[發明專利]一種N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法

有效

• 申請號: 201110384282.6
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102492736A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 孟祥河;潘秋月;陸麗梅
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

(一)技術領域

本發明涉及一種N-乙酰基谷氨酸甘油酯的合成方法，特別涉及一種N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法。

(二)背景技術

卵磷脂和溶血卵磷脂是藥品、高檔食品和化妝品中最常用、最典型的乳化劑，其源于天然、環境友好，毒性低、生物降解性高，并和許多藥物成分相容性好。其主要缺點是水溶解度低，來源有限(菜籽油、大豆油中磷脂含量僅為0.3-2.5％)，價格昂貴。目前使用的多數表面活性劑為化學合成，對水環境影響不利，生物降解性、生物相容性差。因此，高效、易生物降解、生物相容性好的表面活性劑的開發需求日益迫切。開發以氨基酸為原料的經濟的、具有卵磷脂類似性質的，同時具有明顯水溶性或抗微生物活力的表面活性劑，無疑具有明顯的優勢。

目前基于氨基酸型的磷脂表面活性劑類似物主要有線性結構(單鏈)，雙鏈結構(或雙子)及類甘油酯結構(磷脂模擬物)三類。目前國內外氨基酸型表面活性劑的開發主要集中在前兩類，以天然飽和脂肪酸、醇、胺及不同氨基酸通過酯鍵、酰胺鍵連接縮合獲得。其極性頭和疏水尾各一個，因此其HLB值調整空間不大。而類甘油酯結構可看作是單甘酯、二甘酯和磷脂的類似物，這類表面活性劑由1分子極性頭和2分子或1分子疏水尾通過甘油碳骨架連接構成，通過改變結合的氨基酸(極性頭)種類或脂肪酸(疏水尾)種類及個數，可方便地調節其HLB值及在水、油中的溶解度。

現有技術中有關于含羥基的甘氨酸，酪氨酸和堿性的精氨酸的化學/酶法報道，無二羧基的谷氨酸甘油酯合成報道。本發明選擇水溶解度高、來源經濟的谷氨酸作為極性頭，采用酶法無溶劑體系中合成氨基酸甘油酯，為基于氨基酸原料的天然磷脂類似物的合成提供中間體。本發明的特點是反應條件溫和，不使用有機溶劑、原料經濟、產品生物相容性高、質量好，易于規模化生產。

(三)發明內容

本發明目的是提供一種N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法，該方法反應條件溫和，不使用有機溶劑、原料經濟、產品生物相容性高、質量好，易于規模化生產。

本發明采用的技術方案是：

一種N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法，所述方法為：以N-酰基氨基酸和甘油為底物，無溶劑條件下，在酶的作用下，30～80℃，反應1～96h，反應結束后反應液后處理，獲得所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯；所述酶為固定化脂肪酶Novozyme?435、固定化脂肪酶Lipozyme?RM?IM、固定化脂肪酶Lipozyme?TL?IM、木瓜蛋白酶、脂肪酶FAP15(日本田野制藥公司)、酰基轉移酶(Acylase)或胰蛋白酶。

所述底物中N-酰基氨基酸與甘油的物質的量比為1∶5～30。

所述酶優選為固定化脂肪酶Novozyme?435或固定化脂肪酶Lipozyme?RM?IM。

所述酶的質量用量以底物總質量計為0.5～10％，所述酶的種類不同，活力范圍亦不相同，酶活力的定義標準也不相同。

所述反應液后處理方法為：反應結束后，分別加入反應液體積1.5倍的5％NaCl溶液和反應液體積2倍的0.5mol/L碳酸氫鈉溶液，攪拌至無氣泡生成，過濾，濾液冷卻至室溫用有機溶劑萃取，收集有機相，干燥至恒重，獲得所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯；所述有機溶劑為正己烷、氯仿或乙酸乙酯。

進一步，所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯的酶合成方法，所述方法按以下步驟進行：將N-酰基氨基酸和甘油以物質的量比為1∶20～30混合后作為底物，升溫至70℃，無溶劑條件下，在固定化脂肪酶Novozyme?435的作用下，pH6.0～9.0的磷酸緩沖溶液中，30～70℃，反應96h，反應結束后，分別加入反應液體積1.5倍的5％NaCl溶液和反應液體積2倍的0.5mol/L碳酸氫鈉溶液，攪拌至無氣泡生成，過濾，濾液冷卻至室溫用有機溶劑萃取，收集有機相，干燥至恒重，獲得所述的N-乙酰基谷氨酸甘油酯；所述固定化脂肪酶Novozyme?435的質量用量以N-酰基氨基酸和甘油總質量計為5～10％，所述有機溶劑為氯仿或乙酸乙酯，所述磷酸緩沖液的質量用量為N-酰基氨基酸和甘油總質量的10～50％，優選20％。

本發明是無溶劑體系，甘油既為反應物又作溶劑，50～70度粘度大大降低。

本發明所述酯化率按如下方法計算：

酯化率＝(酯化的氨基酸量/反應前總氨基酸量)*100％