本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種生物催化法合成3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的方法。

背景技術(shù)：

3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸是合成3-環(huán)戊烯-1-甲酸及其衍生物的中間體，后者主要用于生產(chǎn)碳環(huán)核甘、前列腺素等常見重要藥物。

目前合成3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸主要是強(qiáng)堿條件下加熱水解3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二乙酯或3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二甲酯，該方法需要大量強(qiáng)堿，并且反應(yīng)結(jié)束需要大量酸溶液中和，這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生大量高鹽、高COD廢水，已不再適應(yīng)目前綠色生產(chǎn)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明的目的。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)生成方式過(guò)程中對(duì)設(shè)備及操作工人造成的損害以及在生產(chǎn)過(guò)程中導(dǎo)致的物料浪費(fèi)，而提出的一種生物催化法合成3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的方法。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。

生物催化法合成3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的方法，采用3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二乙酯或3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二甲酯為起始原料，經(jīng)過(guò)水解酶催化水解3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二乙酯或3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二甲酯結(jié)構(gòu)中的酯基為羧基，其合成路線如下：

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更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，萃取及對(duì)產(chǎn)物重結(jié)晶的溶劑為乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯。

更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，萃取及對(duì)產(chǎn)物重結(jié)晶的溶劑為乙酸乙酯。

更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的水解酶為脂肪酶粗酶粉包括來(lái)自熒光假單胞菌脂肪酶A和來(lái)自米黑毛霉脂肪酶B。

更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所述的水解酶采用熒光假單胞菌脂肪酶A。

更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所用水解酶和其他物料的比例為1:100～20:100。

更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，所用水解酶和其他物料的比例為10:100。

更進(jìn)一步的具體實(shí)施例中，反應(yīng)溶劑為水。

3、本發(fā)明的有益效果。

（1）本發(fā)明采用生物酶催化，反映條件溫和，成本低；

（2）本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)需強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等物料，對(duì)設(shè)備和操作工人無(wú)損傷。

具體實(shí)施方式

為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式作詳細(xì)說(shuō)明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本發(fā)明方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案范疇。

本發(fā)明在水解酶與底物質(zhì)量比為10%，水為溶劑，pH=7～9,溫度為45℃的條件下，催化水解3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二乙酯或3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二甲酯為3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸，其合成路線如下：

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本發(fā)明是針對(duì)3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸，提供一套綠色環(huán)保的合成工藝，該具有工藝簡(jiǎn)單，避免了劇烈反應(yīng)條件，“三廢”較少等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施例 1

將50克3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二乙酯加到1000mL圓底燒瓶中，倒入500mL磷酸鈉緩沖溶液（pH=8、濃度為100mM），加入5克脂肪酶A，設(shè)定適當(dāng)攪拌速率，調(diào)節(jié)溫度到45℃左右，以10%氫氧化鈉溶液維持反應(yīng)體系pH=7～9。

反應(yīng)18小時(shí)，冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH=3左右，濾去脂肪酶A，加入500mL乙酸乙酯，攪拌30分鐘，靜置分層，分出有機(jī)層，再用500mL乙酸乙酯萃取一次，確保萃取完全。

濃縮回收乙酸乙酯800mL,將3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的乙酸乙酯溶液冷卻至室溫并靜置2小時(shí)，3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸結(jié)晶析出，過(guò)濾等白色固體33.84克，液相純度為98%，收率為92%.1H NMR (d-DMSO, ppm):δ2.89 (S,4H),5.59 (S,1H),12.75 (s,2H)。

實(shí)施例 2

將50克3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二乙酯加到1000mL圓底燒瓶中，倒入500mL磷酸鈉緩沖溶液（pH=8、濃度為100mM），加入5克脂肪酶B，設(shè)定適當(dāng)攪拌速率，調(diào)節(jié)溫度到45℃左右，以10%氫氧化鈉溶液維持反應(yīng)體系pH=7～9。

反應(yīng)18小時(shí)，冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH=3左右，濾去脂肪酶B，加入500mL乙酸乙酯，攪拌30分鐘，靜置分層，分出有機(jī)層，再用500mL乙酸乙酯萃取一次，確保萃取完全。

濃縮回收乙酸乙酯800mL,將3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的乙酸乙酯溶液冷卻至室溫并靜置2小時(shí)，3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸結(jié)晶析出，過(guò)濾等白色固體26.60克，液相純度為98%，收率為72%.1H NMR (d-DMSO, ppm):δ2.89 (S,4H),5.59 (S,1H),12.75 (s,2H)。

實(shí)施例 3

將50克3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二甲酯加到1000mL圓底燒瓶中，倒入500mL磷酸鈉緩沖溶液（pH=8、濃度為100mM），加入5克脂肪酶A，設(shè)定適當(dāng)攪拌速率，調(diào)節(jié)溫度到45℃左右，以10%氫氧化鈉溶液維持反應(yīng)體系pH=7～9。

反應(yīng)18小時(shí)，冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH=3左右，濾去脂肪酶A，加入500mL乙酸乙酯，攪拌30分鐘，靜置分層，分出有機(jī)層，再用500mL乙酸乙酯萃取一次，確保萃取完全。

濃縮回收乙酸乙酯800mL,將3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的乙酸乙酯溶液冷卻至室溫并靜置2小時(shí)，3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸結(jié)晶析出，過(guò)濾等白色固體38.58克，液相純度為98%，收率為91%.1H NMR (d-DMSO, ppm):δ2.89 (S,4H),5.59 (S,1H),12.75 (s,2H)。

實(shí)施例 4

將50克3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸二甲酯加到1000mL圓底燒瓶中，倒入500mL磷酸鈉緩沖溶液（pH=8、濃度為100mM），加入5克脂肪酶B，設(shè)定適當(dāng)攪拌速率，調(diào)節(jié)溫度到45℃左右，以10%氫氧化鈉溶液維持反應(yīng)體系pH=7～9。

反應(yīng)18小時(shí)，冷卻至室溫，調(diào)節(jié)pH=3左右，濾去脂肪酶B，加入500mL乙酸乙酯，攪拌30分鐘，靜置分層，分出有機(jī)層，再用500mL乙酸乙酯萃取一次，確保萃取完全。

濃縮回收乙酸乙酯800mL,將3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸的乙酸乙酯溶液冷卻至室溫并靜置2小時(shí)，3-環(huán)戊烯-1,1-二甲酸結(jié)晶析出，過(guò)濾等白色固體27.56克，液相純度為98%，收率為65%.1H NMR (d-DMSO, ppm):δ2.89 (S,4H),5.59 (S,1H),12.75 (s,2H)。