探析辅酶q,10半化学合成工艺研究

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1、湘潭大学硕士学位论文辅酶Q<,10>半化学合成工艺研究姓名：陈田申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：杨运泉20071115摘要辅酶Q10是一种具有重要生理和药理作用的生命活性物质，用途十分广泛。特别是近年来随着对其生理和药理作用认识的不断深入，辅酶Q10已经成为了一种重要的药品和保健品，它是当今医学领域最有效的抗氧化物之一，广泛运用于心血管类疾病、肝炎、癌症、艾滋病等综合治疗及提高人体免疫力，需求量每年以15%～20%的幅度增长，在国际市场上供不应求，经济利益十分巨大。目前常规采用的生产方法(生物提取法和微生物发酵法)由于自身的局限性使得规模化生产受到极大限制，

2、先进的半化学合成技术被日本垄断，从而导致了辅酶Q10的生产和供应也基本被日本所垄断。时至今日，对辅酶Q10的化学合成仍存在相当的难度，目前世界上只有日本、韩国等极少数几个国家具备规模合成能力。虽然现今已有不少化学合成辅酶Q10的路线，但在工艺上仍然存在一些不足之处，对昂贵的茄尼醇原料利用率低，相比国外先进生产技术成本过高。因此，开发出一条优良的合成工艺技术路线具有较好的工业应用价值和前景。本文重点研究从烟草中提取天然茄尼醇为原料的半化学合成辅酶Q10工艺，分别采用了两条现今化学合成辅酶Q10的主要合成路线，即通常所说的侧链直接引入法和侧链延长法，成功地合成了辅酶Q10

3、。对半化学合成辅酶Q10的关键反应步骤进行了深入地研究，并对合成过程的部分关键的工艺条件及路线进行了新的探索，考察了一些重要的工艺条件对反应结果的影响。研究了侧链直接引入法合成辅酶Q10，该合成路线以茄尼醇为原料，经溴代制得茄尼基溴，茄尼基溴与乙酰乙酸乙酯反应，经亲核取代、水解脱羧得到茄尼基丙酮，茄尼基溴与溴化乙烯镁格氏试剂反应生成异十异戊二烯醇，异十异戊二烯醇在杂多酸催化下与氢醌母环偶合生成还原型辅酶Q10，最后还原型辅酶Q10经氧化得到辅酶Q10。研究了侧链延长法合成辅酶Q10，该合成路线用异戊二烯与苯磺酰氯的加成产物经水解乙酰化作用、皂化作用制得反式-1-苯磺酰

4、基-2-甲基-4-羟基-2-丁烯，再与氢醌母环偶合得到辅酶Q1前体化合物，再与茄尼基溴反应得到辅酶Q10前体化合物，经脱除无用基团和氧化得到辅酶Q10。本文提出的合成路线较现今文献报道方法具有工艺简单、成本相对较低、易于工业化等优点，是具有推广应用价值的辅酶Q10合成路线。关键词：辅酶Q10，茄尼醇，半化学合成法，侧链直接引入法，侧链延长法AbstractCoenzymeQ10isavitalhumannutrientwithextensiveuses.Ithasveryimportantphysiologicalandpharmacologicalactivitie

5、s.Especiallyaswearehavingadeeperunderstandingofitsphysiologicalandpharmacologicalactivities,coenzymeQ10becomesanimportantkindofpharmaceuticalandhealth-careproduct.Asoneofthemosteffectiveanti-oxidationproduct,CoenzymeQ10iswidelyusedinthecureofcardiovasculardisease,hepatitis,cancer,AIDSet

6、candintheimprovementofimmunotherapy.Andnowthesupplyofitgreatlyfallsshortofdemand.However,sinceitschemosynthesisisstillamajorchallenge,apracticalsynthesisofCoQ10hasnotyetbeenachieved.Bynow,thereareonlyseveralcountriesthathavethecapabilitytoproduceinscalelikeJapanandKorea.Althoughthereare

7、manychemosyntheticmethodsforCoenzymeQ10,therearestillmanyshortcomingsintechnics.Theexpensivesolanesolwasnotfullyutilizedandthusthecostwasmuchhigherthanthatofadvancedprocedureinforeigncountries.Manyscientificresearchersstillproceedwithexploringanexcellentsyntheticalroute.Inthisp