專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬阿魏酸甘油酯的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油 酯的方法。
背景技術(shù)：
阿魏酸(Ferulic acid)化學(xué)名稱(chēng)為4-羥基-3-甲氧基苯丙烯酸，廣泛存在于麥麩、米糠 中。近幾年在藥理藥效方面的研究發(fā)現(xiàn)了許多阿魏酸及衍生物的生物活性，因而在醫(yī)藥、 保健品、化妝品原料和食品添加劑方面有著廣泛的用途。
阿魏酸親水性較強(qiáng)而妨礙了其在油品中的應(yīng)用。將阿魏酸通過(guò)酯鍵連接到油酸甘油酯 上得到阿魏酸油酸甘油酯，它既保持了阿魏酸的生理活性和油酸甘油酯的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，同時(shí) 也克服了阿魏酸分子本身親水性強(qiáng)而難以油品中發(fā)揮其功效的弊端，這樣就可以應(yīng)用在食 品、藥品及化妝品行業(yè)作為新型天然油脂抗氧化劑和紫外吸收劑。
2003年美國(guó)的Jos鄰hA. laszlo等人用Novoy435催化阿魏酸乙酯和富含甘油三脂的大豆 油的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，采用連續(xù)反應(yīng)的方式，當(dāng)?shù)孜锏哪柋葹?:1時(shí)有40%的阿魏酸乙酯發(fā)生反 應(yīng)合成了阿魏酸甘油酯，且其有很強(qiáng)的抗紫外線能力和不溶水的特性。由于采用生物催化 的方法合成的產(chǎn)品無(wú)任何毒性和副作用被稱(chēng)為綠色防曬劑，又因?yàn)椴捎霉潭ɑ冈黾悠浔?利用的次數(shù)減少反應(yīng)時(shí)間大大降低了成本，適用于工業(yè)方面的應(yīng)用引起了重視。然而整個(gè) 反應(yīng)進(jìn)行144小時(shí)以上，而且反應(yīng)介質(zhì)甲苯的毒性造成整個(gè)后處理復(fù)雜，增加了生物工程 下游技術(shù)的成本。采用化學(xué)法合成阿魏酸甘油酯也遇到了巨大的障礙化學(xué)合成法副產(chǎn)物 多、產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率低、劇烈的反應(yīng)條件常常會(huì)破壞天然化合物的結(jié)構(gòu)。另外，大量的在化學(xué) 法合成過(guò)程中使用的反應(yīng)介質(zhì)和分離中所用的溶劑常常會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，該 制備方法反應(yīng)條件溫和、安全，具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，其反應(yīng)式為
<formula>formula see original document page 3</formula>
本發(fā)明的一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，包括(1) 將3.89g-4.5g阿魏酸、68mL-75ml醋酸乙烯酯和0.22g-0.3g醋酸滎加入150mL燒瓶中，攪 拌30min-60min后緩慢滴加0.2-0.4mL濃硫酸，濃硫酸滴加完畢后，在77—82'C下回流3-5小時(shí)；
(2) 反應(yīng)結(jié)束后冷卻，加入2.0g-2.5g無(wú)7jC醋酸鈉，充分?jǐn)嚢韬箪o置，過(guò)濾，得到黃髓明澄清 的液體；
(3) 減壓出過(guò)量的醋酸乙烯酯，得到黃色油狀液體，純化得到阿魏酸乙烯酯；
(4) 步驟G)阿魏酸乙烯酯與甘油在生物催化劑皺褶假絲酵母脂肪酶(Lipase acrylic resin
from Candida antarctica)催化下反應(yīng)(PH=8.0)，溫度65。C-80。C，得到阿魏酸甘油酯，其
中生物催化劑鈹褶假絲酵母脂肪酶的添加量為15%阿魏酸乙烯酯的量(w/w)。
所述步驟(1)中阿魏酸與醋酸乙烯酯的物質(zhì)的量之比為l: 3640，過(guò)量的醋酸乙烯酯作
為溶劑。
所述步驟(1)中濃硫酸必須在未加熱回流之前緩慢滴加。
所述步驟(3)中的純化是硅膠柱層析純化，溶劑是乙酸乙酯和石油醚，洗脫液比例是 乙酸乙酯石油醚=1: 9。
所述步驟(4)的阿魏酸乙烯酯與甘油的摩爾比為1:10。 所述步驟(4)中的反應(yīng)是7(TC反應(yīng)3h。
本發(fā)明利用阿魏酸乙烯酯為底物，通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，在減壓的條件下，
使副產(chǎn)物乙醛和水及時(shí)從反應(yīng)體系排除，使整個(gè)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，在反應(yīng)3h時(shí)產(chǎn)
率達(dá)到95%以上，同目前用阿魏酸乙酯作為底物與甘油酯反應(yīng)得到阿魏酸甘油酯的方法相
比大大減少了反應(yīng)時(shí)間且大幅度提高了目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率。
本發(fā)明對(duì)Novoy435催化阿魏酸乙酯和油酸甘油酯的反應(yīng)條件進(jìn)行了相關(guān)的研究。在對(duì)
各種溶劑體系條件下的催化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)在無(wú)溶劑體系中Novoy435催化
反應(yīng)生成阿魏酸甘油酯的量最高。然而由于采用阿魏酸乙酯作為底物，整個(gè)反應(yīng)一直存在
動(dòng)態(tài)的可逆反應(yīng)中，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)率較低。阿魏酸乙烯酯與阿魏酸乙酯相比，由于其具
有的是烯酯鍵而不是酯鍵使其在反應(yīng)過(guò)程中生成乙醛而不是乙醇，因而使整個(gè)反應(yīng)成為不
可逆反應(yīng)，反應(yīng)向生成阿魏酸甘油酯的方向進(jìn)行，并由此加快了反應(yīng)速度，增加了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。
有益效果
(1) 本發(fā)明的制備方法溫和，原料來(lái)源方便，便于工業(yè)化；
(2) 快速制備了功能性化妝品阿魏酸甘油酯，與傳統(tǒng)方法相比，反應(yīng)時(shí)間明顯縮短，產(chǎn) 物產(chǎn)量得到極大的提高；
4(3)在無(wú)溶劑體系中酶直接作用于底物，提高了底物和產(chǎn)物濃度以及反應(yīng)選擇性，純化 過(guò)程容易、步驟少、減少對(duì)環(huán)境的污染。


圖1是本發(fā)明的阿魏酸甘油酯的結(jié)構(gòu)示意圖2是純化后的阿魏酸乙稀酯薄層分析圖3是反應(yīng)后阿魏酸甘油酯的薄層層析分析圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定 的范圍。
實(shí)施例1
(1) 底物阿魏酸疏水化
3.89g阿魏酸與68mL醋酸乙烯酯在0.22g醋酸汞和0.2mL濃硫酸催化下，77'C—82'C回流 加熱并連續(xù)攪拌3h，反應(yīng)結(jié)束后加入2.0g無(wú)zK醋酸鈉充分?jǐn)嚢韬箪o置，過(guò)濾，減壓蒸餾出過(guò)量 的醋酸乙烯酯得黃色油狀液體g叩可魏酸乙烯酯粗品。
(2) 阿魏酸乙烯酯的柱層析純化
純化條件裝柱取25 30g硅膠G，以石油醚為溶劑濕法裝柱，控制流速為l滴/s。 層析條件采用分階段洗脫的方法，洗脫液比例控制流速5min接流出液，洗脫劑組成為 乙酸乙酯石油醚=1: 9。每管5mL;每管樣品取5pL按試管編號(hào)順序在同一塊薄層板上 依次點(diǎn)樣，用雙波長(zhǎng)薄層色譜掃描儀在波長(zhǎng)為254nm下掃描并處理數(shù)據(jù)。合并阿魏酸乙烯 酯峰范圍內(nèi)試管溶液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到得到純化后阿魏酸乙烯酯于棕色試劑瓶中保存待 用。純化前后薄層分析結(jié)果，見(jiàn)圖2。從純化前后的阿魏酸乙烯酯的薄層層析掃描圖中可以看 出通過(guò)硅膠柱層析后的阿魏酸乙烯酯滿足后續(xù)反應(yīng)的純度需要。
(3) 阿魏酸甘油酯的制備
酶催化催化反應(yīng)在25mL的圓底燒瓶中，加入1.5mmoL阿魏酸乙烯酯，15.0mmoL甘油， 220mg南極假絲酵母脂肪酶，7(TC度下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上進(jìn)行反應(yīng)3h，反應(yīng)過(guò)程中整個(gè)體系 進(jìn)行減壓控制，壓強(qiáng)保持在10mmHg。反應(yīng)結(jié)束即得到終產(chǎn)物。反應(yīng)后阿魏酸甘油酯的薄 層層析分析圖見(jiàn)圖3。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，包括(1)將3.89g-4.5g阿魏酸、68mL-75ml醋酸乙烯酯和0.22g-0.3g醋酸汞加入容器中，攪拌30min-60min后緩慢滴加0.2mL濃硫酸，在77-82℃下回流3-5小時(shí)，冷卻；(2)向上述溶液中加入2.0g-2.5g無(wú)水醋酸鈉，攪拌，過(guò)濾；(3)將步驟(2)物質(zhì)減壓出過(guò)量的醋酸乙烯酯，得到黃色油狀液體，純化得到阿魏酸乙烯酯；(4)步驟(3)阿魏酸乙烯酯與甘油按照摩爾比為1∶10-15在生物催化劑皺褶假絲酵母脂肪酶催化下反應(yīng)，PH＝8.0，溫度65℃-80℃，得到阿魏酸甘油酯，其中生物催化劑皺褶假絲酵母脂肪酶的添加量為15％阿魏酸乙烯酯的量w/w。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，其特征在于所 述步驟(1)中阿魏酸與醋酸乙烯酯的物質(zhì)的量之比為l: 3640。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，其特征在于所 述步驟(3)中的純化是硅膠柱層析純化，溶劑是乙酸乙酯和石油醚，洗脫液比例是乙酸乙酯石油醚=1: 9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，其特征在于所述步驟(4)反應(yīng)是在空氣浴搖床上7(TC條件下反應(yīng)3h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)溶劑體系酶促合成阿魏酸甘油酯的方法，包括(1)將阿魏酸、醋酸乙烯酯和醋酸汞加入容器中，攪拌后緩慢滴加濃硫酸，在77-82℃下回流，冷卻；(2)向上述溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，攪拌后靜置，過(guò)濾；(3)將步驟(2)物質(zhì)減壓出過(guò)量的醋酸乙烯酯，得到黃色油狀液體，純化得到阿魏酸乙烯酯；(4)阿魏酸乙烯酯與甘油按照摩爾比為1∶10-15在生物催化劑皺褶假絲酵母脂肪酶催化下反應(yīng)，溫度65℃-80℃，得到阿魏酸甘油酯。本發(fā)明制備方法反應(yīng)條件溫和、安全，具有反應(yīng)時(shí)間短，產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，因?yàn)椴挥糜袡C(jī)溶劑而大大減少能量的消耗及對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C12P7/62GK101560527SQ200910051829
公開(kāi)日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者洋 於, 朱利民, 靜 權(quán), 妍 鄭 申請(qǐng)人:東華大學(xué)