專利名稱：一種生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物催化與生物合成領(lǐng)域，涉及一種生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法。
背景技術(shù)：
蟲草素(cordycepin)為冬蟲夏草(Cordyceps sinensis)或北蟲草(Cordyceps militaris)中提取得到的核苷類化合物，是中藥蟲草的主要有效成分之一。現(xiàn)代藥理研究表明，蟲草素及其衍生物具有提高免疫、抗疲勞、抗腫瘤、消炎抗菌及抗病毒等作用。因此， 通過對蟲草素化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，尋找活性更強(qiáng)的蟲草素衍生物的研究工作倍受關(guān)注。目前蟲草素酯化衍生物的合成國內(nèi)外都是采用化學(xué)方法?；瘜W(xué)方法合成蟲草素酯化衍生物，能耗大、選擇性差、易產(chǎn)生副產(chǎn)物且產(chǎn)物難分離；并且由于反應(yīng)過程中使用大量有機(jī)溶劑和催化劑，一方面會帶來較嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，另一方面產(chǎn)物中常殘留一些有毒的化學(xué)物質(zhì)而存在安全隱患。因此，研究開發(fā)蟲草素酯化衍生物合成新工藝具有重大的實(shí)踐意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)工藝存在的問題，提供一種生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法。本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法，以丙酮、四氫呋喃或吡啶為溶劑，以 C2 C18碳鏈長度的脂肪酸酯為?；w，在反應(yīng)溫度30 50°C下，利用脂肪酶催化蟲草素進(jìn)行?；磻?yīng)，合成得到蟲草素酯化衍生物。其中，所述的溶劑優(yōu)選丙酮。所述的生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法優(yōu)選把蟲草素、脂肪酸酯和溶劑按質(zhì)量/體積/體積比例1 3 10 45 85混合，按脂肪酶與蟲草素的用量之比為400 2000U/g的比例加入脂肪酶，而后加熱至30 50°C，反應(yīng)6 M小時(shí)后，分離得到蟲草素酯化衍生物。蟲草素、脂肪酸酯和溶劑優(yōu)選按質(zhì)量/體積/體積比例1 6 60混合。所述的?；磻?yīng)在振蕩速度為150rpm的條件下進(jìn)行。所述脂肪酶優(yōu)選來源于南極假絲酵母(Candida antarctica)和米黑毛霉(Mucor miehei)。所述的分離方法如下?；磻?yīng)混合物經(jīng)過濾或6000rpm離心除去脂肪酶，再減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)，所得到的殘留物經(jīng)乙醇溶解，減壓蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥即得蟲草素酯化衍生物。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下的有益效果1、采用高效的生物催化劑來催化蟲草素酯化衍生物合成，克服了傳統(tǒng)化學(xué)方法的效率低的缺點(diǎn)；2、酶催化反應(yīng)具有高度選擇性，因而產(chǎn)物蟲草素酯化衍生物純度高；而傳統(tǒng)的化學(xué)方法合成蟲草素酯化衍生物，由于選擇性較差，副產(chǎn)物較多，產(chǎn)物純度低；3、由于采用生物酶作為催化劑，克服了傳統(tǒng)化學(xué)方法使用大量有毒有害的金屬鹽作為催化劑的缺點(diǎn)，且產(chǎn)品不會引起健康方面的憂慮。4、本發(fā)明反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好、反應(yīng)過程簡單易控、產(chǎn)物易分離。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1把0. 5g蟲草素、22. 5ml丙酮、20mg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica) 的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和1.5ml乙酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)他后，過濾除去脂肪酶，減壓 (0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得 5 ‘ -0-乙酰蟲草素酯化衍生物 C12H15N5Oj13C NMR :C6156. 2 ； C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65.4; C3' 34. 2. Acetyl :171. 3 (C = 0) ；20. 7 (-CH3)]，產(chǎn)率 66%。實(shí)施例2把0.5g蟲草素、30ml丙酮、20mg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica) 的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和:3ml乙酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)1 后，過濾除去脂肪酶，減壓 (0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得 5 ‘ -0-乙酰蟲草素酯化衍生物 C12H15N5Oj13C NMR :C6156. 2 ； C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65.4; C3' 34. 2. Acetyl :171. 3 (C = 0) ；20. 7 (-CH3)]，產(chǎn)率 70%。實(shí)施例3把0. 5g蟲草素、42. 5ml丙酮、IOOmg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica) 的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和5ml乙酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)24h后，過濾除去脂肪酶，減壓 (0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得 5 ‘ -0-乙酰蟲草素酯化衍生物 C12H15N5Oj13C NMR :C6156. 2 ； C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65.4; C3' 34. 2. Acetyl :171. 3 (C = 0) ；20. 7 (-CH3)]，產(chǎn)率 92%。實(shí)施例4把0.5g蟲草素、30ml丙酮、50mg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica) 的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和3ml 丁酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于40°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)1 后，過濾除去脂肪酶，減壓 (0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得 5 ‘ -0- 丁酰蟲草素酯化衍生物 C14H19N5O4[13C NMR :C6156. 1 ； C2152. 3 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 2 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65.2;C3 ‘ 34. 1. Butyryl (C = 0) 174. 6 ；36. 8 (-CH2-CO-) ； 19. 5 (-CH2-CH2-CO-) ； 14. 1 (CH3-)]，產(chǎn)率 84%。實(shí)施例5把0. 5g蟲草素、30ml丙酮、IOOmg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica) 的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和3ml辛酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于50°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)24h后，過濾除去脂肪酶，減壓 (0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得 5 ‘ -0-辛酰蟲草素酯化衍生物 C18H27N5O4[13C NMR :C6156. 2 ； C2152. 2 ；C4148. 8 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 1 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 64.9; C3 ‘ 34. 1. Octanoyl (C = 0) 174. 5 ；34. 9 (-CH2-CO-) 32. 8，30. 1，30. 0 (-CH2_backbone)； 26. 0 (-CH2-CH2-CO-) ；23. 6 (-CH2-CH3) ； 14. 4 (CH3-)]，產(chǎn)率 95%。實(shí)施例6把Ig蟲草素、60ml丙酮、400mg來源于米黑毛霉(Mucor miehei)的脂肪酶 (1000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6ml月桂酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于 30°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)他后，過濾除去脂肪酶，減壓(0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；所得到的殘留物經(jīng)乙醚充分洗滌，減壓(0.02MPa)蒸發(fā)，而后殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0.06MPa)即得5' -0-月桂酰蟲草素酯化衍生物 C22H35N5O4[13C NMR :C6156. 1 ；C2152. 3 ；C4148. 7 ；C8139. 6 ；C5119. 0 ； Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 3 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65. 1 ；C3 ‘ 34. 0. Lauroyl (C = 0) 174. 5 ； 34. 9 (-CH2-CO-) ；33. 0,30. 7 30. 2 (-CH2-Iauroyl backbone) ；26. 0 (-CH2-CH2-CO-)； 23. 6 (-CH2-CH3) ； 14. 5 (CH3-)]，產(chǎn)率 82 %。實(shí)施例7把Ig蟲草素、60ml丙酮、2g來源于米黑毛霉(Mucor miehei)的脂肪酶(1000U/ g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6ml硬脂酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于50°C、 150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)24h后，過濾除去脂肪酶，減壓(0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；所得到的殘留物經(jīng)乙醚充分洗滌，減壓(0.02MPa)蒸發(fā)，而后殘留物用乙醇溶解，再減壓(0. 02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得5' _0_硬酯酰蟲草素酯化衍生物 Q8H47N5O4["CWR :C6156. 2 ；C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ； C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65. 3 ；C3 ‘ 34. 2 ；Stearoyl (C = 0) 174. 5 ；34. 9 (-CH2-CO-)； 33. 0,30. 7 30. 1 (-CH2-Stearoyl backbone) ；26. 0 (-CH2-CH2-CO-) ；23. 7 (-CH2-CH3)； 14. 4 (CH3-)]，產(chǎn)率 88%。實(shí)施例8把0. 5g蟲草素、22. 5ml四氫呋喃、20mg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica)的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和1.5ml乙酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)Mi后，6000rpm離心除去脂肪酶，減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得5' -0-乙酰蟲草素酯化衍生物C12H15N5O4[13C 匪R :C6156. 2 ；C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ； C5' 65. 4 ；C3' 34. 2.Acetyl :171. 3(C = 0) ;20· 7(-CH3)]，產(chǎn)率 56%。
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實(shí)施例9把Ig蟲草素、85ml四氫呋喃、2g來源于米黑毛霉(Mucor miehei)的脂肪酶 (1000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和IOml硬脂酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于 50°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)24h后，過濾除去脂肪酶，減壓(0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；所得到的殘留物經(jīng)乙醚充分洗滌，減壓(0.02MPa)蒸發(fā)，而后殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0.06MPa)即得5' -0-硬酯酰蟲草素酯化衍生物 C^8H47N504["C 匪R :C6156. 2 ；C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ； Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65. 3 ；C3 ‘ 34. 2 ；Stearoyl (C = 0) 174. 5 ； 34. 9 (-CH2-CO-) ；33. 0,30. 7 30. 1 (-CH2-Stearoyl backbone) ；26. O (-CH2-CH2-CO-)； 23. 7 (-CH2-CH3) ； 14. 4 (CH3-)]，產(chǎn)率 78 %。實(shí)施例10把0. 5g蟲草素、22. 5ml吡啶、20mg來源于南極假絲酵母(Candida antarctica) 的脂肪酶(10，000U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和1.5ml乙酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30°C、150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)他后，過濾除去脂肪酶，減壓 (0. 02MPa)蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0. 06MPa)即得 5 ‘ -0-乙酰蟲草素酯化衍生物 C12H15N5Oj13C NMR :C6156. 2 ； C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ；Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65.4; C3' 34. 2. Acetyl :171. 3 (C = 0) ；20. 7 (-CH3)]，產(chǎn)率 50%。實(shí)施例11把Ig蟲草素、85ml吡啶、2g來源于米黑毛霉(Mucor miehei)的脂肪酶(1000U/ g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和IOml硬脂酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于50°C、 150rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)24h后，6000rpm離心除去脂肪酶，減壓(0. 02MPa) 蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；所得到的殘留物經(jīng)乙醚充分洗滌，減壓(0.02MPa)蒸發(fā)，而后殘留物用乙醇溶解，再減壓(0.02MPa)蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥(35°C、0.06MPa)即得5' -0-硬酯酰蟲草素酯化衍生物 C28H47N5O4PC 匪R :C6156. 2 ；C2152. 4 ；C4148. 9 ；C8139. 7 ；C5119. 1 ； Cl ‘ 90. 8 ；C4 ‘ 77. 6 ；C2 ‘ 74. 6 ；C5 ‘ 65. 3 ；C3 ‘ 34. 2 ；Stearoyl (C = 0) 174. 5 ； 34. 9 (-CH2-CO-) ；33. 0,30. 7 30. 1 (-CH2-Stearoyl backbone) ；26. 0 (-CH2-CH2-CO-)； 23. 7 (-CH2-CH3) ； 14. 4 (CH3-)]，產(chǎn)率 70 %。
權(quán)利要求
1.一種生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法，其特征在于以丙酮、四氫呋喃或吡啶為溶劑，以C2 C18碳鏈長度的脂肪酸酯為酰基供體，在反應(yīng)溫度30 50°C下，利用脂肪酶催化蟲草素進(jìn)行酰化反應(yīng)，合成得到蟲草素酯化衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶劑為丙酮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于把蟲草素、脂肪酸酯和溶劑按質(zhì)量/體積/體積比例1 3 10 45 85混合，按脂肪酶與蟲草素的用量之比為400 2000U/ g的比例加入脂肪酶，而后加熱至30 50°C，反應(yīng)6 M小時(shí)后，分離得到蟲草素酯化衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于蟲草素、脂肪酸酯和溶劑按質(zhì)量/體積/體積比例1 6 60混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的?；磻?yīng)在振蕩速度為150rpm的條件下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述脂肪酶來源于南極假絲酵母(Candida antarctica)禾口米漂毛霉(Mucor miehei)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的分離方法如下?；磻?yīng)混合物經(jīng)過濾或6000rpm離心除去脂肪酶，再減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)，所得到的殘留物經(jīng)乙醇溶解， 減壓蒸發(fā)去除乙醇，真空干燥即得蟲草素酯化衍生物。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物催化與生物合成領(lǐng)域，涉及一種生物催化制備蟲草素酯化衍生物的方法。該方法是以丙酮、四氫呋喃或吡啶為溶劑，以C2～C18碳鏈長度的脂肪酸酯為?；w，在反應(yīng)溫度30～50℃下，利用脂肪酶催化蟲草素進(jìn)行?；磻?yīng)，合成得到蟲草素酯化衍生物。本發(fā)明具有反應(yīng)條件溫和、對環(huán)境友好、反應(yīng)具有高度選擇性和可控性、反應(yīng)過程簡單、產(chǎn)物易從反應(yīng)混合體系中分離等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C12P19/40GK102242169SQ20111016342
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者陳志剛, 韓永斌, 顧振新 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)