[發(fā)明專利]脂肪酶催化合成天然生育酚酯的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710063579.6
• 申請(qǐng)日: 2007-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN101240303A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王芳;龔學(xué)兵;譚天偉;鄧?yán)?/a>;聶開立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P17/06
• 分類號(hào): C12P17/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 魏忠暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種脂肪酶催化合成天然生育酚酯的方法。

技術(shù)背景

維生素E(Vitamin?E)是一類與生殖功能有關(guān)的維生素，化學(xué)結(jié)構(gòu)均為苯并二氫吡喃衍生物，結(jié)構(gòu)中有酚羥基，故亦稱生育酚。已知其主要有α、β、γ、δ、ε、ζ1、ζ2、η八種異構(gòu)體，其中α-生育酚活性最強(qiáng)。生育酚不僅在營養(yǎng)學(xué)上起著重要的角色，而且在預(yù)防慢性疾病功能方面也具有相當(dāng)突出的功能，這一點(diǎn)是其他維生素類所無法比擬的。生育酚的生理功能包括抗氧化作用、提高機(jī)體免疫機(jī)能、抗癌或抑制腫瘤作用、抗不育功能等。因此它被廣泛用于醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域。

生育酚分為人工合成的和天然的兩種，人工合成的生育酚是利用一些化學(xué)中間體縮合而成的，由于縮合過程中分子立體的不可選擇性，所得產(chǎn)品均為消旋型。天然的生育酚是從天然資源里，主要是植物油中提取的，通常為D型(右旋)。人工合成的和天然的生育酚在安全性和生物活性方面存在差別。經(jīng)鼠口服試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合成維生素E的LD50為5kg/kg，而天然VE則是安全的，美國FDA也將其列入GRAS。天然生育酚的結(jié)構(gòu)中三個(gè)手性中心位置都具有R-構(gòu)象，合成的則是所有立體異構(gòu)體的混合物，前者的生物活性比后者要強(qiáng)的多。ADM公司的有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)天然品的效力是合成品的2倍；漢高公司研究VE時(shí)發(fā)現(xiàn)，孕婦對(duì)天然VE的吸收率是合成品的3.3倍。此外，兩者的應(yīng)用領(lǐng)域也有不同，目前合成生育酚主要應(yīng)用于飼料添加劑，天然VE幾乎全部用于人類消費(fèi)。據(jù)CMR預(yù)測，合成VE仍將以每年3％～5％的速度增長，而天然VE隨著人們對(duì)綠色產(chǎn)品的興趣逐年提高，則會(huì)以15％～20％的速度快速增長。

生育酚在保存和使用的過程中容易被氧化。在應(yīng)用中常常將生育酚以某種形式進(jìn)行修飾，得到穩(wěn)定性較高的生育酚衍生物。最常見的是商業(yè)化生育酚乙酸酯，它是把生育酚中的酚羥基酯化后得到的酯。由于酚羥基與芳環(huán)共軛降低了氧原子上的電子云密度，導(dǎo)致酚羥基的親核性比醇羥基弱，所以酚的成酯反應(yīng)比醇困難。生育酚很難與羧酸直接發(fā)生酯化作用，而在化學(xué)催化劑酸或堿的催化下，酚可與酰氯或酸酐反應(yīng)生成酯。

國內(nèi)外，關(guān)于生育酚醋酸酯制備的化學(xué)方法很多。按原料分類可以分為三種：1.三甲基氫醌與異植醇縮合。2.三甲基氫醌酯與異植醇縮合。3.維生素E與醋酸酐反應(yīng)生成維生素E醋酸酯。

以三甲基氫醌與異植醇為原料是目前合成維生素E醋酸酯的主要方法，所使用的催化劑不盡相同。US5523420(1996)使用強(qiáng)酸和路易斯酸的混合物，KR910000896B(1991)使用酸性離子交換劑做催化劑，催化劑的組成是ZnCl₂/Zn/H₃PO₄的混合物。

JP2001261669(2001)中Steffen等提到用三甲基氫醌二酯代替三甲基氫醌，與異植醇反應(yīng)生成維生素E醋酸酯，所用催化劑為鹵化鋅和質(zhì)子酸。溶劑為極性溶劑或是極性溶劑與水的混合物。

由三甲基氫醌或三甲基氫醌酯與異植醇縮合，進(jìn)一步酯化得到的生育酚醋酸酯屬于人工合成產(chǎn)品。由于它是全消旋型，生物活性遠(yuǎn)不如天然產(chǎn)品。而且，在合成中所使用的催化劑都是化學(xué)催化劑，產(chǎn)品的安全性不高。天然的生育酚直接酯化可以得到品質(zhì)高的天然生育酚醋酸酯。已報(bào)道的專利和文獻(xiàn)提到的天然生育酚酯化的過程都是以酸性、堿性化學(xué)催化劑來催化酯化反應(yīng)。

胡傳榮等人(天然維生素E乙酸酯的制備，現(xiàn)代食品科技Vol.21No.2(總84))研究了以三乙胺為催化劑，天然混合VE為原料，與乙酸酐反應(yīng)合成了天然VE乙酸酯。原料中總VE含量為62.31％，其中含α生育酚、β生育酚、γ生育酚、δ生育酚分別為7.39％、1.68％、56.05％、34.88％。反應(yīng)以正己烷為溶劑，溫度為60℃，VE酯化率達(dá)到94.93％。采用了滴加的方式向已有催化劑的VE溶液中加入乙酸酐。反應(yīng)完成后向體系里加入稀鹽酸振蕩洗滌用來除去過量的催化劑三乙胺，分層后的有機(jī)相用蒸餾水洗滌至中性，再用無水硫酸鈉干燥，將干燥后的溶液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸發(fā)出溶劑，從而得到維生素E酯。反應(yīng)溫度為60℃，VE酯化率為94.93％。在底物的混合時(shí)，需要控制滴加酸酐的速度。反應(yīng)后的體系需要經(jīng)過酸洗、干燥等步驟，工藝復(fù)雜，而且反應(yīng)的溫度較高。