[发明专利]光催化制备速甾醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由7—脱氢胆固醇经过光催化方法制备速甾醇的方法。

背景技术

维生素D现在成了维生素家族中的新星，维生素D是人体吸收钙的“伴侣”。换句话说，人体缺少维生素D，则钙(还有磷)无法吸收，骨密度下降，骨质变得疏松，后果是，对于儿童，患佝偻病；对于老年人，尤其是老年妇女，则是得骨质疏松症，而后者则是现代社会中几种发病率越来越普遍疾病中的一种，同时，近十余年来大量的科学研究发现，维生素D在减少如肠癌、乳腺癌及前列腺癌等癌症发病率，在降低中风、高血压、充血性心力衰减及糖尿病等发病危险性方面起着重要作用。

不过，一个不争的事实是，缺维生素D现在是个普遍的问题，最新的一项研究指出，只有10％的美国人血液中维生素D水平是合格的，在亚洲人群中，缺维生素D更是普遍。其中原因是，不像维生素A、维生素C及维生素E等那样，天然存在的富维生素D饮食源少之又少。除了某些海鱼中含有比较丰富的维生素D之外，我们日常饮用的食物，不管是植物性源还是动物性源，维生素D的含量都很少，或甚至检测不到。因此，除非通过暴露于太阳光下在皮肤中生成足够的维生素D，否则药物维生素D补充，即服用含维生素D的片剂或胶囊是满足维生素D需要采取的不可缺少的手段，对于室内人工饲养的动物和家禽等，药物维生素D补充的必要性也是如此。面对维生素D的市场需求量不断增加，但维生素D的生产工艺几十年没有发生重大改变，它的价格一直居高不下，是其它维生素所不能比拟的。

现在工业上生产维生素D还是用光化学方法。

图1是光化学方法生产维生素D的历程。其中所用的光(hv)是紫外光(UV)，而最适合于这个光化学反应的紫外光是它的B部分(UVB)。ProD是指维生素D的原体—光化学反映的起始物质。其中产品维生素D(VD)常用的有VD₂和VD₃，其相应的ProD是ProD₂(麦角甾醇)和ProD₃(7—去氢胆固醇)。

从图1看出，ProD吸收hv后发生光异构反应先生成维生素D前体(PreD)。PreD再经热异构到VD。但是，显然由于下面两个原因，工业生产VD时它的得率受到了限制：

1、由ProD光异构得到的PreD，除了热异构到VD这一反应通道外，还存在两个付反应通道，即由PreD光异构到光甾醇(L)和速甾醇(T)。随着光照时间增加，生成的PreD增多，发生这两个付反应通道的可能性也随之增加，这使PreD的得率不可能随光照时间增加而一直增加，而是在达到一个极大值之后反而随光照时间增加而减少。这个极大值主要取决于入射光谱及其强度。280—300nm的UVB是生产PreD最合适的光。比这个波长范围小的UV，例如λ＝254nm，产生相对比较多的T。比这个波长范围大的UV，产生相对比较多的L。

2、图1中所示的光异构反应和热异构反应都属于可逆反应。例如，在反应初始时间，ProD的光异构反应主要倾向是生成PreD。但随着生成的PreD量增加，也会有一些PreD分子在吸收UV光子后逆向光异构到ProD。这种可逆反应使得ProD光异构反应不能“进行到底”。

主要由于上面原因，工业上生产维生素D的得率一般只有在大约20—50％之间，能超过50％的不多。为此，最近二、三十年来，这方面的研究人员都在不断努力，希望有所突破，其中值得一提的是上个世纪八十年代初的两步光解法(见J.Am.Chem.Soc.，1981，103：6781)，所谓的两步光解法是，在第一步，利用低压汞灯光谱中丰富的254nmUV光，或一些短波UV激光器作光源，使辐照过的7—DHC溶液中T的浓度大幅增加；在第二步，利用在较长波长UV(300—350nm)范围内T有相对较大吸收，而其他7-DHC及其异构体几乎不吸收的特点，用能发射出较长波长(约300—350nm)UV的光源或激光器辐照在第一步光解中得到的光照过7—DHC混合液，在第二步光解中，由于几乎只有T发生光异构反应到PreD，而混合物中的其它异构体基本上不会发生，故在小试中，利用两步分解法能把维生素D的得率提高到约50—70％。但是，这个方法在实用上有下面两个致命的特点：

1、两步光解中所用的各种光源，不管是低压汞灯还是激光器，都属于特殊光源，它们或者难以得到大功率，或者生产成本昂贵，这会使工业上维生素D生产成本大大增加。

2、在第二步光解中，由于是在低吸收UV下光照，要达到高的T转化率，光照时间不得不冗长，常常需要数小时之久，这会使工业上生产维生素D变得不经济。