辅酶Q10生产工艺如何?
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时间:2024-08-17 10:44:31
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辅酶Q10生产工艺如何?【专家解说】: 辅酶Q10,别名:癸烯醌、泛醌、万有醌,化学名:2,3-二甲氧基-5-甲基-6〔3-甲基丁烯基-2〕-苯醌,2,3-二甲氧基-5-甲基-6
【专家解说】: 辅酶Q10,别名:癸烯醌、泛醌、万有醌,化学名:2,3-二甲氧基-5-甲基-6〔3-甲基丁烯基-2〕-苯醌,2,3-二甲氧基-5-甲基-6-癸异戊烯基苯醌。英文名称: Coenzyme Q10;Co Q10;Ubiquinone-10;Ubidecarenone;2,3-dimethoxy-5-methyl-6-decaprenylbenzoquinone
性状:本品为黄色或淡黄色结晶性粉末,无臭、无味。易溶于氯仿、苯和四氯化碳,溶于丙酮、乙醚、石油醚、微溶于乙醇,不溶于水和甲醇,遇光易分解,熔点47-50℃。
1 用途
辅酶Q10是一种代谢激活剂,能激活细胞呼吸,加速产生腺三磷(ATP)。它本身又是细胞自身产生的天然抗氧剂,能抑制线粒体的过氧化,保护生物膜结构完整性。对免疫有非常特异的增强作用,能提高吞噬细胞的吞噬率,增加抗体的产生,改善T细胞功能。
在医学上的主要用于:
1)急慢性病毒性肝炎、亚急性肝坏死的治疗,暴发性肝炎导致的脑水肿、迁延性肝炎;对其它肝病也有一定的疗效。
2)心血管疾病,如缺血性心脏病、风湿性心脏病、心肌梗塞、狭心症、心肌炎、心绞痛、心律不齐及降低高血压等。
3)用于癌症的综合治疗,能减轻放疗、化疗等引起的某些副反应。
2 生产工艺
辅酶Q10的合成工艺可以分为三种:生物提取法、微生物细胞培养法、化学合成法。
生物提取法
根据提取工艺的不同又分为:醇-碱皂化制造法和醇-醚混合提取法。
醇-碱皂化制造法
操作过程如下:
1)皂化
配料比:猪心残渣:95%乙醇:氢氧化钠:焦性没食子酸=1:1.3:0.13:0.12。
在反应罐中加入乙醇、氢氧化钠和焦性没食子酸,搅匀后加入提取细胞色素后的猪心残渣,在78~90°回流皂化30分钟,冷至35°,得皂化液。
2)萃取
配料比,皂化液:石油醚 = 1:1.4
上述皂化液中加入0.6倍量的石油醚、搅拌提取,静置分居后,吸出上清液,残渣再分别用0.4倍量的石油醚萃取2次。合并萃取液,用水洗至中性,直至水洗液近中性。
3)浓缩、过滤
将上述萃取液在40℃以下减压浓缩至原体积的1/20,冷却,-5°以下静置后过滤,得浓缩滤液。
4)吸附、洗涤、洗脱
配料比:猪心残渣:硅胶(60-100目)=1:0.01
在长径比等于7:1的纯化柱中装好硅胶,将上述浓缩滤液通过硅胶柱进行吸附,吸附后先用石油醚或120号汽油洗柱除去杂质,待流出液为无色时,再用含5%乙醚的石油醚洗脱,至洗脱液近乎无色,得洗脱液。
5)浓缩、结晶、干燥
将上述洗脱液在40℃以下减压浓缩,除去石油醚后得棕合油状物。于油状物中加入热的无水乙醇,溶解后冷却结晶12小时,滤干,真空干燥,得辅酶Q10。
使用此工艺的辅酶Q10收率为60.9mg/kg新鲜猪心,这是国内普遍采用的提取工艺。在皂化过程中可以使用氢氧化钾代替氢氧化钠,但焦性没石子酸必须加入,否则辅酶Q10将在皂化过程中全部破坏。加入量占起始湿原料的5-7%,皂化过程中可以加入氮气。在乙醇存在时,长时间皂化可能导致辅酶Q10环上的甲氧基与乙醇中乙氧基换位,生成单或双乙氧基衍生物,这些杂质在辅酶Q10产品中无法检出,为了避免这些杂质的生成,可以使用KOH和甲醇皂化。
醇-醚混合提取法
该工艺操作同醇-碱皂化制造法基本相似,只是省去了皂化反应。
在上述两种方法中醇-碱皂化制造法对辅酶Q10的提纯较为完全迅速,且易于纯化,但需要消耗大量的焦性没石子酸,在皂化过程中还有可能产生乙氧基衍生物。醇-醚混合提取法的收率不如皂化法,但可以省去焦性没石子酸,不会产生乙氧基衍生物。
微生物细胞培养法
1977年实现了微生物发酵法生产辅酶Q10。这种生产工艺被认为是最有前途的合成工艺,近几年微生物发酵法成为国内外开发的热点。红极毛杆菌、脱氮极毛杆菌、烷微环菌等是生产辅酶Q10的主要菌种。
化学合成法
1988年Eern和Keinan开发的全化学合成法生产辅酶Q10工艺是目前惟一成功的全化学法技术。但由于使用该技术生产辅酶Q10合成条件苛刻,且线性不饱和侧链的合成存在一定难度,与工业化生产还有一定的距离。
半化学合成法
目前开发的半合成法工艺是以对甲基苯酚为原料通过溴代、醚化、氧化获得甲基二甲氧基苯酚,然后与从烟草或马铃薯叶子中提取的茄尼醇缩合取代得到辅酶Q10。该方法的关键是如何将侧链连接到母环上(目前国内在该技术上还有较大困难)。
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