專利名稱：一種綠原酸脂肪酸酯的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用脂肪酶催化合成綠原酸脂肪酸酯的方法，即綠原酸脂肪酸酯加工新工藝。
背景技術：
綠原酸廣泛存在植物中，如葵花籽、水果(如蘋果、梨、葡萄)、蔬菜(如土豆)、大豆、小麥等。人們在日常生活中，都能從食用的糧食、蔬菜、水果和果汁中攝取一定量的綠原酸類物質。綠原酸具有廣泛的生物活性，具有抗菌、抗病毒、保肝利膽、抗腫瘤、降血壓、降血脂等作用?，F(xiàn)代科學對綠原酸生物活性的研究已深入到食品、保健、醫(yī)藥和日用化工等多個領域。但綠原酸的鄰二酚羥基結構不穩(wěn)定，高溫加熱易氧化分解，堿性條件下也可發(fā)生水解。綠原酸的生理功能雖然廣泛，具有較好的抗氧化、清除自由基及抗菌抗病毒等作用， 但由于其極性大、油水分配系數(shù)低等的限制，其發(fā)揮作用的應用范圍有限，且生物膜透性較差、于體內能被酯酶滅活，生物利用度較低、抗菌作用并不強，從而降低了綠原酸的整體功能活性。目前對綠原酸進行分子修飾以增強其穩(wěn)定性和脂溶性的報道尚少。對于酚酸類的化學改性法最常見是對其進行酯化，如直接酯化法、酯交換法及酰氯法等。脂肪酶作為生物催化劑催化反應條件溫和，產(chǎn)物顏色淺，副產(chǎn)物少且具有專一性， 利于生產(chǎn)高質量的脂溶性化合物。尤其是近年來在脂溶性產(chǎn)品生產(chǎn)中的應用，對生產(chǎn)綠色環(huán)保燃料，建設環(huán)境友好型社會，解決我國日益嚴重的能源問題，有著重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益。目前綠原酸酯基本采用化學法反應，寧正祥等以三乙胺(TEA)為催化劑，對綠原酸進行月桂酰氯?；?，化學法制備了綠原酸月桂酸酯。但綠原酸在堿性溶劑中易氧化；化學反應沒有選擇性，導致副反應增多，對后續(xù)分離純化帶來麻煩。在酶常規(guī)催化過程中，由于綠原酸在脂肪醇反應溶劑中的溶解性較小，反應速度慢，效率較低，降低了脂肪酶的催化速率。

發(fā)明內容
針對上述問題，發(fā)明人采用首先化學合成綠原酸甲酯(綠原酸甲酯在脂肪醇中溶解性要大于綠原酸在脂肪醇中溶解性)，接著綠原酸甲酯在脂肪酶催化作用下與脂肪醇進行?；磻姆椒ǎ植竭M行提高催化效率。本發(fā)明采用的技術方案是一種綠原酸脂肪酸酯的合成方法，所述方法為(1)0. 035 0. 05mol/L的綠原酸的甲醇溶液中加入離子交換樹脂Amberlite IR120H，所述離子交換樹脂的用量以綠原酸的甲醇溶液的體積計為0. 035 0. 05g/mL,并加入分子篩，分子篩的加入量以綠原酸的甲醇溶液的體積計為10-20mg/mL，在50-55°C溫度下攪拌反應6-10小時，反應結束后反應液后處理制得綠原酸甲酯；(2)步驟(1)制得的綠原酸甲酯加入脂肪醇中進行酰化反應，所述脂肪醇為辛醇或十二醇，加入NOVOZym435脂肪酶(來源于Cand id Antarctica B型脂肪酶固定于陰離子樹脂上，北京Novo Nordisk公司)，在氮氣保護下，在50°C溫度下攪拌反應48-76小時，反應結束后反應液分離處理制得所述綠原酸脂肪酸酯；所述脂肪醇的用量以綠原酸甲酯的物質的量計為178 358mL/mmol ；所述NOVOZym435脂肪酶的用量為脂肪醇質量的4 8%。
所述反應的方程式如下所述步驟(1)中，所述反應液后處理方法為反應結束后，反應液冷卻至室溫、過濾、濾液蒸除甲醇，加入氯仿萃取，取有機層采用無水硫酸鈉進行干燥，過濾，濾液真空濃縮制得綠原酸甲酯。所述步驟O)中，所述反應液分離處理方法為反應結束后，反應液過濾，濾液使用萃取劑進行萃取，取有機層，蒸除溶劑，制得所述綠原酸脂肪酸酯；所述萃取劑為乙腈水溶液與正己烷的混合以體積比1 2 3的混合，所述乙腈水溶液中乙腈的體積濃度為 50%。本發(fā)明有益效果主要體現(xiàn)在1)綠原酸分子由于含有多個羥基而具有的水溶性，在其分子修飾后，長鏈脂肪酸的加入使得整個分子的脂溶性增加，可以大大改善和提高化學穩(wěn)定性，包括抗氧化性和耐酸堿性能，有利于生產(chǎn)和儲存期間的穩(wěn)定性。2)通過化學合成綠原酸甲酯，提高了綠原酸在后續(xù)脂肪醇溶劑中的溶解性，增大了后續(xù)酶催化酯化反應的速度和效率；利用該兩步法合成綠原酸脂肪酸酯，催化反應轉化率可以達到90%以上，遠大于一步反應轉化率。
具體實施例方式下面以具體實施例來對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于此。實施例1在500毫升玻璃容器中，將IOg離子交換樹脂Amberlite添加到200mL濃度為0. 05mol/L的綠原酸的甲醇溶液中，加入4g的分子篩在55°C溫度下攪拌反應6小時， 反應結束反應液冷卻至室溫、過濾、濾液蒸除甲醇，加入30mL氯仿萃取，取有機層用無水硫酸鈉進行干燥，過濾，濾液真空濃縮制得綠原酸甲酯3. 45g。取上述得到的綠原酸甲酯20. 6mg (56 μ mol)，加入IOmL辛醇(密度=0. 83g/mL)和0.64g NOVOZym435脂肪酶(來源于Cand id antarcticaB型脂肪酶，固定于陰離子樹脂上，北京Novo Nordisk公司)進行?；磻?0°C反應溫度下攪拌反應48小時，反應過程通入氮氣來限制甲醇酯化副反應的發(fā)生。反應結束反應液過濾，濾液使用ISmL萃取劑進行萃取，取有機層，蒸除溶劑，制得綠原酸辛酯;3mg(HPLC檢測)；萃取劑為體積濃度50% 的乙腈水溶液與正己烷的混合以體積比1 2的混合。綠原酸?；D化率為93. 1%。實施例2在500毫升玻璃容器中，將IOg離子交換樹脂Amberlite添加到^OmL濃度為0. 035mol/L的綠原酸的甲醇溶液中，加入2. Sg的分子篩在50°C溫度下攪拌反應10小時，反應結束反應液冷卻至室溫、過濾、濾液蒸除甲醇，加入30mL氯仿萃取，取有機層用無水硫酸鈉進行干燥，過濾，濾液真空濃縮制得綠原酸甲酯3. 52g。取上述得到的綠原酸甲酯20.611^(561111101)，加入201^十二醇(密度=0.82g/ mL)和0. 64g Novozym435脂肪酶(來源于Cand id Antarctica B型脂肪酶，固定于陰離子樹脂上，北京Novo Nordisk公司)進行?；磻?，在50°C反應溫度下攪拌反應76小時， 反應過程通入氮氣來限制甲醇酯化副反應的發(fā)生。反應結束反應液過濾，濾液使用18mL萃取劑進行萃取，取有機層，蒸除溶劑，制得綠原酸十二酯27. 0mg(HPLC檢測)；萃取劑為體積濃度50%的乙腈水溶液與正己烷的混合以體積比1 2的混合。綠原酸?；D化率為 92. 3%。比較例119.8mg綠原酸(56ymol)加入IOmL辛醇和0，64gNovozym4;35脂肪酶(來源于 Cand id antarcticaB型脂肪酶，固定于陰離子樹脂上，北京Novo Nordisk公司)進行?；磻?，在50°C反應溫度下攪拌反應96小時，反應過程通入氮氣來限制甲醇酯化副反應的發(fā)生。反應結束反應液過濾，濾液使用15mL萃取劑進行萃取，取有機層，蒸除溶劑，制得綠原酸辛酯16. 6mg(HPLC檢測)。萃取劑為體積濃度50%的乙腈水溶液與正己烷的混合以體積比1 2的混合。綠原酸酰化轉化率為63.6%。比較例219. 8mg 綠原酸(56 μ mol)加入 20mL 十二醇和 0. 64g Novozym435 脂肪酶(來源 TCand id antarcticaB型脂肪酶，固定于陰離子樹脂上，北京Novo Nordisk公司)進行?；磻?，在50°C反應溫度下攪拌反應118小時，反應過程通入氮氣來限制甲醇酯化副反應的發(fā)生。反應結束反應液過濾，濾液使用18mL萃取劑進行萃取，取有機層，蒸除溶劑，制得綠原酸十二酯21. ;3mg(HPLC檢測)；萃取劑為體積濃度50%的乙腈水溶液與正己烷的混合以體積比1 2的混合。綠原酸?；D化率為72%。將實施例1、2及對比例1、2的反應總時間與綠原酸轉化率列于下表1中，由表1 可以明顯看出，采用本發(fā)明方法的二步催化法合成綠原酸脂肪酸酯，催化反應轉化率可以達到90 %以上，而且反應用時大大減少。表1 二步反應與一步反應酶催化效果
權利要求
1.一種綠原酸脂肪酸酯的合成方法，其特征在于所述方法為(1)0.035 0. 05mol/L的綠原酸的甲醇溶液中加入離子交換樹脂Amberlite IR120H， 所述離子交換樹脂的用量以綠原酸的甲醇溶液的體積計為0. 035 0. 05g/mL，并加入分子篩，分子篩的加入量以綠原酸的甲醇溶液的體積計為10-20mg/mL，在50-55°C溫度下攪拌反應6-10小時，反應結束后反應液后處理制得綠原酸甲酯；(2)步驟(1)制得的綠原酸甲酯加入脂肪醇中進行酰化反應，所述脂肪醇為辛醇或十二醇，加入NOVOZym435脂肪酶，在氮氣保護下，在50°C溫度下攪拌反應48-76小時，反應結束后反應液分離處理制得所述綠原酸脂肪酸酯；所述脂肪醇的用量以綠原酸甲酯的物質的量計為178 358mL/mmol ；所述NOVOZym435脂肪酶的用量為脂肪醇質量的4 8%。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述反應液后處理方法為 反應結束后，反應液冷卻至室溫、過濾、濾液蒸除甲醇，加入氯仿萃取，取有機層采用無水硫酸鈉進行干燥，過濾，濾液真空濃縮制得綠原酸甲酯。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟O)中，所述反應液分離處理方法為反應結束后，反應液過濾，濾液使用萃取劑進行萃取，取有機層，蒸除溶劑，制得所述綠原酸脂肪酸酯；所述萃取劑為乙腈水溶液與正己烷的混合以體積比1 2 3的混合，所述乙腈水溶液中乙腈的體積濃度為50%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種綠原酸脂肪酸酯的合成方法，所述方法采用兩步催化合成法，先合成綠原酸甲酯，接著綠原酸甲酯在脂肪酶催化作用下與脂肪醇進行?；磻铣删G原酸脂肪酸酯，通過分步催化大大提高了催化效率，減少了反應時間，催化反應轉化率可以達到90％以上。
文檔編號C12P7/62GK102392057SQ20111028772
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權日2011年9月26日
發(fā)明者孫培龍, 邵平 申請人:浙江工業(yè)大學