專利名稱：不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解方法，包含步驟a)不飽和脂肪酸或其衍生物在包含有機(jī)溶劑的有機(jī)相中的臭氧分解，和b)使該有機(jī)相與包含過(guò)氧化氫酶和優(yōu)選緩沖劑的水相接觸，其中該不飽和脂肪酸或其衍生物具有含至少8個(gè)碳原子的直鏈，以及涉及過(guò)氧化氫酶用于從包含不飽和脂肪酸或其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物中除去反應(yīng)性氧物類(reaktiver Sauerstoffspezies)的用途。
背景技術(shù)：
臭氧分解是合成有機(jī)化學(xué)中確立的用于裂解不飽和烴的C=C雙鍵以形成兩種羰基化合物的方法。后者特別可以是羧酸、醛和醇。就機(jī)制而言，臭氧分解涉及臭氧[3+2]-環(huán)加成到雙鍵上，這產(chǎn)生初級(jí)臭氧化物——ー種不穩(wěn)定的中間體，其分解產(chǎn)生醛和羰基氧化物。后者可聚合和/或ニ聚產(chǎn)生1，2，4，5-四氧雜環(huán)戊烷或在進(jìn)ー步環(huán)加成中，形成二次臭氧化物。該二次臭氧化物可隨后氧化后處理以產(chǎn)生羧酸，或還原后處理以產(chǎn)生醛。醛可進(jìn)一步還原至醇(Vollhardt/Scholer, 1995)。該方法的ー個(gè)缺點(diǎn)在于，由羰基氧化物不僅形成二次臭氧化物(其可以后處理以產(chǎn)生所需產(chǎn)物)，還形成許多副產(chǎn)物，包括四氧雜環(huán)戊烷ニ聚物、一種被稱作氫過(guò)氧化物的由臭氧化物和水形成的加合物、以及由其生成的過(guò)氧化氫。此外，二次臭氧化物的形成和積聚在反應(yīng)實(shí)施安全性方面不可接受，因?yàn)檫@種類型的化合物已知是爆炸性的。其它副產(chǎn)物的形成降低反應(yīng)收率，尤其是因?yàn)樯傻倪^(guò)氧化氫也能氧化后繼步驟的產(chǎn)物并以此方式形成額外的副產(chǎn)物。所形成的不想要的羰基化合物導(dǎo)致形成許多不想要的縮合產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容
在這種背景下，本發(fā)明致力于解決的問(wèn)題在于提供改進(jìn)的方法，其中減少有害的二次臭氧化物和麻煩的副產(chǎn)物的出現(xiàn)并相應(yīng)地改進(jìn)反應(yīng)收率。
此外，本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)ー種方法，其中分解包含不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物中的反應(yīng)性氧物類而不消耗還原當(dāng)量。此外，本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)ー種方法，其中通過(guò)與迄今使用的催化劑相比具有改進(jìn)的性質(zhì)的替代催化劑實(shí)現(xiàn)包含不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物中的反應(yīng)性氧物類的降解。此外，本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)ー種方法，其中在中性條件下進(jìn)行用于降低二次臭氧化物濃度的包含不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物的處理，以避免受極端PH值促進(jìn)的醛式臭氧分解產(chǎn)物的二次反應(yīng)。本發(fā)明的另一目的是改進(jìn)該方法以使其造成反應(yīng)性氧物類的加速降解而不要求更換溶剤。通過(guò)本發(fā)明的主題，特別是通過(guò)所附獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)這些和其它目的，由從屬權(quán)利要求得出具體實(shí)施方案。根據(jù)本發(fā)明，在第一方面通過(guò)包含下列步驟的方法實(shí)現(xiàn)該目的
a)不飽和脂肪酸或其衍生物在包含有機(jī)溶劑的有機(jī)相中的臭氧分解，和
b)使該有機(jī)相與包含過(guò)氧化氫酶和優(yōu)選緩沖劑的水相接觸，
其中該不飽和脂肪酸或其衍生物具有含至少8個(gè)碳原子的直鏈。在第一方面的第一實(shí)施方案中，有機(jī)溶劑是在室溫下在水相存在下形成與水相分離的有機(jī)相的有機(jī)溶剤。在第二實(shí)施方案(其是第一實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，步驟a)在水相存在下進(jìn)行?！ぴ诘谌龑?shí)施方案(其是第二實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，在步驟b)之前，從步驟a)中除去水相。在第一方面的第四實(shí)施方案(其也是第一至第三實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，不飽和脂肪酸或其衍生物是式(I)的化合物
R1 - (CH2)x - CH = CH - (CH2)y - COR2 (I),
其中R1選自氫、HO-、HS-、CH0-、R20C-、未取代或取代的，優(yōu)選鹵代的，烷基、環(huán)烷基、雜
環(huán)烷基、芳基和雜芳基，
其中R2選自HO-、具有I至7個(gè)碳原子的取代或未取代的烷氧基、烯氧基、炔氧基和環(huán)烷氧基，-NR3R4、芳氧基和芐氧基，
其中R3和R4在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、烷基，優(yōu)選甲基或こ基，鏈烯基、炔基、芳基和芐基，
且其中X和y在每種情況下彼此獨(dú)立地為0或更大的整數(shù)。在第五實(shí)施方案(其是第四實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，R1是氫，R2是HO-、甲氧基或こ氧基，且X和y的總和為9或更大。在第一方面的第六實(shí)施方案(其也是第一至第五實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，月旨肪酸或衍生物選自油酸和芥酸及其酷，優(yōu)選甲基或こ基酷。在第一方面的第七實(shí)施方案(其也是第一至第六實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，有機(jī)溶劑選自R5R6R7C -O-R8或其分子內(nèi)醚，其中R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基或環(huán)烷基，以及未取代和取代的芳基，其中R8選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的燒基、環(huán)燒基、輕燒基和燒氧基燒基，和未取代或取代的芳基和節(jié)基，且其中基團(tuán)R5、R6和R7的優(yōu)選至少ー個(gè)是甲基。在第八實(shí)施方案(其是第七實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，有機(jī)溶劑是式R5R6R7C -OH的化合物，且R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自甲基、こ基、丙基、丁基和戊基。在第九實(shí)施方案(其是第八實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，有機(jī)溶劑是2-甲基_2_ 丁醇。在第一方面的第十實(shí)施方案(其也是第一至第九實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，接觸有機(jī)相時(shí)的水相相對(duì)于這兩個(gè)相的總體積的體積份額為大于0%至50%，更優(yōu)選5%至30%,再更優(yōu)選15%至25%。在第一方面的第十一實(shí)施方案(其也是第一至第十實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，在步驟a)中存在過(guò)氧化氫酶。
在第一方面的第十二實(shí)施方案(其也是第一至第十一實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，過(guò)氧化氫酶是牛肝過(guò)氧化氫酶或其變體。在第一方面的第十三實(shí)施方案(其也是第一至第十二實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，在與有機(jī)相接觸之前步驟b)中的水相的pH為3至11，優(yōu)選5至8，再更優(yōu)選6. 5至7. 5。根據(jù)本發(fā)明，在第二方面中通過(guò)過(guò)氧化氫酶用于從包含不飽和脂肪酸或其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物中除去反應(yīng)性氧物類，優(yōu)選有機(jī)反應(yīng)性氧物類的用途實(shí)現(xiàn)該目的。在第二方面的第一實(shí)施方案中，不飽和脂肪酸或其酯是下式的化合物 R1 - (CH2)x - CH = CH - (CH2)y - COR2 (I),
其中R1選自氫、HO-、HS-、CH0-、R20C-、未取代或取代的，優(yōu)選鹵代的，烷基、環(huán)烷基、雜
環(huán)烷基、芳基和雜芳基，
其中R2選自HO-、具有I至7個(gè)碳原子的取代或未取代的烷氧基、烯氧基、炔氧基和環(huán)烷氧基，-NR3R4、芳氧基和芐氧基，
其中R3和R4在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、烷基，優(yōu)選甲基或こ基，鏈烯基、炔基、芳基和芐基，
且其中X和y在每種情況下彼此獨(dú)立地為0或更大的整數(shù)。在第二方面的第二實(shí)施方案(其也是第一實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，該反應(yīng)混合物進(jìn)ー步包含有機(jī)溶剤，優(yōu)選為在室溫下在水相存在下形成與水相分離的有機(jī)相的有機(jī)溶剤，
其中該有機(jī)溶劑選自R5R6R7C -O-R8或其分子內(nèi)醚，其中R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基或環(huán)烷基，以及未取代和取代的芳基，其中R8選自氫!、具有I至7個(gè)碳原子的燒基、環(huán)燒基、輕燒基和燒氧基燒基，和未取代或取代的芳基和芐基，且其中基團(tuán)R5、R6和R7的優(yōu)選至少ー個(gè)是甲基，
其中基團(tuán)R5、R6和R7的優(yōu)選至少ー個(gè)是甲基，
且其中該有機(jī)溶劑再更優(yōu)選是2-甲基-2- 丁醇。在第三方面中，本發(fā)明的目的通過(guò)包含一方面含不飽和脂肪酸或其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物和有機(jī)溶劑的有機(jī)相和另一方面含過(guò)氧化氫酶和優(yōu)選緩沖劑的水相的反應(yīng)混合物實(shí)現(xiàn)，其中該脂肪酸或其衍生物具有含至少8個(gè)碳原子的直鏈。在第三方面的第一實(shí)施方案中，該有機(jī)溶劑在室溫下在水相存在下形成與水相分離的有機(jī)相。在第三方面的第二實(shí)施方案(其是第一實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，步驟a)在水相存在下進(jìn)行。在第三方面的第三實(shí)施方案(其是第二實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，在步驟b)之前，從步驟a)中除去水相。在第三方面的第四實(shí)施方案(其也是第一至第二實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，不飽和脂肪酸或其衍生物是式(I)的化合物
R1 - (CH2)x - CH = CH - (CH2)y - COR2 (I),
其中R1選自氫、HO-、HS-、CH0-、R20C-、未取代或取代的，優(yōu)選鹵代的，烷基、環(huán)烷基、雜
環(huán)烷基、芳基和雜芳基，其中R2選自HO-、具有I至7個(gè)碳原子的取代或未取代的烷氧基、烯氧基、炔氧基和環(huán)烷氧基，-NR3R4、芳氧基和芐氧基，
其中R3和R4在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、烷基，優(yōu)選甲基或こ基，鏈烯基、炔基、芳基和芐基，
且其中X和y在每種情況下彼此獨(dú)立地為O或更大的整數(shù)。在第三方面的第五實(shí)施方案(其是第四實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，R1是氫，R2是氫或甲基或こ基，且X和y的總和為9或更大。在第三方面的第六實(shí)施方案(其也是第一至第五實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，月旨肪酸或衍生物選自油酸和芥酸及其酷，優(yōu)選甲基或こ基酷。在第三方面的第七實(shí)施方案(其也是第一至第六實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，有機(jī)溶劑選自R5R6R7C -O-R8或其分子內(nèi)醚，其中R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自 氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基或環(huán)烷基，以及未取代和取代的芳基，其中R8選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的燒基、環(huán)燒基、輕燒基和燒氧基燒基、和未取代或取代的芳基和節(jié)基，且其中基團(tuán)R5、R6和R7的優(yōu)選至少ー個(gè)是甲基。在第三方面的第八實(shí)施方案(其是第七實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，有機(jī)溶劑是式R5R6R7C - OH的化合物，且R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自甲基、こ基、丙基、丁
基和戍基。在第三方面的第九實(shí)施方案(其是第八實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，有機(jī)溶劑是2-甲基-2-丁醇。在第三方面的第十實(shí)施方案(其也是第一至第九實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，接觸有機(jī)相時(shí)的水相相對(duì)于這兩個(gè)相的總體積的體積份額為大于0%至50%，更優(yōu)選5%至30%,再更優(yōu)選15%至25%。在第三方面的第十一實(shí)施方案(其也是第一至第十實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，在步驟a)中存在過(guò)氧化氫酶。在第三方面的第十二實(shí)施方案(其也是第一至第十一實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，過(guò)氧化氫酶是牛肝過(guò)氧化氫酶或其變體。在第三方面的第十三實(shí)施方案(其也是第一至第十二實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施方案)中，在與有機(jī)相接觸之前步驟b)中的水相的pH為3至11，優(yōu)選5至8，再更優(yōu)選6. 5至7. 5。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在進(jìn)行臭氧分解后在反應(yīng)混合物中存在過(guò)氧化氫酶，可以提高不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解效率和收率以及反應(yīng)產(chǎn)物的純度。本發(fā)明人還已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，過(guò)氧化氫酶的活性與在臭氧分解過(guò)程中形成的反應(yīng)混合物相客。最后，發(fā)明人已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，臭氧分解反應(yīng)混合物中過(guò)氧化氫酶的存在降低反應(yīng)性氧物類，如二次臭氧化物的濃度以及減少其它副產(chǎn)物的形成，并提高羰基產(chǎn)物的形成速率。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“臭氧分解”是指由于臭氧對(duì)分子的作用而氧化裂解烴(更優(yōu)選不飽和脂肪酸或其衍生物)的C=C雙鍵以形成羰基產(chǎn)物的方法。適用于進(jìn)行臭氧分解的方法、試劑和儀器是本領(lǐng)域技術(shù)人員從現(xiàn)有技術(shù)(Baily，1978)中已知的。其通常在作為溶劑的醇中進(jìn)行，該反應(yīng)混合物進(jìn)ー步包含占溶劑總量的至少0. 5重量％的水。通常，該不飽和脂肪酸或其衍生物以0.1至I摩爾/升的濃度存在。優(yōu)選在0至40°C的溫度下，更優(yōu)選在10至35°C的溫度下，特別優(yōu)選在20至30°C的溫度下進(jìn)行臭氧分解。通常，為了制造臭氧，使用臭氧發(fā)生器，其使用技術(shù)級(jí)空氣或ニ氧化碳與氧氣的混合物作為進(jìn)料氣體。借助不發(fā)光的放電由氧氣生成臭氧。在該方法中，形成氧自由基，其與另外的氧分子形成臭氧分子。本發(fā)明的方法的特定優(yōu)勢(shì)在于，可以通過(guò)添加酶活性，而非通過(guò)使用侵略性或有危險(xiǎn)的化合物和/或反應(yīng)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)該方法的改進(jìn)?；钚悦冈谟袡C(jī)合成中的應(yīng)用迄今主要局限于小規(guī)模方法。酶不僅是具有低底物特異性的高成本試劑，還由于各種效應(yīng)而與有機(jī)合成中常見(jiàn)的許多溶劑不相客，它們的應(yīng)用在許多情況下仍是所需反應(yīng)產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)的后處理的先決條件。作為多肽，酶通常具有或多或少球狀結(jié)構(gòu)，其特別通過(guò)脂族氨基酸側(cè)鏈在內(nèi)部上形成疏水核，而親水的極性氨基酸側(cè)鏈主要在酶表面處的事實(shí)穩(wěn)定化。因此，為了其穩(wěn)定化，該酶需要由水分子制成的水合物鞘并在和與其競(jìng)爭(zhēng)若干可用的水分子的溶劑接觸時(shí)具有變性趨勢(shì)。在包含水相和有機(jī)相的兩相系統(tǒng)的情況下，常常產(chǎn)生可包括酶分子在相界處吸收和失活的界面效應(yīng)。有機(jī)溶劑的存在還會(huì)影響酶的動(dòng)カ性質(zhì)，即其活性和其選擇性，例如由于酶的可逆或不可逆變性或由于改變其選擇性或由于影響反應(yīng)平衡。某些PH范圍 的可靠建立(這對(duì)酶活性而言是基本的)在有機(jī)溶劑存在下也是困難的(Wong，1994)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本文所用的術(shù)語(yǔ)“過(guò)氧化氫酶”被理解為是指催化過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生水和氧的酶活性多肽。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，如果過(guò)氧化氫的分解在可檢測(cè)量的催化有效多肽存在下比其不存在時(shí)更快進(jìn)行，則存在催化。在ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，酶活性多肽是除過(guò)氧化氫酶活性外還具有ー種或多于ー種其它活性的多官能酶。可根據(jù)本發(fā)明使用的多肽的實(shí)例包括牛肝過(guò)氧化氫酶(數(shù)據(jù)庫(kù)代碼NP_001030463)、辣根過(guò)氧化物酶，例如數(shù)據(jù)庫(kù)代碼CAA00083. 1，現(xiàn)有技術(shù)中描述的所有其它過(guò)氧化氫酶(Abad-Zapatero, 1992; Abe 等人 1973，Altomare 等人，1974，Baird 等人，1987)、Balasubramaniam 等人，1987; Barlow & Margoliash, 1969; Beers & Sizer, 1952;Beyer & Fridovich, 1985; Boismenu等人，1989; Browett & Stillman, 1980; Chance,1951; Chance, 1955, Chance, 1973, Chance 等人，1973; Chatterjee 等人，1989; Ch等人，1975; Corrall 等人，1974; Darr & Fridovich, 1985; Davison 等人，1986;Deisseroth & Dounce, 1969; Diesseroth 等人，1967; Eglinton 等人，1983; Escobar等人，1990; Evans & Recheigl, 1967; Feinstein 等人，1967; Feinstein 等人，1967; Fita & Rossman, 1985; Furuta等人，1974; Ghadermarzi & Moosav1-Movahedi,1996; Goldacre & Galston, 1953; Goldstein, 1968; Goth, 1989; Goth, 1991;Gregory & Friaovich, 1974; Gadermarzi & Moosav1-Movahedi, 1996; Goldacre &Galston, 1953; Goldstein, 1968; Goth, 1989; Goth, 1991; Gregory & Fridovich,1974; Haining & Legan, 1972; Halliwell, 1973; Heidrich, 1968, Higashi 等人，1974; Holmes, 1972; Holmes & Masters, 1972; Johansson & Borg, 1988; Jones &Masters, 1975; Jones, 1973; Jones & Middlemiss, 1972; Kirkman & Gaetani, 1984;Kiselev 等人，1967; Kremer, 1970; Kroll 等人，1989; Kyle 等人，1987; Lanir &Schejter, 1975; Lardinois, 1995; Lee等人，1987; Liebermann & Ove, 1958; Loewen& Seitala, 1987; Longley, 1967; Maehly & Chance, 1954; Maimoni 等人，1999;Margoliash & Novogorodsky, 1958; Marklund, 1972, Mastersc, 1986; McPherson &Rich, 1973; Mitchel & Anderson, 1965; Miyahara 等人，1978; Murphy 等人，1967;Madler等人，1986; Nelson & Niesow, 1972M Nicholls等人，1963; Orr, 1967a; Orr,1967b; Oshino 等人，1973; Percy 等人，1990; Perrin 等人，1990; Pitts, 1992;Poznansky等人，1974; Pritchard & Hudson, 1967; Roth & Jensen, 1967; Rossman &Labaw, 1967; Sakamoto & Highashi, 1974; Samejima; Kita, 1969; Samejima 等人，1962; Schroeder 等人，1969; Scibior & Czeczot, 2006; Scott 等人，1991; Seah &Kaplan, 1973; Seah 等人，1973; Sharma 等人，1989; Shimiza 等人，1984; Spreti等人，1995; Sumner & Dounce, 1937; Sumner 等人，1940; Sund 等人，1967; Tanaka等人，1991; Tanford & Lovrien, 1962; Tauber & Petit, 1952; Tudhope, 1967;Vuilaum 等人，1988; Wheeler 等人，1990; Whiteside 等人，1988; Yasukochi 等人，1972; Zidoni & Kremer, 1974)和它們的變體。
如果對(duì)過(guò)氧化氫酶的活性而言除了過(guò)氧化氫外還需要另外的底物和/或ー種或多于ー種輔助因子，則該過(guò)氧化氫酶包含該底物。例如在使用辣根過(guò)氧化物酶的情況下，要求存在2，2’ -連氮基-雙(3-こ基苯并噻唑啉-6-磺酸)。所用過(guò)氧化氫酶可以以不同形式和在不同提純階段中(從未加工溶液或具有過(guò)氧化氫酶活性的細(xì)胞丸粒到完全純化的酶)添加到反應(yīng)混合物中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該過(guò)氧化氫酶是與整個(gè)活的或溶解的細(xì)胞相關(guān)聯(lián)的多肽，例如原核全細(xì)胞催化劑(優(yōu)選細(xì)菌性質(zhì)的)表達(dá)的那種。在這方面中，細(xì)胞如果用作全細(xì)胞催化劑，則不必在其內(nèi)部表達(dá)過(guò)氧化氫酶，而是定位在外膜上的過(guò)氧化氫酶也可行，例如含內(nèi)源性外膜蛋白的融合蛋白。在進(jìn)ー步優(yōu)選的實(shí)施方案中，它是在細(xì)胞內(nèi)部表達(dá)過(guò)氧化氫酶的細(xì)胞的溶菌產(chǎn)物，優(yōu)選細(xì)菌性質(zhì)的。在進(jìn)ー步的實(shí)施方案中，其是ー種分離的、優(yōu)選至少60、70、80、90或95，特別優(yōu)選100%純的多肽的溶液或凍干產(chǎn)物(Lyophilisat)。這些類型的細(xì)胞或多肽的制品可購(gòu)得或可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員參照標(biāo)準(zhǔn)生物化學(xué)方法制造。過(guò)氧化氫酶的濃度在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中為步驟b)中的水相的0. 001至1%，更優(yōu)選0. 01至0. 5%，最優(yōu)選0. 025至0.1重量％。步驟a)和b)的次序和實(shí)施可以以所有可想到的變體實(shí)施，只要過(guò)氧化氫酶與脂肪酸或其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物接觸。而包含過(guò)氧化氫酶的水相的存在在步驟b)中是必須的，在步驟a)中是任選的。因此，相同水相可存在于步驟a)和b)中，但是也可以在ー個(gè)水相存在下進(jìn)行步驟a)，但除去其并使用另一水相進(jìn)行步驟b)。同樣地，可以在步驟a)過(guò)程中或之前將含或不含過(guò)氧化氫酶的水相添加到有機(jī)相中并在步驟a)中的臭氧分解完成時(shí)將過(guò)氧化氫酶添加到水相中。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，過(guò)氧化氫酶僅在臭氧分解后添加到有機(jī)相中?？捎糜趶囊吧图?xì)胞或重組細(xì)胞中提純催化活性的過(guò)氧化氫酶的許多方法和規(guī)程是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，參見(jiàn)例如Yumoto等人，2000。用于臭氧分解的合適的原材料是所有可想到的脂肪酸及其衍生物，都是天然存在的及人工合成的，具有偶數(shù)或奇數(shù)碳原子數(shù)的那些，以及支鏈和直鏈的那些，特別是十一碳烯酸、十四碳烯酸、十六碳烯酸、巖芹酸、油酸、反油酸、十八碳烯酸、鱈油酸、二十碳烯酸(Icosenshre)、二十ニ烯酸、芥酸、ニ鱈油酸十四碳烯酸及其衍生物，優(yōu)選它們的甲基酷。此外，也可以使用多不飽和脂肪酸，例如亞油酸、亞麻酸、十八碳三烯酸、石榴酸、桐酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十ニ碳五烯酸和二十ニ碳六烯酸及其衍生物，優(yōu)選它們的甲基酷。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本文所用的“脂肪酸或其衍生物具有含至少8個(gè)碳原子的直鏈”的事實(shí)意味著，如果8個(gè)碳原子長(zhǎng)度是指碳骨架中可能的最長(zhǎng)直鏈，羧基的碳原子是可以具有支鏈的含至少8個(gè)碳原子的直鏈的一部分(優(yōu)選在末端)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，本文所用的被稱作“烷氧基”、“烯氧基”或“炔氧基”的取代基是式R-O-的取代基，其中R是烷基、鏈烯基或炔基。本發(fā)明的方法的ー個(gè)特定優(yōu)點(diǎn)在于可以在與這兩個(gè)反應(yīng)都相容的溶劑或溶劑混合物中，即在ー鍋反應(yīng)中進(jìn)行臭氧分解和反應(yīng)性氧物類的脫除，意味著可以省略復(fù)雜的溶劑更換。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，步驟b)相應(yīng)地在相同反應(yīng)器中在不改變?nèi)軇┗虿粡牟襟Ea)中分離出反應(yīng)混合物的成分的情況下進(jìn)行。在ー個(gè)具體實(shí)施方案中，水相在與有機(jī)相接觸時(shí)占這兩個(gè)相的總體積的體積份額為大于 0. 5%、1%、5%、10%、15%、20%、25% 或大于 0% 至 50%,大于 1% 至 40%,大于 2. 5% 至 25%,更優(yōu)選5%至30%，再更優(yōu)選15%至25%。原則上，許多溶劑可用于步驟a)，例如脂族化合物，如己烷或環(huán)己烷，芳族化合物、烷基化芳族化合物，如苯、甲苯或ニ甲苯，南代脂族化合物或芳族化合物，如ニ氯甲烷或氯苯，酮，例如丙酮或環(huán)己酮，醇及其醚，如2-丁醇、2-甲基-2-丙醇或甲基叔丁基醚、羧酸及其酷，如こ酸或こ酸こ酷，亞砜，如ニ甲亞砜，和雜環(huán)，如四氫呋喃或ニ氧雜環(huán)己烷。特別優(yōu)選的溶劑包括仲和叔醇，特別包括2-丙醇和叔丁醇。如果該溶劑是式R5R6R7C -O-R8的溶齊U，則基團(tuán)R5、R6、R7和R8可以在每種情況下成對(duì)并彼此獨(dú)立地形成式-(CH2)z-的亞烷基橋，其中選擇z以使相應(yīng)的環(huán)具有至少3，優(yōu)選至少5個(gè)成員。此外，這些基團(tuán)也可以形成分子內(nèi)醚，它們?cè)谛问缴鲜莾蓚€(gè)含羥基的基團(tuán)的縮合結(jié)果。例如，在R5= R6=甲基、R7是羥丙基且R8是氫的情況下，本發(fā)明的溶劑是下式的化合物
權(quán)利要求
1.不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解方法，包含步驟 a)不飽和脂肪酸或其衍生物在包含有機(jī)溶劑的有機(jī)相中的臭氧分解，和 b)使所述有機(jī)相與包含過(guò)氧化氫酶和優(yōu)選緩沖劑的水相接觸， 其中所述不飽和脂肪酸或其衍生物具有含至少8個(gè)碳原子的直鏈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述有機(jī)溶劑是在室溫下在水相存在下形成與水相分離的有機(jī)相的有機(jī)溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中步驟a)在水相存在下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在步驟b)之前，從步驟a)中除去水相。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其中不飽和脂肪酸或其衍生物是式(I)的化合物 R1 - (CH2)x - CH = CH - (CH2)y - COR2 (I), 其中R1選自氫、HO-、HS-、CH0-、R20C-、未取代或取代的，優(yōu)選鹵代的，烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基和雜芳基， 其中R2選自HO-、具有I至7個(gè)碳原子的取代或未取代的烷氧基、烯氧基、炔氧基和環(huán)烷氧基，-NR3R4、芳氧基和芐氧基， 其中R3和R4在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、烷基，優(yōu)選甲基或乙基，鏈烯基、炔基、芳基和芐基， 且其中X和y在每種情況下彼此獨(dú)立地為0或更大的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中R1是氫，R2是HO-或甲氧基或乙氧基，且X和y的總和為9或更大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的方法，其中脂肪酸或衍生物選自油酸和芥酸及其酯，優(yōu)選甲基酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的方法，其中有機(jī)溶劑選自R5R6R7C-O-R8或其分子內(nèi)醚， 其中R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基或環(huán)烷基，以及未取代和取代的芳基，其中R8選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基、環(huán)烷基、羥烷基和烷氧基烷基、和未取代或取代的芳基和芐基，且其中基團(tuán)R5、R6和R7的優(yōu)選至少一個(gè)是甲基。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中有機(jī)溶劑是式R5R6R7C- OH的化合物，且R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、甲基、乙基、丙基、丁基和戊基。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中有機(jī)溶劑是2-甲基-2-丁醇。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的方法，其中接觸有機(jī)相時(shí)的水相相對(duì)于這兩個(gè)相的總體積的體積份額為大于0%至50%，更優(yōu)選5%至30%，再更優(yōu)選15%至25%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的方法，其中在步驟a)中存在過(guò)氧化氫酶。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的方法，其中所述過(guò)氧化氫酶是牛肝過(guò)氧化氫酶或其變體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一的方法，其中在與有機(jī)相接觸之前步驟b)中的水相的pH為3至11，優(yōu)選5至8，再更優(yōu)選6. 5至7. 5。
15.過(guò)氧化氫酶用于從包含不飽和脂肪酸或其衍生物的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物中除去反應(yīng)性氧物類，優(yōu)選有機(jī)反應(yīng)性氧物類的用途。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的用途，其中不飽和脂肪酸或其酯是式(I)的化合物R1 - (CH2)x - CH = CH - (CH2)y - COR2 (I), 其中R1選自氫、HO-、HS-、CH0-、R20C-、未取代或取代的，優(yōu)選鹵代的，烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基和雜芳基， 其中R2選自HO-、具有I至7個(gè)碳原子的取代或未取代的烷氧基、烯氧基、炔氧基和環(huán)烷氧基，-NR3R4、芳氧基和芐氧基， 其中R3和R4在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、烷基，優(yōu)選甲基或乙基，鏈烯基、炔基、芳基和芐基， 且其中X和y在每種情況下彼此獨(dú)立地為0或更大的整數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15至16之一的用途，其中所述反應(yīng)混合物進(jìn)一步包含有機(jī)溶劑，優(yōu)選為在室溫下在水相存在下形成與水相分離的有機(jī)相的有機(jī)溶劑， 其中所述有機(jī)溶劑選自R5R6R7C -O-R8或其分子內(nèi)醚， 其中R5、R6和R7在每種情況下彼此獨(dú)立地選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基或環(huán)烷基，以及未取代和取代的芳基，其中R8選自氫、具有I至7個(gè)碳原子的烷基、環(huán)烷基、羥烷基和相應(yīng)的烷氧基烷基，和未取代或取代的芳基和芐基，且其中基團(tuán)R5、R6和R7的優(yōu)選至少一個(gè)是甲基， 且其中所述有機(jī)溶劑再更優(yōu)選是2-甲基-2- 丁醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及不飽和脂肪酸及其衍生物的臭氧分解方法，包含步驟a)脂肪酸或其衍生物在包含有機(jī)溶劑的有機(jī)相中的臭氧分解，和b)使該有機(jī)相與包含過(guò)氧化氫酶和優(yōu)選緩沖劑的水相接觸，其中該脂肪酸或其衍生物具有含至少8個(gè)碳原子的直鏈，和涉及過(guò)氧化氫酶用于從包含不飽和脂肪酸的臭氧分解產(chǎn)物的反應(yīng)混合物中除去反應(yīng)性氧物類的用途。
文檔編號(hào)C07C69/67GK103012060SQ20121035696
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者M.烏爾里希, P.漢嫩, M.羅斯 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)德固賽有限公司