脂肪酶催化拆分dl-薄荷醇的方法
【專利摘要】脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，它屬于生物催化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明要解決現(xiàn)有拆分DL-薄荷醇的方法?；瘎┖茈y分離和步驟繁瑣的技術(shù)問題。本發(fā)明方法：一、將DL-薄荷醇、豬胰脂肪酶、琥珀酸酐與醚混合，然后搖床轉(zhuǎn)速振搖，離心過濾去除豬胰脂肪酶，用乙醚稀釋，加入NaCO3溶液，然后用乙醚提取三次，然后用MgSO4干燥，再減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚，得到D-薄荷醇；二、水相加入NaOH溶液攪拌水解，然后用乙醚提取三次；用MgSO4干燥，減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚，得到L-薄荷醇。本發(fā)明用于獲得D-薄荷醇和L-薄荷醇。
【專利說明】脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物催化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種制備L-薄荷醇的方法；具體涉及利用琥珀酸酐為?；瘎?、脂肪酶為催化劑拆分DL-薄荷醇的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄荷醇又稱薄荷腦(menthacamphor),學(xué)名1-甲基_4_異丙基-環(huán)己_3_醇,英文名DL-Menthol (土薄荷醇)；分子式CltlH2tlO,是非常重要的環(huán)萜醇手性化合物。由于薄荷醇分子中存在著三個不對稱碳原子，所以它能夠產(chǎn)生四對不同的立體異構(gòu)的外消旋體。其中，L-薄荷醇(一薄荷醇)具有清新、輕快、飄逸、帶有甜美刺激性氣味，并且具有類似薄荷主香氣味特征，而D-薄荷醇具有刺激、雜有木頭氣味薄荷香味并稍帶樟腦所特有的氣味。L-薄荷醇的清涼功效使其比D-薄荷醇(+薄荷醇)有價值得多。在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和日用精細(xì)化工品等方面L-薄荷醇具有廣泛的應(yīng)用，可用作局部麻醉劑、殺菌劑，并可用于化妝品、卷煙、清涼飲品和其它食品香精中等。因此，研究如何高效地獲取光學(xué)活性的L-薄荷醇具有十分重要的意義。
[0003]獲得薄荷醇光學(xué)活性物質(zhì)的常用方法主要有以下幾種:手性源法，不對稱合成法以及外消旋體的拆分。當(dāng)然在整個拆分或定向合成過程中可以是兩種途徑的結(jié)合，有些步驟是定向合成，有些步驟是拆分或差向異構(gòu)化，從而經(jīng)濟(jì)有效地達(dá)到目的。此外，一些新的技術(shù)也紛紛用于手性藥物的制備過程中，如超臨界CO2中酶催化手性農(nóng)藥合成，Yu等研究了超臨界流體中脂肪酶催 化的手性合成反應(yīng)，Chrlsochoon等將超臨界技術(shù)運(yùn)用在手性農(nóng)藥的酶法合成上。
[0004]在制備拆分外消旋體的的過程中，利用生物催化來制備光學(xué)純對映體的方法正愈來愈顯示出它的重要性。目前，用于拆分外消旋化合物的酶多數(shù)是水解酶，而且絕大多數(shù)為脂肪酶。隨著非水介質(zhì)酶學(xué)的發(fā)展，為解決外消旋化合物的拆分，特別是外消旋醇的拆分這一難題帶來了希望。有關(guān)脂肪酶在有機(jī)溶劑中的應(yīng)用的研究報道很多，A.M.Klibanov在有機(jī)溶劑中拆分制備了大量的光學(xué)活性酯、酸。
[0005]脂肪酶多數(shù)來源于真菌和細(xì)菌，現(xiàn)今大約有30多種來源不同商業(yè)化的脂肪酶，且科研機(jī)構(gòu)不斷發(fā)現(xiàn)新型脂肪酶，對于選擇一種高效的立體選擇性脂肪酶給予極大空間。
[0006]酶法拆分手性物質(zhì)主要是利用酶的立體選擇性，整個反應(yīng)過程就是外消旋底物的2個對映體競爭酶的活性中心，由于兩者反應(yīng)速率不同而產(chǎn)生選擇性，從而使反應(yīng)產(chǎn)物或剩余底物具有單一光學(xué)活性。酶的光學(xué)選擇性就是通常所說的對映體選擇率(enantioselectivity, E)。
[0007]在手性醇的非水相酶促酯化反應(yīng)中，酰化劑的選擇對酶催化活性和對映選擇性的影響非常顯著。在酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中，親核試劑如醇、酯等是有限的。因而轉(zhuǎn)酯反應(yīng)常常是可逆的，這將導(dǎo)致反應(yīng)速度的下降和副反應(yīng)的發(fā)生，為此可采用過量的?；w，但這種方法代價昂貴，最好的辦法是選用特殊的酰基供體，以產(chǎn)生一個不可逆反應(yīng)，酸酐也是常用的?；w，可形成不可逆反應(yīng)。其反應(yīng)速度和選擇性與羧酸烯酯相當(dāng)，它不會產(chǎn)生醛類物質(zhì)，不會導(dǎo)致酶的失活。乙酸乙酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯均是目前研究較多的酰化劑，合成后產(chǎn)物需要通過繁瑣的柱層析分離，步驟繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供有機(jī)相體系酶促催化拆分DL-薄荷醇的方法，本發(fā)明解決了現(xiàn)有拆分DL-薄荷醇的方法酰化劑很難分離和步驟繁瑣的技術(shù)問題。本發(fā)明的方法提高拆分反應(yīng)的選擇性，D-薄荷醇對映體過量可達(dá)95ee%以上，L-薄荷醇對映體過量可達(dá)93ee%以上，DL-薄荷醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)87%以上，且反應(yīng)條件溫和，該方法反應(yīng)條件安全、溫和、簡便、高效，不需要繁冗的色譜分離。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法通過下述步驟完成的:
[0010]步驟一、將DL-薄荷醇、豬胰脂肪酶(PPL)、琥珀酸酐與醚混合，然后搖床轉(zhuǎn)速振搖,離心過濾去除豬胰脂肪酶,用乙醚稀釋,加入NaCO3溶液，然后用乙醚提取三次，用MgSO4干燥，再減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚，得到D-薄荷醇；
[0011]步驟二、將步驟一提取后剩余的溶液用NaOH溶液室溫下攪拌水解，然后用乙醚提取三次，用MgSO4干燥，減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚，得到L-薄荷醇。
[0012]在于步驟一中將I~20mmolDL-薄荷醇、1000~2000U/mmol豬胰脂肪酶(PPL)、10~IOOmmol玻拍酸酐與I~200mT,醚混合。
[0013]步驟一所述的醚是由乙醚。
[0014]步驟一所述搖床的溫度為20~35°C。
[0015]步驟一所述搖床的轉(zhuǎn)速為100~300r/min。
[0016]步驟一所述振搖時間為6~72h。
[0017]步驟一所述稀釋用的乙醚的使用量為5~100mL。
[0018]步驟一所述NaCO3溶液的使用量為2~IOOmL,所述NaCO3溶液摩爾濃度為0.1~lOmol/L，步驟一中每次提取用的乙醚的使用量為10~50mL。
[0019]步驟一所述NaOH溶液的使用量為5~lOOmL，NaOH溶液的摩爾濃度為0.1~10mol/L，水解時間為I~IOh0
[0020]步驟二所述NaOH溶液的使用量為5~lOOmL，NaOH溶液的摩爾濃度為0.1~lOmol/L，水解時間為I~10h，步驟二中每次提取用的乙醚的使用量為50~150mL。
[0021]反應(yīng)方程如下:
[0022]`
【權(quán)利要求】
1.脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法通過下述步驟完成的: 步驟一、將DL-薄荷醇、豬胰脂肪酶、琥珀酸酐與醚混合，然后搖床轉(zhuǎn)速振搖，離心過濾去除豬胰脂肪酶，用乙醚稀釋，加入NaCO3溶液，然后用乙醚提取三次，用MgSO4干燥，再減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚，得到D-薄荷醇； 步驟二、將步驟一提取后剩余的溶液用NaOH溶液室溫下攪拌水解，然后用乙醚提取三次，用MgSO4干燥，減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除乙醚，得到L-薄荷醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一中將I~20mmolDL-薄荷醇、100(T2000U/mmol豬胰脂肪酶、l(Tl00mmol琥珀酸酐與I~200mL醚混合
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述的醚是由乙醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述搖床的溫度為2(T35°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述搖床的轉(zhuǎn)速為10(T300r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述振搖時間為6~72h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述稀釋用的乙醚的使用量為5~100mL。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述NaCO3溶液的使用量為IOOmL，所述NaCO3溶液摩爾濃度為0.f lOmol/L，步驟一中每次提取用的乙醚的使用量為l(T50mL。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟一所述NaOH溶液的使用量為5~lOOmL，NaOH溶液的摩爾濃度為0.1~10mol/L，水解時間為I~10h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于步驟二所述NaOH溶液的使用量為5~lOOmL，NaOH溶液的摩爾濃度為0.1~10mol/L，水解時間為I~10h，步驟二中每次提取用的乙醚的使用量為5(Tl50mL。
【文檔編號】C12P7/02GK103614450SQ201310703291
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】梁霆, 周舒揚(yáng), 孫宇峰 申請人:黑龍江省科學(xué)院微生物研究所