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第41卷
分析化学( FENXI HUAXUE)研究报告
第6期
2013年6月
Chinese Journal of Analytical Chemistr
851~855
DOI:10.372A/SP.J.1006.2013.20853
模拟移动床色谱法分离纯化链甾醇
许青青2孔利云李敏苏宝根杨亦文”任其龙
(浙江大学生物质化工教育部重点实验室,杭州310027)
(衢州学院化学与材料工程学院,衛州324000
摘要以羊毛脂中提取的链甾醇为原料,釆用模拟移动床色谱法(SMBC)进行了分离纯化。以C为固定
相,甲醇为洗脱液,采用四区SMBC系统,每区有两根色谱柱(150mmx10mm×10um),经过两次SMBC分
离,得到高纯度链甾醇产品。以纯度、生产率和溶剂消耗量为指标,确定链甾醇在SMBC中的最佳分离条件
为:切换时间64min,四区流量分别为997,753,8.53和4.97 ML/min,进料流量1.00mL/min(第一次SMBC
分离);切换时间6.0min,四区流量分别为9.95,7.98,853和6.62mL/min,进料流量0.55mL/min(第二次
SMBC分离)。结果表明,以90.1%含量的链甾醇粗品为原料,在优化实验条件下,先除去吸附能力比链甾醇
强的杂质,再除去吸附能力比链甾醇弱的杂质,得到高纯度(≥98.9%)的链甾醇产品,回收率为93.8%。
关键词模拟移动床色谱;反相高效液相色谱;分离纯化;链甾醇
1引言
链甾醇又名3B-羟基5,24-胆甾二烯、24-去氢胆固醇(3B- Cholest-5,24-dien-3-ol, desmosterol,CAS
No:313-04-2,分子式C2H4O),为白色或近白色的晶体或粉末,不溶于水,溶于正已烷、石油瞇等非极性
溶剂,易溶于醇类等极性较大的溶剂。链甾醇和胆固醇的分子结构非常相似,不仅具有胆固醇的某些生
理作用,还是重要的医药中间体,在作为许多具有生理活性的甾类化合物的合成初始原料方面比胆固醇
更有优势,广泛应用于医药、化工、生化等领域。例如链甾醇在24位多一个双键,在25位上少了一个羟
基,将双键打开,增加一个羟基,是一个较容易实现的合成反应。因此,链甾醇是制备25-羟基维生素
D3关键中间体25羟基胆固醇的最佳原料。链甾醇可通过有机反应全合成或半合成制得),也可从
动植物中提取分离得到?。前者往往因起始物难获得或反应步骤长,收率低而不具工业价值。后者
通常采用溶剂提取获得链甾醇粗品,但纯度都较低,达不到商品品质要求,需进一步分离纯化
目前,链甾醇分离纯化方法有合成转化法?、AgNO2络合色谱法、硅胶柱层析法°、高效液相色
谱法(HPLC)?,最近又发展出溶剂结晶法?、萃取法和固定床吸附法。其中,合成转化法采用
汞盐将链甾醇转化成25-羟基胆固醇后,再层析或结晶、皂化,才能得到较高纯度的链甾醇,其方法较为
繁琐,且Hg“毒性大,易造成污染不利于工业生产。AgNOっ络合色谱法比较费时、成本高,也难以工业
化。硅胶柱层析法若采用复合硝酸银的硅胶柱层析会引入放射性的杂质,而单纯以硅胶柱层析分离,分
离一个样品至少需要3d时间。HPLC法采用C18反相柱,以乙腈、乙腈-甲醇或甲醇溶液为流动相,可以
分离得到链甾醇、胆固醇及7-去氢胆固醇等许多甾醇,但它们仅适合分析样品的制备。溶剂结晶法、萃
取法和固定床吸附法具有生产成本低、污染少,适于工业化生产,但经过活性炭吸附或不同溶剂多次结
晶得到的链甾醇产品纯度通常仍低于90%,且还含有大量结构相近的未知杂质,达不到链甾醇分离的
高纯度要求。本研究采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC),并考虑到工业生产的需要,结合能够连续
操作且分离效果较固定床吸附更好的模拟移动床色谱(SMBC),分离纯化链甾醇,取得了满意的结果。
2实验部分
2.1仪器与试剂
Waters液相色谱系统(美国 Waters公司),包括1525 HPLC泵、717Pus型自动进样器、2487紫外检
20120821收稿;2012-12-06接受
本文系国家“十二五”科技支撑计划项目(No2011BAD23B03)和浙江省基金重点项目(No.Z4090327)资助
E-mailceywyang@zju.edu.cn
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分析化学
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测器和柱温箱;AL204101电子分析天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)。KQ-250DB型数控超声波清
洗器(昆山市超声仪器有限公司);DZE-6050真空干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。 EYELA旋转
蒸发仪(上海爱朗仪器有限公司);C9116 CSEPB SMB系统(德国 Knauer公司),配备一个16通旋转
阀,可接16根色谱柱。在实际应用中只接了8根(150mmx10mmx10pum,C18球状硅胶填充,日本YMC
公司),另外还包括进样泵、洗脱泵、提取泵和提余泵
进样泵
提余液流量
等,其系统连接如图1所示。SMB系统有4个区,柱
eed pump
Rafiinate flow
Zone 3
子分布为22-2-2。进料液(Feed)从2区和3区之间
四区泵
注入,洗脱液( Eluent)从4区和1区之间注人。由于
Zone 4 pump
强吸附组分在柱子中的移动速度较慢,弱吸附组分
在柱子中的移动速度较快,使得弱吸附组分移向提
区泵
余液口,即弱吸附组分(提余液 Raffinate)在3区和Zone2pup
4区之间收集,强吸附组分(提取液 Extract)在1区和
区
洗脱泵
Zone 1
Eluent pum!
2区之间收集。每隔一定时间,进样液和洗脱液人
提取液流量
Extract flow
口、提取液和提余液出口同时沿流动相流动方向切
图1SMB系统连接平面示意图
换至下一根色谱柱出口,以此实现固定相与流动相
Schematic diagram of simulated moving bed
之间的逆流效果。本系统使用 Chromgate SMB con-
(SMB)connections
tro软件控制泵的流量、切换时间和温度等操作参
数,并实时记录参数的变化情况。
链甾醇标样购自美国 Sigma公司;链甾醇粗品为实验室自制,经HPLC测定链甾醇含量90.1%
密封,于-20℃保存);甲醇(色谱纯,国药化学试剂有限公司);丙酮(分析纯,杭州化学试剂有限公司)。
2.2HPLC分析条件
实验中链甾醇SMBC进料液、提取液和提余液等用 HIPLC分析。色谱分析条件:色谱柱为C13反相
柱(150mmx3.9mmx4pm,美国 Waters公司),柱温为35℃,检测波长205nm,以甲醇为流动相,流速
0.7mL/min,进样体积为10
2.3SMBC实验方法
用甲醇配制10g/L链甾醇粗品均相进料液,在进料之前先通过0.22um滤膜过滤。配制不同浓度
的链甾醇标样,用HPLC分析,将浓度和对应的检测信号作图,得标准曲线。选择一个不保留物质,测定
SMBC用的色谱柱参数,采用ECW2000 Isothermfit软件模拟得到待分离物质的线性吸附等温线参数。
启动SMB- Guide,输入SMB色谱柱和吸附等温线的参数,设计分离过程。用模拟确定的参数运行
SMBC,HPIC检测提取液和提余液