[發(fā)明專利]一種脂肪酶催化在線合成甘露糖-6-乙酸酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110457427.0
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103184250A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 羅錫平;杜理華;張航誠;顧生妹;胡玉婷
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

(一)技術領域

本發(fā)明涉及一種脂肪酶催化在線可控選擇性合成甘露糖-6-乙酸酯的方法。?

(二)背景技術

糖酯是一種優(yōu)良的非離子表面活性劑，采用自然界廣泛存在的天然可再生資源糖為原料，具有廣闊的發(fā)展前景。當今表面活性劑工業(yè)正向綠色化學的方向發(fā)展，逐漸要求產品無毒害化、反應原料可再生化、反應過程綠色化。糖酯作為一種優(yōu)良的天然表面活性劑，符合綠色化學的產品無毒害化和反應原料可再生化兩大要求，但其反應過程仍需要進一步綠色化。?

目前國內外商業(yè)化生產的糖酯全部是由化學法合成的，化學法存在許多不足，主要包括：反應過程中條件激烈，容易發(fā)生糖的碳化和內酯化等副反應，而且由于化學合成反應對酯鍵位置的選擇性差，酯鍵數量難于控制，生成產物為多種酯的異構體和副產品的混合物，產品難于分離純化，產品色澤較深等缺點。酶法生產具有反應條件溫和及良好的區(qū)域和位置選擇性，以及明顯的立體專一性，產品純度高、色澤淺，產品容易分離純化等優(yōu)點。酶法生產不僅符合綠色反應過程的要求，并且解決了化學法生產的諸多缺點，已越來越受到人們的重視。?

目前國內外研究較多并實現工業(yè)化生產的仍是以蔗糖酯為主的二糖酯，而對葡萄糖酯、果糖酯和甘露糖酯等單糖酯的研究相對較少。采用甘露糖生產糖酯與蔗糖相比有許多優(yōu)點，如甘露糖含有較少的羥基，酶法生產甘露糖酯反應過程更簡單，副產物更少，單酯轉化率更高、產品的分離純化更簡單等，此外，對甘露糖酯的研究將有利于解決我國國內糖酯產品單一的問題，有利于實現糖酯HLB值的系列化。因此開發(fā)高效的甘露糖酯的合成方法具有十分重要的實際意義。?

微流控學(Microfluidics)是在微米級結構中操控納升至皮升體積流體的技術與科學，是近十年來迅速崛起的新交叉學科。當前，微流控學的發(fā)展已大大超越了原來的主要為分析化學?服務的目的，而正在成為整個化學學科、生命科學、儀器科學乃至信息科學新一輪創(chuàng)新研究的重要技術平臺。?

自1997年Harrison課題組發(fā)表了首篇在微流控芯片微反應器中合成化合物的文獻后，微流控芯片反應器已成功地用于多種有機合成反應，并展示了廣泛的應用前景。隨著微流控芯片中微混合、微反應技術的發(fā)展，在芯片中進行合成反應已經成為微流控芯片領域的研究熱點之一。?

同常規(guī)化學反應器相比，微通道反應器不僅具有使反應物間的擴散距離大大縮短，而且傳質速度快；反應物配比、溫度、反應時間和流速等反應條件容易控制，副反應較少；需要反應物用量甚微，不但能減少昂貴、有毒、有害反應物的用量，反應過程中產生的環(huán)境污染物也極少，是一種環(huán)境友好、合成研究新物質的技術。?

目前，有較多的國內外學者對有機介質中甘露糖酯的酶催化合成進行了研究，但是該方法往往需要較長的反應時間(24h)，且反應的轉化率與選擇性不高，因此我們研究了微通道反應器中脂肪酶催化選擇性合成甘露糖-6-乙酸酯的方法，旨在尋找一種高效環(huán)保的甘露糖-6-乙酸單酯的在線可控選擇性合成方法。?

(三)發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種微流控通道反應器中脂肪酶催化選擇性合成甘露糖-6-乙酸酯的新工藝，具有反應時間短、選擇性高及產率高的優(yōu)點。?

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：?

一種脂肪酶催化在線合成甘露糖-6-乙酸酯的方法，所述方法采用微流控通道反應器，所述的微流控通道反應器包括注射泵、注射器、反應通道和產物收集器，所述注射器安裝于注射泵中，通過一個接口與反應通道入口連接，所述產物收集器通過一個接口與反應通道出口連接，所述反應通道內徑為0.8～2.4mm，反應通道長為0.5～1.0m；所述方法包括：以摩爾比為1∶17～23的甘露糖與乙酸乙烯酯為原料，以0.5～1.0g脂肪酶Lipozyme?TLIM為催化劑，以?叔戊醇和二甲亞砜(DMSO)的混合溶劑為反應溶劑，將原料和反應溶劑置于注射器中，將脂肪酶Lipozyme?TLIM均勻填充在反應通道中，在注射泵推動下使原料和反應溶劑連續(xù)通入反應通道中進行酰化反應，控制酰化反應溫度為40～55℃，酰化反應時間為15～35min，通過產物收集器在線收集反應液，反應液經常規(guī)后處理得到甘露糖-6-乙酸酯。?

本發(fā)明采用的微流控通道反應器中，所述注射器數目可以是一個或多個，視具體反應需求而定。比如，當使用兩個注射器時，可采用T型或Y型接口使不同的反應物從兩個入口引入，匯流進入公共的反應通道，通過微通道的中反應物分子接觸與碰撞幾率增大，使兩股反應液流在公共的反應通道中混合并進行反應。?