熊膽的主要成分，曾主要用於治療膽石疾病。近年來，國外報導了UDCA在治療各種急性、慢性肝病中的應用。新的研究表明，UDCA不僅對於治療原發性膽汁性肝硬化、原發性硬化性膽管炎、慢性活動性肝炎具有良好療效，還可用於治療慢性肝炎和肝移植後排斥反應。
熊去氧膽酸與鵝去氧膽酸、牛羊膽酸的分子式相同，立體結構不同，化學上把這兩種化合物的結構關係稱為同分異構體。最早的提取工藝是直接從熊膽汁中提取。後來發明了另一種工藝：以鵝去氧膽酸(簡稱CDCA)為原料合成UDCA。現在大多數是採用醇+金屬鈉體系進行氫化還原反應，此體系在進行氫化還原反應時立體選擇性較差，產率低，或者是採用光化學法催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸能夠得到較高的收率，但製備過程複雜，所需時間長，並且目前利用鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法依然很少，原料較單一，難以應對市場變化。
技術實現要素：
本發明克服了現有技術的不足，提供一種納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法，這種新的方法使用的原材料與其它現有方法不同，且能夠通過簡單的操作步驟合成純度較高的熊去氧膽酸。
為解決上述的技術問題，本發明的一種實施方式採用以下技術方案：
一種納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法，包括以下步驟：
(1)反應電極和催化劑的選擇
選擇金含量≥99.9％的純金製作反應電極；
選擇平均粒徑為4～6nm、鈀含量≥99.9％的納米鈀作為催化劑；
(2)鵝去氧膽酸製備3α-7-酮基-5β-膽烷酸
將鵝去氧膽酸加入氫氧化鈉溶液中，鵝去氧膽酸與氫氧化鈉的摩爾比為1:1，常溫攪拌至完全溶解，用稀鹽酸調pH值至7～7.5，配製成鵝去氧膽酸質量分數為1％的溶液；
按照催化劑與鵝去氧膽酸的摩爾比為4.5×10-4～5.0×10-4:1稱取催化劑，投入鵝去氧膽酸溶液中，常溫攪拌使之成為懸浮液；
將反應電極插入上述懸浮液中，通入3～9V直流電源，保持通電2～4h，在此過程中，向上述懸浮液中緩慢加入濃度為27％～30％的雙氧水溶液，每1mol鵝去氧膽酸對應使用245～255ml該雙氧水溶液，反應完成後，斷開電源，即得含3α-7-酮基-5β-膽烷酸的溶液；
(3)3α-7-酮基-5β-膽烷酸還原為熊去氧膽酸
用氫氧化鈉溶液調節所述含3α-7-酮基-5β-膽烷酸的溶液的pH值至10～10.5，常溫攪拌並接通3～9V直流電源，維持2～4h，此過程中向含3α-7-酮基-5β-膽烷酸的溶液中緩慢加入質量分數為10％的硼氫化鈉溶液，每1mol鵝去氧膽酸對應使用950～1050ml該硼氫化鈉溶液，反應完成後，斷開電源，即得含熊去氧膽酸的溶液；
(4)結晶精製
將所述含熊去氧膽酸的溶液過濾回收催化劑鈀，所得濾液用稀鹽酸調pH值至2～3，析出熊去氧膽酸沉澱，再次過濾得到粗品熊去氧膽酸；
用丙酮重結晶粗品熊去氧膽酸得到精品熊去氧膽酸。
上述納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法中，步驟(2)和步驟(3)所述攪拌的速度為20Hz。
上述納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法中，步驟(3)所述氫氧化鈉溶液的質量濃度為1％。
上述納米鈀電催化鵝去氧膽酸合成熊去氧膽酸的方法中，步驟(4)所述丙酮重結晶的操作方法是：向粗品熊去氧膽酸中加入2倍體積的丙酮，升溫回流1h後緩慢降溫至0～5℃析出熊去氧膽酸晶體，結晶5小時，過濾即得精品熊去氧膽酸。
與現有技術相比，本發明的有益效果之一是：本發明在常溫反應並且採用低壓直流電，反應條件溫和；本發明反應中應用較穩定的氧化劑還原劑，易於操作控制；本發明催化劑和電極可以循環使用，成本投入低，收益回報高；本發明製備所需時間短，只需最後一步進行結晶精製，效率高。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
首先選擇金含量≥99.9％純金電極作為反應電極，並且選擇平均粒徑在5nm左右、鈀含量≥99.9％的納米鈀顆粒作為催化劑，該反應電極和催化劑應用於以下各實施例。
實施例1
準確稱取39.2g(0.1mol)的鵝去氧膽酸加入含0.1mol的氫氧化鈉的鹼性溶液中，常溫攪拌至溶解完全，稀鹽酸調pH值至7，配製成鵝去氧膽酸質量分數為1％的溶液。稱取5mg催化劑，投入鵝去氧膽酸溶液中，常溫下維持20Hz攪拌，使之成為懸浮液。將反應電極插入上述懸浮液中，通入6V直流電源，4h內，向上述懸浮液中緩慢加入質量濃度為30％的雙氧水溶液25ml；反應完成後，斷開直流電源，製得含3α-7-酮基-5β-膽烷酸的溶液。
用1％濃度氫氧化鈉溶液調節含3α-7-酮基-5β-膽烷酸溶液的pH值至10.5；常溫下維持20Hz攪拌，接通6V直流電源，4h內，向上述懸浮液中緩慢加入質量分數10％的硼氫化鈉溶液100mL；反應完成後，斷開直流電源，製得含熊去氧膽酸的溶液。
將含熊去氧膽酸的溶液過濾回收催化劑鈀，所得濾液用稀鹽酸調pH值至2，析出熊去氧膽酸沉澱，再次過濾得到粗品熊去氧膽酸40g；向粗品熊去氧膽酸中加入2倍體積丙酮，升溫回流1h後緩慢降溫至4℃析出熊去氧膽酸晶體，結晶5h，過濾得到熊去氧膽酸精品21.96g，高效液相色譜分析含量為99.7％。
實施例2
準確稱取39.2g(0.1mol)的鵝去氧膽酸加入含0.1mol的氫氧化鈉的鹼性溶液中，常溫攪拌至溶解完全，稀鹽酸調pH值至7.5，配製成鵝去氧膽酸質量分數為1％的溶液。稱取5mg催化劑，投入鵝去氧膽酸溶液中，常溫下維持20Hz攪拌，使之成為懸浮液。將反應電極插入上述懸浮液中，通入8V直流電源，3h內，向上述懸浮液中緩慢加入質量濃度為29％的雙氧水溶液25ml；反應完成後，斷開直流電源，製得含3α-7-酮基-5β-膽烷酸的溶液。
用1％濃度氫氧化鈉溶液調節含3α-7-酮基-5β-膽烷酸溶液的pH值至10；常溫下維持20Hz攪拌，接通8V直流電源，3h內，向上述懸浮液中緩慢加入質量分數10％的硼氫化鈉溶液100mL；反應完成後，斷開直流電源，製得含熊去氧膽酸的溶液。
將含熊去氧膽酸的溶液過濾回收催化劑鈀，所得濾液用稀鹽酸調pH值至3，析出熊去氧膽酸沉澱，再次過濾得到粗品熊去氧膽酸39.9g；向粗品熊去氧膽酸中加入2倍體積丙酮，升溫回流1h後緩慢降溫至1℃析出熊去氧膽酸晶體，結晶5h，過濾得到熊去氧膽酸精品22.35g，高效液相色譜分析含量為99.7％。
實施例3
準確稱取39.2g(0.1mol)的鵝去氧膽酸加入含0.1mol的氫氧化鈉的鹼性溶液中，常溫攪拌至溶解完全，稀鹽酸調pH值至7.5，配製成鵝去氧膽酸質量分數為1％的溶液。稱取5mg催化劑，投入鵝去氧膽酸溶液中，常溫下維持20Hz攪拌，使之成為懸浮液。將反應電極插入上述懸浮液中，通入3V直流電源，4h內，向上述懸浮液中緩慢加入質量濃度為27％的雙氧水溶液25ml；反應完成後，斷開直流電源，製得含3α-7-酮基-5β-膽烷酸的溶液。
用1％濃度氫氧化鈉溶液調節含3α-7-酮基-5β-膽烷酸溶液的pH值至10.5；常溫下維持20Hz攪拌，接通3V直流電源，4h內，向上述懸浮液中緩慢加入質量分數10％的硼氫化鈉溶液100mL；反應完成後，斷開直流電源，製得含熊去氧膽酸的溶液。
將含熊去氧膽酸的溶液過濾回收催化劑鈀，所得濾液用稀鹽酸調pH值至3，析出熊去氧膽酸沉澱，再次過濾得到粗品熊去氧膽酸39.8g；向粗品熊去氧膽酸中加入2倍體積丙酮，升溫回流1h後緩慢降溫至0℃析出熊去氧膽酸晶體，結晶5h，過濾得到熊去氧膽酸精品21.93g，高效液相色譜分析含量為99.8％。
儘管這裡參照本發明的解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則範圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開的範圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對於本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。