[發明專利]一種利用微反應器制備Nε

有效

• 申請號: 202011129095.9
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112251473B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 季棟;李玉光;郭凱;張鍇;石婷婷;沈磊
• 申請（專利權）人: 南京先進生物材料與過程裝備研究院有限公司
• 主分類號: C12P13/08
• 分類號: C12P13/08
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

本發明提供了一種利用微通道反應裝置制備N^ε?賴氨酸基表面活性劑的方法，包括如下步驟：步驟一：將賴氨酸溶解于水中得到混合溶液A；將脂肪酸溶于有機溶劑中得到混合溶液B；將脂肪酶填充于微通道反應裝置的固定化酶微反應器的反應管中；步驟二：將步驟一得到的溶液A和溶液B同時泵入微通道反應裝置的混合器中混合，然后進入固定化酶微反應器中進行酶催化賴氨酸酰胺化反應；步驟三：反應結束后，收集反應器流出液，取上層液，分離純化，得到N^ε?賴氨酸基表面活性劑。本發明方法利用微反應器進行酶催化的過程，對多種脂肪酸均有很好的反應效果，可以得到高產率的N^ε?脂肪酰賴氨酸表面活性劑；該方法縮短了反應時間，制備工藝簡單，提高了選擇性，優化了工藝流程，具有安全、高效、綠色的優點。

技術領域

本發明涉及酶催化賴氨酸酰胺化的反應，具體涉及利用微通道反應裝置制備賴氨酸基表面活性劑的方法。

背景技術

表面活性劑，是全球使用規模較大、最具代表性的化工產品之一。一般結構中具有兩親性基團的分子都可稱為表面活性劑；親水基團常為極性基團，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，羥基、酰胺基、醚鍵等也可作為極性親水基團；而疏水基團常為非極性烴鏈、芳香烴和其他親水性弱的基團，且當疏水鏈碳數在8及以上時，疏水性能才比較好。表面活性劑分為離子型表面活性劑(包括陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑)、非離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、復配表面活性劑、其他表面活性劑等。

傳統的脂肪酸系列和石油基的表面活性劑有著良好的泡沫、乳化、去污及增稠等性能，但有一定的刺激性和毒性，又難以降解，對環境造成污染。開發合成性能優越、環境友好的新型表面活性劑，是當前國際上的發展趨勢。由生物基原料制造的生物基表面活性劑具備溫和、毒性低、生物相容性高、可降解，以及可生氨基酸類表面活性劑已廣泛用在牙膏、洗發水、傷口清潔劑、氣溶膠和石油開采溢出劑、抑制腐蝕的緩蝕劑等方面的優點。N^ε-月桂酰賴氨酸表面活性優越，是目前已經商業化的賴氨酸基表面活性劑產品，用于洗護或作為化妝品用功能性粉體。

栗原藤三郎等人最先用銅鹽保護法合成出月桂酰賴氨酸，但工藝較為繁雜。有報道在二甲苯中將L-賴氨酸月桂酸鹽脫水合成出N^ε-月桂酰基賴氨酸，但生成大量N^αN^ε-月桂酰賴氨酸。目前為了得到高產率的N^ε-月桂酰賴氨酸產品，多對α氨基進行保護，工業生產成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種借助微通道反應裝置酶催化賴氨酸得到N^ε-脂肪酰賴氨酸的方法，從而克服目前酰胺化賴氨酸過程中存在的反應時間過長、產率低、選擇性低等技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下：

一種利用微通道反應裝置制備N^ε-賴氨酸基表面活性劑的方法，包括如下步驟：

步驟一：將賴氨酸溶解于水中得到混合溶液A；將脂肪酸溶于有機溶劑中得到混合溶液B；將脂肪酶填充于微通道反應裝置的固定化酶微反應器的反應管中；

步驟二：將步驟一得到的溶液A和溶液B同時泵入微通道反應裝置的混合器中混合，然后進入固定化酶微反應器中進行酶催化賴氨酸酰胺化反應；

步驟三：反應結束后，收集反應器流出液，取上層液，分離純化，得到N^ε-賴氨酸基表面活性劑。

步驟一中，混合溶液A中，賴氨酸的濃度為20mmol·L^-1～200mmol·L^-1，優選50～100mmol·L^-1，混合溶液B中，脂肪酸的濃度為5mmol·L^-1～50mmol·L^-1，優選10～30mmol·L^-1。