專利名稱：生物催化制備穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物催化與生物合成領(lǐng)域，涉及一種在有機(jī)介質(zhì)中生物催 化制備穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物的方法。
背景技術(shù)：
穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide)為爵床科植物穿心蓮[Jw^/ragrap/^ 戶am'cwtofe (Burm.f.) Ness]中提取得到的二萜內(nèi)酯類化合物，是中藥穿心蓮的 主要有效成分之一，具有清熱解毒、涼血消腫等功能?，F(xiàn)代藥理研究表明， 穿心蓮內(nèi)酯衍生物具有消炎抗菌、抗病毒、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、保肝利膽 等作用。因此，通過對(duì)穿心蓮內(nèi)酯化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，尋找活性更強(qiáng)的穿 心蓮內(nèi)酯衍生物的研究工作倍受關(guān)注。
目前穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物的合成國內(nèi)都是采用化學(xué)方法?；瘜W(xué)方法 合成葡穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物，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(huì)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)穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物合成新工藝具有重大 的實(shí)踐意義。
有機(jī)介質(zhì)丙酮中酶催化穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物合成的方法具有反應(yīng)條 件溫和、能耗少、產(chǎn)率高、選擇性好、副產(chǎn)品少以及產(chǎn)物易分離等優(yōu)點(diǎn)。 同時(shí)由于采用生物酶為催化劑，反應(yīng)過程環(huán)境友好，產(chǎn)品安全。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)工藝存在的問題，提供一種生物催化制備 穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物的方法。本發(fā)明的生物催化制備穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物 的方法是以脂肪酸酯為酰基供體，利用脂肪酶催化穿心蓮內(nèi)酯進(jìn)行酰化反應(yīng)， 合成得到穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物。
技術(shù)方案
本發(fā)明的方法更詳細(xì)地包括如下步驟
(1) 把穿心蓮內(nèi)酯、脂肪酸酯和溶劑丙酮[比例1:40:12 (g/ml/ml)]置入具 塞錐形瓶中并加熱至30 70 。C;
(2) 按脂肪酶與穿心蓮內(nèi)酯的用量之比為200 4000 U/g的比例加入脂 肪酶，反應(yīng)6 24小時(shí)后，分離得到穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物。
為了反應(yīng)完全，第(2)步中，在振蕩速度為100rpm的條件下反應(yīng)。所 述脂肪酶來源于南極假絲酵母(Cfl"^/fl朋tor"/ca)、嗜熱絲孢菌 (7Tzer附o附y(tǒng)ces /awwg/wosws)、 根毛毒(i /2/zo附wcor附/e/ze0、米黑毛毒(Mwcor 附/e/2e/)或洋蔥i叚單f包菌(尸sewcfo附o"as ce/ ac/a)。
第(2)步中，分離純化穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物方法如下反應(yīng)混合物經(jīng) 過濾或3000 6000rpm離心后除去脂肪酶，再減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)，所 得到的反應(yīng)物經(jīng)乙醚充分洗滌，離心后將沉淀物真空干燥即得穿心蓮內(nèi)酯 酯化衍生物。 有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)
1、 采用高效的生物催化劑脂肪酶來催化穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物合 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)物穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物純度高；而傳統(tǒng)的化學(xué)方法合成穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物，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(huì)引起健康方面的憂慮。
4、 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0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、10 mg來源于南極假絲酵母(C""AV/" awtor"/ca)的脂肪酶(10,000 U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6 ml乙酸 乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30。C、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩， 反應(yīng)6h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯 溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即得14-0-乙酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率90%)。 實(shí)施例2
把0.5g穿心蓮內(nèi)酯、20ml丙酮、100mg來源于南極假絲酵母(Cam^/" 朋tor"/c")的脂肪酶(10,000 U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6 ml 丁酸 乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于60。C、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩， 反應(yīng)24h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯 溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即得14-0-丁酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率95%)。 實(shí)施例3
把0.5g穿心蓮內(nèi)酉旨、20ml丙酮、200 mg來源于南極假絲酵母(Ca"^/a awtor"/ca)的脂肪酶(10,000 U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6 ml己酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于50。C、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩， 反應(yīng)24h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯 溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 。C、 0.08 MPa)即得14-0-己酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率94%)。 實(shí)施例4
把l g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、400 mg來源于南極假絲酵母(Ca"&Vfe a"tor"/ca)的脂肪酶(10,000 U/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5(TC、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩， 反應(yīng)6h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯 溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 。C、 0.08 MPa)即得14-0-月桂穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率89Q/0。 實(shí)施例5
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、300 mg來源于南極假絲酵母(C朋^/a a"torc"ca)的脂肪酶(10,000 U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6 ml硬 脂酸乙烯酯裝入具塞三角瓶中，置于7(TC、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi) 振蕩，反應(yīng)12h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用 乙酸乙酯溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa) 即f^WD-硬脂酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率今D。 實(shí)施例6
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、20 mg來源于嗜熱絲孢菌 (77zemomj;cM /a"唯/"osw"的脂肪酶(50,000 U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限 公司)和6ml乙酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于40'C、 100rpm的水浴恒 溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)6h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即得14-0-乙酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率88%)。 實(shí)施例7
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、80 mg來源于嗜熱絲孢菌(77zew2om;;ces /^wg/"ow力的脂肪酶(50，000 U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6 ml月 桂酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于50。C、 100 rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi) 振蕩，反應(yīng)6h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙 酸乙酯溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即 得14-0-月桂酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率91%)。 實(shí)施例8
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、100 mg來源于根毛霉(及/2/zo附wcor w/e/^z〕 的脂肪酶(20,000 U/g，廣州明遠(yuǎn)工貿(mào)有限公司)和6 ml乙酸乙烯酯放入具塞 三角瓶中，置于40。C、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)15h后， 過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯溶解，再減 壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即得14-0-乙酰穿心 蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率89 % )。 實(shí)施例9
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、^CTml丙酮、200 mg來源于根毛霉(i /zfeoM^^ 脂W^)的脂肪酶(20,000 U/g，廣州明遠(yuǎn)工貿(mào)有限公司)和6 ml 丁酸乙酯放入 具塞三角瓶中，置于50'C、 100rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)15 h 后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯溶解， 再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即得14-0-丁酰 穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率89%)。實(shí)施例10
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、200 mg來源于米黑毛霉(Mwcor脂'e/ e/) 的脂肪酶(744U/g，諾維信中國生物技術(shù)有限公司)和6ml乙酸乙烯酯放入 具塞三角瓶中，置于30。C、 250 rpm的水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)20 h 后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯溶解， 再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 。C、 0.08 MPa)即得14-0-乙酰 穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率88%)。 實(shí)施例11
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、10 mg來源于洋蔥假單孢菌 (i^e^fomo"wce/ ac/")的脂肪酶(19,000U/g，阿瑪諾天野酶制劑商貿(mào)有 限公司)和6 ml乙酸酸乙烯酯放入具塞三角瓶中，置于30 °C、 100 rpm的水 浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)20h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有機(jī) 介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 °C、 0.08 MPa)即得14-0-乙酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率90%)。 實(shí)施例12
把0.5 g穿心蓮內(nèi)酯、20 ml丙酮、30 mg來源于洋蔥假單孢菌 (i^w必mo"oscepa"'a)的脂肪酶(19，000U/g，阿瑪諾天野酶制劑商貿(mào)有 限公均和6 ml月桂酸乙烯酯放入具塞三角瓶中廠置于60 。C、 100rpm的 水浴恒溫振蕩器內(nèi)振蕩，反應(yīng)20h后，過濾除去脂肪酶，減壓蒸發(fā)去除有 機(jī)介質(zhì)；殘留物用乙酸乙酯溶解，再減壓蒸發(fā)去除乙酸乙酯，真空干燥(45 。C、 0.08 MPa)即得14-0-月桂酰穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物(產(chǎn)率95%)。
權(quán)利要求
1.一種生物催化制備穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物的方法，其特征在于，以丙酮為溶劑，以C2～C18碳鏈長度的脂肪酸酯為?；w，在反應(yīng)溫度30～70℃下，利用脂肪酶催化穿心蓮內(nèi)酯進(jìn)行?；磻?yīng)，合成得到穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于把穿心蓮內(nèi)酯、脂肪酸酯和溶劑丙酮按質(zhì)量體積體積比例1:40:12混合，而后加熱至30 70 °C，按脂肪酶與穿心蓮內(nèi)酯的用量之比為200 4000 U/g的比例加入脂肪酶，反應(yīng)6 24小時(shí)后，分離得到穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在振蕩速度為100 rpm的條件下反應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述脂肪酶來源于南極假絲酵母(C""d油""to/rric")、嗜熱絲抱菌(772mwo附3;ces /a"喂'"osw力、根毛霉(及/zizo附wcor而'e/ze()、米黑毛霉(A/wcor附/e/ze()或洋蔥假單抱菌(i^ewt/cw20"as
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于分離穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物方法如下反應(yīng)混合物經(jīng)過濾或3000 6000 rpm離心后除去脂肪酶，再減壓蒸發(fā)去除^^l介質(zhì)，所得到的反應(yīng)物經(jīng)乙醚充分洗滌7^離心后將沉淀物真空干燥即得穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物催化制備穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物的方法，屬于生物催化與生物合成領(lǐng)域。以丙酮為溶劑，以C2～C18碳鏈長度的脂肪酸酯為酰基供體，在反應(yīng)溫度30～70℃下，利用脂肪酶催化穿心蓮內(nèi)酯進(jìn)行?；磻?yīng)，合成得到穿心蓮內(nèi)酯酯化衍生物。本發(fā)明具有反應(yīng)條件溫和、對(duì)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(hào)C12R1/38GK101591686SQ20091003353
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者杰 徐, 林 曹, 陳志剛, 韓永斌 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)