角黄素合成工艺研究

　第１９期 收稿日期：２０１８－０７－１０

作者简介：耿　伟（１９７９—），男，研究生，主要从事化学制药方面研究。

角黄素合成工艺研究

耿　伟

（浙江医药股份有限公司新昌制药厂，浙江新昌　３１２５００）

摘要：本文以碘化钾、双氧水代替碘作为催化剂，用氯酸钠作为氧化剂，在酸性环境下以β－胡萝卜素为原料一步氧化法生产角黄素。同

时，对各个反应条件进行了工艺优化，得到了最优条件，角黄素总收率可以达到７８％。结果证明：该工艺路线条件温和，收率高，工艺稳定、可靠。关键词：角黄素；β－胡萝卜素；氧化反应；碘化钾；双氧水中图分类号：ＴＱ２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１９－００２３－０２

ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＣａｎｔｈａｘａｎｔｈｉｎ

ＧｅｎｇＷｅｉ

（ＺｈｅｊｉａｎｇＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＸｉｎｃｈａｎｇＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＦａｃｔｏｒｙ，Ｘｉｎｃｈａｎｇ　３１２５００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄｐｏｔａｓｓｉｕｍｉｏｄｉｄｅａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅａｓｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔ，ｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒａｔｅａｓｏｘｉｄａｎｔａｎｄｂｅｔａ

ｃａｒｏｔｅｎｅａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｉｎｔｈｅａｃｉｄｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ

，ｉｔｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｏｆｅａｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｒｅａｃｈｉｎｇ７８％ｔｏｔａｌｙｉｅｌｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｒｏｕｔｅｈａｓｔｈｅｏｂｖｉｏｕｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｍｉｌｄｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｈｉｇｈｅｒｔｏｔａｌｙｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃａｎｔｈａｘａｎｔｈｉｎ；β－ｃａｒｏｔｅｎｅ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ；ｐｏｔａｓｓｉｕｍｉｏｄｉｄｅ；ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ 角黄素属于类胡萝卜素的一种，又名斑蝥黄，化学合成的

角黄素晶体呈深红色至紫褐色［１］

。角黄素分子中存在的共轭烯键对氧敏感，高温也会引起其分解，要求避光、避氧及低温保存；角黄素在酸性条件下，易氧化和降解，碱性条件下很稳定［２］

。在角黄素的生产方法主要有天然产物提取法、微生物发

酵法、化学合成法等，化学合成法成本低、含量高，生产稳定［３］

。有些厂家采用了从基础原料到产品的全合成法，一般步骤较

长，也大都需Ｗｉ

ｔｔｉｇ反应或格式反应等，反应条件苛刻，三废排放量大，环境不友好，整体收率偏低［４－５］

；有些厂家采用了从β－胡萝卜素到角黄素的一步氧化法来合成，该法为在催化剂碘或卤化碘的条件下，用卤酸盐或次卤酸盐氧化，该反应虽然步骤短，但在工业化生产中，由于碘的易升华特点，对人身体造成

危害，操作环境要采取特殊保护［６－８］

。

本课题的主要价值就是要避免以上合成工艺的不足，采用氯酸钠一步氧化β－胡萝卜素合成角黄素的工艺，采用更加安全方便的催化剂加入方式，来代替碘或卤化碘的直接催化工艺，从而使整个反应和处理过程更加友好、环保。

１　实验部分

１．１　试剂及仪器

氯酸钠、醋酸、二氯甲烷、亚硫酸钠、乙醇：均为工业级；双

氧水：３０％；次氯酸钠，１０％；β－胡萝卜素：饲料级。称量天平，ＡＥ２４０型，梅特勒－托利多称重设备系统有限公司；低温冷却夜循环泵，ＤＬＳＢ－１０／３０，上海东玺制冷仪器设备有限公司；集热式恒温加热磁力搅拌器，ＤＦ－１０１Ｓ，巩义市予华仪器有限公司；旋转蒸发器，Ｒ５００３Ｋ２Ｂ，上海市申生科技有限公司；电热真空干燥箱，ＺＫ－８２Ｂ，上海实验仪器厂有限公司。

１．２　合成角黄素的操作方法

将２５ｇβ－

胡萝卜素溶解于６００ｍＬ二氯甲烷溶液中，取适量的氯酸钠等卤酸盐氧化剂和０．７ｇ碘化钾溶解于２００ｍＬ的水中，先后放入三口烧瓶中，在氮气环在合适温度下，一次性加入适量的双氧水，滴加适量的醋酸，在整个反应进程中，保持溶

液在酸性条件下，搅拌反应，通过Ｔ

ＬＣ薄层色谱判断反应终点。反应结束后，将该反应液取出，倒入分液漏斗中，静止，直至分离出水层和有机层，收集有机层，并先后用２００ｍＬ的２％亚硫酸钠溶液和２００ｍＬ的水洗涤两次。取水洗后的有机层减压蒸出二氯甲烷，然后加入乙醇２００ｍＬ，溶解，结晶，抽滤，得到

湿品２８ｇ，在８０℃的真空烘箱中干燥４ｈ，称重，并进行紫外分析。

２　结果与讨论２．１　惰性气体的影响

考虑到β－胡萝卜素和角黄素都含有多个烯键，在氧气存在下，极易氧化，在反应过程中，可能导致更多的副产物产生，因此，选取氮气存在和非氮气存在两个反应环境进行优化考察，结果见表１。

表１　惰性气体的影响

反应条件产物数量／ｇ收率／％含量／％非氮气１７．３６９．２９６．１氮气

１７．３

６９．２

９７．７

结果分析：两个反应条件下，收率无明显区别，含量都在要

求范围内，说明有无惰性气体对整个反应和工艺相比较没有较大的影响，因此，在进行氧化反应操作时，避免和氧气或空气的接触是非关键因素。

２．２　反应温度的影响

因在氧化反应中，不同的温度对反应快慢有较大影响，且温度也影响到原料和产物的活性，可能影响到产品收率，因此，考察在氧化反应时，反应温度对整个工艺的影响是否至关重要，在氮气保护下，分别选择０，１０，１５，２０，３０℃四个温度点进行考察，其他操作条件不变，结果见表２。

从表２可看出：虽然温度升高，可以加快反应进程，缩短反

应时间，但收率明显下降，因此氧化反应温度在１

５℃，效率是最高的。

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３２·耿　伟：角黄素合成工艺研究