專利名稱：酶法拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酶法拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇是一種具有重要應(yīng)用價(jià)值的手性中間體，它可以合成多種重要化合物，在醫(yī)藥、農(nóng)藥及香料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景(Tashiro，Kazuo；Tanaka，Kunihiko.JP 63035569；Tashiro，Kazuo；Tanaka，Kunihiko.JP63030480；Tashiro，Kazuo；Tanaka，Kunihiko.EP 247589)。
根據(jù)反應(yīng)過程，目前制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法主要是利用手性化學(xué)催化劑催化不對(duì)稱合成反應(yīng)直接合成光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇。已報(bào)道的手性催化劑有(salen)Cr(III)(如Kwiatkowski，Piotr；Chaladaj，Wojciech；Jurczak，Janusz.Tetrahedron (2006)，62(21)，5116-5125以及Kwiatkowski，Piotr；Jurczak，Janusz.Synlett (2005)，(2)，227-230中報(bào)道)、In(OTf)3及手性PYBOX配體復(fù)合物(如Lu，Jun；Ji，Shun-Jun；Loh，Teck-Peng.Chemical Communications(2005)，(18)，以及Lu，Jun；Ji，Shun-Jun；Loh，Teck-Peng.Organic Letters (2005)，7(1)，159-161.2345-2347中報(bào)道)，然而利用上述化學(xué)手性催化劑制備單一對(duì)映體往往反應(yīng)條件較為苛刻，并且手性催化劑價(jià)格昂貴，所以生產(chǎn)難度和成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法。
方法是將0.065-0.800mol/L消旋的烯丙基呋喃甲醇，0.2-1.0mmol的酰基供體類試劑和3-10ml有機(jī)溶劑加入到反應(yīng)容器中，然后加入0.03-0.55g酶，在20℃-50℃的反應(yīng)溫度下，攪拌反應(yīng)8-80h，獲得R-烯丙基呋喃甲醇酯和S-烯丙基呋喃甲醇。
本發(fā)明是通過將烯丙基呋喃甲醇和?；w類試劑溶解于有機(jī)溶劑中，然后加入酶，在酶的催化作用下，烯丙基呋喃甲醇和酰基供體類試劑發(fā)生不對(duì)稱轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，獲得具有高光學(xué)活性的S-烯丙基呋喃甲醇，該反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)選擇性好，反應(yīng)適用溫度范圍寬，并可在常溫下進(jìn)行，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。本發(fā)明在有機(jī)溶劑中實(shí)現(xiàn)，酶活力穩(wěn)定，不易流失，可重復(fù)使用。目前利用酶法催化拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法尚無(wú)報(bào)道。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中所用到的?；w試劑為脂肪酸酯、酸酐等。有機(jī)溶劑為正己烷、甲苯、苯、異丙醚、乙酸乙烯酯、二氯甲烷、氯仿、二氧六環(huán)、環(huán)己烷、正庚烷、四氫呋喃或甲基叔丁基醚中的一種或其中多種相互混合獲得的混合有機(jī)溶劑。所用的脂肪酶可以是商品酶，比如來(lái)源于Alcaligenes sp.、Pseudomonas sp.和Novozym 435等具有高選擇性催化能力的純酶或者固定化酶；也可以是發(fā)酵培養(yǎng)的微生物或是經(jīng)過微生物培養(yǎng)后，經(jīng)過初步分離純化的粗酶，比如實(shí)驗(yàn)室自制的來(lái)源于假絲酵母Candida的粗酶。本發(fā)明所述的有機(jī)溶劑中可以含有微量水，通常有機(jī)溶劑中含有0％-2％重量的水都可以進(jìn)行反應(yīng)，但是可能會(huì)影響產(chǎn)物的光學(xué)純度和轉(zhuǎn)化率。
反應(yīng)實(shí)施過程如下為了防止反應(yīng)物和溶劑的揮發(fā)，反應(yīng)在密閉的容器中進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)將消旋的烯丙基呋喃甲醇、酰基供體試劑、有機(jī)溶劑和酶先后加入到反應(yīng)器中，如前所述，所用到的酰基供體試劑為脂肪酸酯、酸酐，其他結(jié)構(gòu)的?；w試劑也可以用作反應(yīng)底物，但反應(yīng)速率較慢，在此不再一一列舉。所用的有機(jī)溶劑可以是芳烴、取代芳烴、烷烴、鹵代烷烴、醚或者酮等常用溶劑，包括上述溶劑相互混合所得的混合溶劑，只要所用的有機(jī)溶劑對(duì)反應(yīng)是惰性的。所用的脂肪酶可以是商品化游離脂肪酶或者是商品化的固定化脂肪酶；也可以是發(fā)酵培養(yǎng)的微生物或是經(jīng)過微生物培養(yǎng)后，經(jīng)過初步分離純化的粗酶。反應(yīng)前先將烯丙基呋喃甲醇、?；w試劑和酶按照預(yù)先設(shè)定的烯丙基呋喃甲醇和?；w試劑的摩爾比以及烯丙基呋喃甲醇和酶的用量比加入，然后加入溶劑，將反應(yīng)器密封，控制反應(yīng)溫度在0℃-70℃(推薦使用20℃-50℃)，攪拌反應(yīng)8-80h后結(jié)束反應(yīng)。反應(yīng)溫度較高時(shí)，反應(yīng)速率較快，但部分種類的酶催化反應(yīng)的選擇性略有降低。產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和對(duì)映體純度用氣相色譜測(cè)定，正十二烷作內(nèi)標(biāo)。轉(zhuǎn)化率的定義為反應(yīng)結(jié)束后得到的產(chǎn)物摩爾數(shù)與反應(yīng)開始時(shí)加入的底物的摩爾數(shù)的百分比；產(chǎn)物R-烯丙基呋喃甲醇酯的對(duì)映體純度的計(jì)算公式為e.e.％＝(R-S)/(R+S)×100％，其中S代表S-烯丙基呋喃甲醇酯的質(zhì)量，R-代表R-烯丙基呋喃甲醇酯的質(zhì)量。
實(shí)施例1酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.065mol/L(39.52mg)烯丙基呋喃甲醇，4ml乙酸乙烯酯加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.048g脂肪酶(來(lái)源于Alcaligenes sp.)，攪拌反應(yīng)8h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為49.5％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％，S-烯丙基呋喃甲醇的e.e.％值為97.8％；攪拌反應(yīng)10h，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為51.2％，此時(shí)S-烯丙基呋喃甲醇的e.e.％值為99.9％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為95.1％。
在本反應(yīng)中，乙酸乙烯酯既做?；w又兼做溶劑。
實(shí)施例2酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在50℃下將0.453mol/L(206.57mg)烯丙基呋喃甲醇，3ml乙酸乙烯酯加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.050g脂肪酶(來(lái)源于Alcaligenes sp.)，攪拌反應(yīng)48h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為49.0％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為97.0％。
在本反應(yīng)中，乙酸乙烯酯既做?；w又兼做溶劑。
實(shí)施例3酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在45℃下將0.800mol/L(1216.00mg)烯丙基呋喃甲醇，10ml乙酸乙烯酯加入到25ml的反應(yīng)器中，然后加入0.069g脂肪酶(來(lái)源于Alcaligenes sp.)，攪拌反應(yīng)46h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為48.4％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
在本反應(yīng)中，乙酸乙烯酯既做酰基供體又兼做溶劑。
實(shí)施例4酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在20℃下將0.316mol/L(144.10mg)烯丙基呋喃甲醇，3ml乙酸乙烯酯加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.051g脂肪酶(來(lái)源于Alcaligenes sp.)，攪拌反應(yīng)49h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為49％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為61.0％。
在本反應(yīng)中，乙酸乙烯酯既做?；w又兼做溶劑。
實(shí)施例5酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.108mol/L(49.25mg)烯丙基呋喃甲醇，0.200mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為1.6/1)、3ml二氯甲烷加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.033g脂肪酶(來(lái)源于Alcaligenes sp.)，攪拌反應(yīng)66h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為49.1％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
實(shí)施例6酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在45℃下將0.065mol/L(39.52mg)烯丙基呋喃甲醇，4ml乙酸乙烯酯加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.032g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candidarugosa)，攪拌反應(yīng)26h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為49.8％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
在本反應(yīng)中，乙酸乙烯酯既做酰基供體又兼做溶劑。
實(shí)施例7酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.073mol/L(33.56mg)烯丙基呋喃甲醇，0.552mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為2/5)、3ml正己烷加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.040g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candidarugosa)，攪拌反應(yīng)80h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為47.6％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
實(shí)施例8酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在35℃下將0.071mol/L(32.37mg)烯丙基呋喃甲醇，0.426mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為1/2)、3ml甲苯加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.040g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candida rugosa)，攪拌反應(yīng)50h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為48.6％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
實(shí)施例9酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.091mol/L(41.27mg)烯丙基呋喃甲醇，0.543mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為1/2)、3ml異丙醚加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.059g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candidarugosa)，攪拌反應(yīng)47h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為46.6％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
實(shí)施例10酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.647mol/L(984.50mg)烯丙基呋喃甲醇，10ml乙酸乙烯酯加入到25ml的反應(yīng)器中，然后加入0.550g固定化脂肪酶(游離酶為實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candida rugosa)，攪拌反應(yīng)72h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為45.6％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.1％。
在本反應(yīng)中，乙酸乙烯酯既做?；w又兼做溶劑。
實(shí)施例11酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在45℃下將0.065mol/L(39.52mg)烯丙基呋喃甲醇，1.250mmol乙酸乙烯酯和4ml環(huán)己烷加入到10ml的反應(yīng)器中，然后加入0.045g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candida rugosa)，攪拌反應(yīng)68h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為46.0％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為94.9％。
實(shí)施例12酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.073mol/L(33.56mg)烯丙基呋喃甲醇，0.552mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為2/5)、3ml苯加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.040g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candida rugosa)，攪拌反應(yīng)80h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為47.6％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為99.0％。
實(shí)施例13酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.083mol/L(31.40mg)烯丙基呋喃甲醇，0.817mmol乙酸丁酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為1/4)、2.5ml甲基叔丁基醚加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.0876g脂肪酶(實(shí)驗(yàn)室自制的粗酶，來(lái)源于Candidarugosa)，攪拌反應(yīng)20h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為47.6％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為98.8％。
實(shí)施例14酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在35℃下將0.065mol/L(39.52mg)烯丙基呋喃甲醇，1.000mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為1/5)、3ml正庚烷加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.05lg脂肪酶(來(lái)源于Pseudomonas sp.)，攪拌反應(yīng)30h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為49％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為94.0％。
實(shí)施例15酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.072mol/L(27.50mg)烯丙基呋喃甲醇，0.775mmol乙酸酐和2ml四氫呋喃加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.0457g脂肪酶(來(lái)源于Novozym 435)，攪拌反應(yīng)26h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為47.3％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為95.3％。
實(shí)施例16酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)拆分制備S-烯丙基呋喃甲醇在40℃下將0.072mol/L(27.50mg)烯丙基呋喃甲醇，0.904mmol乙酸乙烯酯(烯丙基呋喃甲醇與乙酸乙烯酯的摩爾比為1/5)和2.5ml氯仿加入到5ml的反應(yīng)器中，然后加入0.0457g脂肪酶(來(lái)源于Novozym 435)，攪拌反應(yīng)46h，反應(yīng)液中的R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯和S-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的含量用氣相色譜分析，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為47.3％，R-烯丙基呋喃甲醇乙酸酯的e.e.％值為95.3％。
權(quán)利要求
1.一種酶催化拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法，其特征在于將0.065-0.800mol/L消旋的烯丙基呋喃甲醇，0.2-1.0mmol的酰基供體試劑和3-10ml有機(jī)溶劑加入到反應(yīng)容器中，然后加入0.03-0.55g酶，在20℃-50℃的反應(yīng)溫度下，攪拌反應(yīng)8-80h，獲得R-烯丙基呋喃甲醇酯和S-烯丙基呋喃甲醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酶催化拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法，其特征在于，所述的?；w試劑為乙酸乙烯酯、乙酸丁酯、乙酸異丙酯類的脂肪酸酯或酸酐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酶催化拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為正己烷、甲苯、苯、異丙醚、乙酸乙烯酯、二氯甲烷、氯仿、環(huán)己烷、正庚烷、四氫呋喃或甲基叔丁基醚中的一種或多種相互混合獲得的混合溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種酶催化拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法，其特征在于，所述的酶是脂肪酶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酶法拆分制備光學(xué)活性烯丙基呋喃甲醇的方法。它是將0.065－0.800mol/L消旋的烯丙基呋喃甲醇，0.2－1.0mmol的?；w試劑和3－10ml有機(jī)溶劑加入到反應(yīng)容器中，然后加入0.03－0.55g酶，在20℃－50℃的反應(yīng)溫度下，攪拌反應(yīng)8－80h，獲得R－烯丙基呋喃甲醇酯和S－烯丙基呋喃甲醇。本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)選擇性好，獲得的產(chǎn)物S－烯丙基呋喃甲醇的光學(xué)純度高，反應(yīng)適用溫度范圍寬，并可在常溫下進(jìn)行，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。本發(fā)明在有機(jī)溶劑中實(shí)現(xiàn)，酶活力穩(wěn)定，不易流失，可重復(fù)使用。
文檔編號(hào)C12P17/04GK1966713SQ20061015457
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者楊光, 吳堅(jiān)平, 楊立榮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)