[發明專利]一種利用微反應器酶促合成咖啡酸丙酯的方法

有效

• 申請號: 201310358582.6
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103468754A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王俊;崔紅生;顧雙雙;劉曦;趙星宇;吳福安
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及生化制藥領域，具體涉及一種利用微反應器酶促合成咖啡酸丙酯的方法。

背景技術

咖啡酸丙酯，化學名稱（E）-丙基-3-（3，4-二羥基）丙烯酸酯，具有良好的抗氧化性和抗腫瘤活性(Bioorganic&Medicinal?Chemistry,2004,12,3581-3589)，可有效延長食用油的氧化誘導期，可作為一種新型的天然來源食品抗氧化劑。

制備咖啡酸丙酯的方法主要有化學法和生物酶法兩種。

（1）化學法：Uwai等人提出了用二硫酰氯催化咖啡酸和丙醇，回流17h后咖啡酸丙酯的得率為86%(Bioorganic&Medicinal?Chemistry,2008,16,7795-7803)；Fiuza等利用Fischer酯化方法，以H₂SO₄為催化劑，直接酯化咖啡酸和丙醇，未標注具體得率(Bioorganic&Medicinal?Chemistry,2004,12,3581-3589)；夏春年采用一鍋法來合成咖啡酸丙酯，將丙二酸亞異丙酯溶于甲苯后，加入丙醇，反應一段時間后加入3，4-二羥基苯甲醛、吡啶和哌啶，最終得率為67.8%；CN103086880A公開了一種用對甲苯磺酸催化咖啡酸和丙醇的方法，得率達到67.8%。然而，利用化學法合成存在反應副產物多，對設備有腐蝕性，環境污染大等問題，不適應時代的發展。

（2）酶法：CN103086880A涉及了一種用脂肪酶直接酯化咖啡酸與丙醇，得率只有41.0%；Pang等人提出了用脂肪酶轉酯化來合成咖啡酸丙酯，以咖啡酸甲酯和丙醇為底物，反應24h后，得率可達98.5%(Bioresource?Technology,2013,139,337-342)。但是，反應時間較長，效率較低，耗能較大。因此，急需尋找一種高效的制備咖啡酸丙酯的新技術。

2010年國際上首次提出“Miniaturizing?Biocatalysis”（“微型生物催化”）這一全新概念，并迅速被國際公認為是生物工程領域的優先發展方向之一(Chemical?Engineering?Journal,2013,223,497-506)。與傳統的反應器相比，微反應器具有傳熱、傳質效率高的優勢，大大的提高產率和縮短反應時間。等研究了在微反應器中用醇脫氫酶催化己醇的氧化，反應速率比傳統的反應器相比高33倍，7.8s后產率幾乎達到100%(Engineering?in?Life?Sciences,2012,12,49-56)。微反應器更易放大，可以通過簡單的增加微反應器的數量，而實現大規模的生產。連續式反應代替間歇式反應，反應條件易控制，同時有助于克服和解決傳統合成中反應器體積大、催化選擇性低及產物成分復雜等問題(Chemical?Engineering?Journal,2012,189–190,376-382)。截至目前，尚未見到微反應器用于酶促合成咖啡酸丙酯的報道。

因此，本發明通過提供使用一種微反應器酶促合成咖啡酸丙酯的新方法，有利于提高合成效率，縮短時間，減少耗能，為推動其在食品抗氧化劑中的廣泛應用具有十分重要的意義。

發明內容

解決的技術問題：

本發明的目的是提供了一種利用微反應器酶促合成咖啡酸丙酯的方法，以解決現有技術中存在的合成咖啡酸丙酯的反應速率低、耗時長及不能連續化生產等問題。

技術方案：

一種利用微反應器酶促合成咖啡酸丙酯的方法，將脂肪酶Novozym435填充到固載區域，用注射泵將含有底物咖啡酸甲酯和丙醇的離子液體注入到固載區域中，咖啡酸甲酯濃度范圍為0.1mg/mL～20mg/mL，咖啡酸甲酯與丙醇的摩爾比范圍為1:1～1:200，流速范圍為0.1～100μL/min，反應溫度范圍為30～80℃，進行酶促轉酯化反應制備咖啡酸丙醇；所述三明治型微反應器包括注射泵（1）和反應器本體，所述反應器本體材料為聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane），并由反應板（2）和蓋板（3）組成，反應板中心設有固載區域（4），固載區域寬1cm，深500μm，長50mm-200mm。

所述反應板和蓋板之間設有固定夾。

所述脂肪酶Novozym435采用平鋪的方式填充于固載區域。

所述脂肪酶Novozym435的填充酶量為50mg-200mg。