[发明专利]脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物催化技术领域，涉及一种制备L-薄荷醇的方法；具体涉及利用琥珀酸酐为酰化剂、脂肪酶为催化剂拆分DL-薄荷醇的方法。

背景技术

薄荷醇又称薄荷脑(menthacamphor)，学名1-甲基-4-异丙基-环己-3-醇，英文名DL-Menthol(±薄荷醇)；分子式C₁₀H₂₀O，是非常重要的环萜醇手性化合物。由于薄荷醇分子中存在着三个不对称碳原子，所以它能够产生四对不同的立体异构的外消旋体。其中，L-薄荷醇(—薄荷醇)具有清新、轻快、飘逸、带有甜美刺激性气味，并且具有类似薄荷主香气味特征，而D-薄荷醇具有刺激、杂有木头气味薄荷香味并稍带樟脑所特有的气味。L-薄荷醇的清凉功效使其比D-薄荷醇(+薄荷醇)有价值得多。在医药卫生、食品工业和日用精细化工品等方面L-薄荷醇具有广泛的应用，可用作局部麻醉剂、杀菌剂，并可用于化妆品、卷烟、清凉饮品和其它食品香精中等。因此，研究如何高效地获取光学活性的L-薄荷醇具有十分重要的意义。

获得薄荷醇光学活性物质的常用方法主要有以下几种：手性源法，不对称合成法以及外消旋体的拆分。当然在整个拆分或定向合成过程中可以是两种途径的结合，有些步骤是定向合成，有些步骤是拆分或差向异构化，从而经济有效地达到目的。此外，一些新的技术也纷纷用于手性药物的制备过程中，如超临界CO₂中酶催化手性农药合成，Yu等研究了超临界流体中脂肪酶催化的手性合成反应，Chrlsochoon等将超临界技术运用在手性农药的酶法合成上。

在制备拆分外消旋体的的过程中，利用生物催化来制备光学纯对映体的方法正愈来愈显示出它的重要性。目前，用于拆分外消旋化合物的酶多数是水解酶，而且绝大多数为脂肪酶。随着非水介质酶学的发展，为解决外消旋化合物的拆分，特别是外消旋醇的拆分这一难题带来了希望。有关脂肪酶在有机溶剂中的应用的研究报道很多，A.M.Klibanov在有机溶剂中拆分制备了大量的光学活性酯、酸。

脂肪酶多数来源于真菌和细菌，现今大约有30多种来源不同商业化的脂肪酶，且科研机构不断发现新型脂肪酶，对于选择一种高效的立体选择性脂肪酶给予极大空间。

酶法拆分手性物质主要是利用酶的立体选择性，整个反应过程就是外消旋底物的2个对映体竞争酶的活性中心，由于两者反应速率不同而产生选择性，从而使反应产物或剩余底物具有单一光学活性。酶的光学选择性就是通常所说的对映体选择率(enantioselectivity,E)。

在手性醇的非水相酶促酯化反应中，酰化剂的选择对酶催化活性和对映选择性的影响非常显著。在酰基转移反应中，亲核试剂如醇、酯等是有限的。因而转酯反应常常是可逆的，这将导致反应速度的下降和副反应的发生，为此可采用过量的酰基供体，但这种方法代价昂贵，最好的办法是选用特殊的酰基供体，以产生一个不可逆反应，酸酐也是常用的酰基供体，可形成不可逆反应。其反应速度和选择性与羧酸烯酯相当，它不会产生醛类物质，不会导致酶的失活。乙酸乙酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯均是目前研究较多的酰化剂，合成后产物需要通过繁琐的柱层析分离，步骤繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供有机相体系酶促催化拆分DL-薄荷醇的方法，本发明解决了现有拆分DL-薄荷醇的方法酰化剂很难分离和步骤繁琐的技术问题。本发明的方法提高拆分反应的选择性，D-薄荷醇对映体过量可达95ee%以上，L-薄荷醇对映体过量可达93ee%以上，DL-薄荷醇转化率可达87%以上，且反应条件温和，该方法反应条件安全、温和、简便、高效，不需要繁冗的色谱分离。

为解决上述技术问题，本发明的脂肪酶催化拆分DL-薄荷醇的方法通过下述步骤完成的：

步骤一、将DL-薄荷醇、猪胰脂肪酶（PPL）、琥珀酸酐与醚混合，然后摇床转速振摇，离心过滤去除猪胰脂肪酶，用乙醚稀释，加入NaCO₃溶液，然后用乙醚提取三次，用MgSO₄干燥，再减压旋转蒸发去除乙醚，得到D-薄荷醇；

步骤二、将步骤一提取后剩余的溶液用NaOH溶液室温下搅拌水解，然后用乙醚提取三次，用MgSO₄干燥，减压旋转蒸发去除乙醚，得到L-薄荷醇。

在于步骤一中将1～20mmolDL-薄荷醇、1000～2000U/mmol猪胰脂肪酶（PPL）、10～100mmol琥珀酸酐与1～200mL醚混合。

步骤一所述的醚是由乙醚。

步骤一所述摇床的温度为20～35℃。