[发明专利]一种固定化脂肪酶催化合成L-丝氨酸十八醇酯的方法

说明书

 

技术领域

本发明属L-丝氨酸十八醇酯的制备领域，特别是涉及一种酶促催化合成L-丝氨酸十八醇酯的方法，属于生物催化技术领域。

 

背景技术

研究发现神经酰胺类化合物具有强效抗癌活性成份以来，该类产品已从众多的海洋生物如海葵、珊瑚、海绵、海星等中分离得到，也从一些植物中提取如洋葱大豆等，目前神经酰胺类化合物被公认为具抗病原微生物、抗肿瘤及类神经生长因子活性等功能，近年来，神经酰胺类化合物又被国外大型生物技术公司开发成为新一代的保湿产品，因为其是具亲水性的脂质，和人的皮肤角质层比较低相似，可以和角质层中的水相结合，从而锁住皮肤内的水分，具有滋润和保护皮肤的功能，有研究结果表明，该类化合物可以抑制黑色素褐班，也可以防止过敏性皮肤病。从上世纪90年代以后，日本生产的高档化妆品中开始逐渐添加神经酰胺类化合物，并且以每年15%的增长速度快速发展至欧洲乃至美国市场，需求量不断增加。如在欧洲，该类化合物基本上每年以25-30%左右的速度迅速发展，并且到目前为止，已经由化妆品市场发展到了功能性食品中的广泛应用，成为欧洲功能性食品发展的一大热点领域，通过服用功能性食品，在小肠部位进入人体的血液循环，可以促进皮肤的恢复和细胞再生，延缓衰老。

L-丝氨酸十八醇酯（1-Octadecanol Serinate），是合成新的神经酰胺类化合物如Ceramide HO3TM（Trihydroxypalmitamido dydrmyristyl ether，法国Sederma S. A.开发）、PMS(Palmitoyl myristyl serinate，CAS：15602-32-9，韩国太平洋公司开发)和Ceramide PC-104（1,3-bis-(N-(2-hydroxyethyl)-palmitoylamino)-2- hydroxypropane，韩国太平洋公司开发）等类似物的关键中间体，是由L-L-丝氨酸和长链烷烃醇（十八醇，1-Octadecanol; Stearyl alcohol）酯化而生成，下式为L-丝氨酸十八醇酯的结构式。

目前国内还没有生产L-丝氨酸十八醇酯，该类化合物的生产主要是在欧美一些发达国家，生产方法是利用浓盐酸作为催化剂，高温回流(85~95℃) 9-24小时，该法的主要缺点是产率低、后期纯化处理繁琐、选择性较差（L-丝氨酸易发生内酯化），污染环境、耗能高、合成的产品颜色较深、产品纯度低等，本方法中脂肪酶具有立体专一性和高效催化活性，后续处理简单，产物纯度高，适合工业化生产。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种水相和有机相复合体系酶促催化合成L-丝氨酸十八酯的方法，本发明的合成方法提高酯化反应的选择性，L-丝氨酸十八酯的产率达80%以上，且反应条件温和，该方法反应条件安全、温和，纯化容易，步骤少，便于工业化生产。反应方程式：

本发明的技术方案：以0.05M磷酸盐和正已烷为反应介质，用脂肪酶催化L-丝氨酸和十八醇进行酯化反应，合成L-丝氨酸十八醇酯。

一种固定化脂肪酶催化合成L-丝氨酸十八醇酯的方法，按照下述步骤进行：

（1）复合溶剂体系中用脂肪酶催化L-丝氨酸和十八醇进行酯化反应，酶促反应的条件为底物L-丝氨酸浓度为30~160g /L，L-丝氨酸与十八醇的摩尔比为1:0.9-1:4，L-丝氨酸与脂肪酶的质量比为，酶促反应温度为30~50℃，反应时间18~70小时；

（2）反应结束后，通过过滤的方法回收脂肪酶，反应液用相同体积的乙酸乙酯萃取两次，将萃取液到40~60℃真空旋蒸，去除正已烷和乙酸乙酯，得到L-丝氨酸十八醇酯粗品；

（3）L-丝氨酸十八醇酯粗品，通过硅胶G柱层析，得到纯度为93%以上的L-丝氨酸十八醇酯。

本发明步骤（1）中复合溶剂体系中为pH为6.98的0.05M 磷酸盐缓冲液和正乙烷的混合溶液，体积比为1:1~4:3。

本发明具有反应条件温和，反应选择性好，反应产物单一，转化率高，产品安全、后续纯化处理简单容易等诸多优点。因此，本发明为生物法制备L-丝氨酸十八醇酯提供新的途径。

附图说明

图1为 L-丝氨酸十八醇酯的HPLC图；

图2为 L-丝氨酸十八醇酯的质谱图；

图3为 L-丝氨酸十八醇酯的红外图谱；

图4 L-丝氨酸十八醇酯的核磁共振图谱（1H NMR, 400MHz，CH3OH）。