[发明专利]离子液体中脂肪酶催化合成咖啡酸苯乙酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生化制药领域，具体涉及离子液体中脂肪酶催化合成咖啡酸苯乙酯的制备方法。

背景技术

咖啡酸苯乙酯，英文名称：Caffeic acid phenethyl ester(CAPE)，化学名称：2-苯乙基-3-(3，4-二羟苯基)-2-丙烯酸酯，分子式：C₁₇H₁₆O₄，分子量：284.31。咖啡酸苯乙酯是蜂胶、红景天等天然产物中的主要功能成分，经药理实验证明其能够阻断中性粒细胞中活性氧化物质的产生、阻断黄嘌呤氧化酶系统、能够抑制机体内NO的增加，还能抑制肿瘤细胞增生(Biol.Pharm.Bull，2003，26(4)：487-491)，是国际上各大医药公司竞相开发的辅助药物或药物有效成分。

制备咖啡酸苯乙酯的方法主要有提取和化学合成两种方法(Journal of Biotechnology，2010，148：133-138)：(1)咖啡酸苯乙酯在自然界中的含量相当少，在咖啡酸苯乙酯含量最高的中国蜂胶中，其含量一般在5～25mg/g。直接从天然植物中提取的难度太大，且制得的咖啡酸苯乙酯的纯度低；(2)有机溶剂为反应介质、以传统的酸作为催化剂的酯化合成法具有反应副产物多、对设备的腐蚀性强、产品分离过程复杂以及易挥发溶剂气体对环境污染大等缺点(Journal of Molecular catalysis A：chemical，2005，234：107-110)。因此，急需寻求一种新型的反应介质及其催化剂来解决咖啡酸苯乙酯制备方法的以上技术缺陷。

与传统的催化剂相比，选择脂肪酶作为酯化合成咖啡酸苯乙酯的催化剂具有其得天独厚的优势：(1)脂肪酶对酯化反应具有专一性，避免了反应产生的副产物，使得反应产物的分离纯化得到简化；(2)由于酶具有高效性，能够大大提高酯化反应的速率，从而提高咖啡酸苯乙酯的得率；(3)脂肪酶催化化学反应的反应条件相对温和，对设备的腐蚀大大降低；(4)跟传统的以酸作为催化剂相比较，脂肪酶不会挥发，对环境友好等(Process Biochemistry，2009，44：1358-1365)。因此，以脂肪酶作为反应催化剂、以咖啡酸和苯乙醇直接酶法合成咖啡酸苯乙酯不失为一种高效的制备方法。然而，虽然这种制备方法具有上述优点，但是传统反应介质有机溶剂带来的诸如对底物溶解度不高、挥发性溶剂对环境污染大等问题并没有得到解决。

离子液体作为一种新型的反应介质，具有传统反应介质所不具备的一些优越特性。首先，离子液体的蒸汽压极低，难以挥发，对环境几乎没有污染；其次，离子液体具有优良的热稳定性，在反应需要的较高温度条件下仍然能搞保护酶的活性以及反应的顺利进行；再次，疏水作用的离子液体能够与反应形成的水形成两相，从而推动酯化反应向生成产物咖啡酸苯乙酯的方向进行；同时，还能够保证脂肪酶分子的空间结构正常分布，保证酶具有正常的活性；此外，离子液体的最大特点是具有可重塑性，即可以根据反应底物的极性以及疏水性来调节阴、阳离子的结合，从而最大限度的增大反应底物的溶解度以及互溶度，从而提高反应的速率(Journal of Molecular Catalysis B：Enzymatic，2010，65：68-72)。然而，以离子液体为反应介质的酶促合成咖啡酸苯乙酯尚未见报道。

因此，本专利旨在建立以离子液体为反应介质，以脂肪酶为催化剂，通过酯化合成的方法来制备咖啡酸苯乙酯。该方法操作简便，反应条件温和，产物得率高，对环境友好，从而可以克服传统的脂肪酶催化合成效率较低和底物溶解度较低的缺点，易于大量制备高纯度咖啡酸苯乙酯，为推动其在医药工业中的广泛应用具有十分重要的意义。

发明内容

技术问题：

为解决以上缺陷，本发明提供了一种在新型的反应介质——离子液体中由咖啡酸和苯乙醇酯化制备咖啡酸苯乙酯的方法，以有效提高底物浓度、提高产物收率以及缩短反应时间。

技术方案：

离子液体中脂肪酶催化合成咖啡酸苯乙酯的制备方法，按照摩尔比苯乙醇∶咖啡酸＝1～50∶1的比例配制反应体系，按照质量比脂肪酶∶咖啡酸＝1～200∶1的比例加入脂肪酶，按照体积比离子液体∶苯乙醇＝10～500∶1的比例加入离子液体，在反应温度10～100℃、振荡转速50～200rpm的条件下进行酯化反应10～150h。

上述方法中，还可以按照质量比抗氧化剂∶咖啡酸＝5～100∶1的比例加入抗氧化剂。