[发明专利]一种固定化环氧化酶催化合成香紫苏内酯的方法

说明书

（一）技术领域

本发明属于生物化工技术领域，特别涉及一种固定化环氧化酶催化合成香紫苏内酯的 方法。

（二）背景技术

香紫苏内酯是合成降龙涎醚的极其重要的中间体，自身作为龙涎香发香成分已广泛地 用于烟草、酒类、食品添加剂等方面。目前，香紫苏内酯也用作合成一些具有抗炎、抗癌等重 要药理活性化合物。因此，合成香紫苏内酯也是香料工业研究的一个热点。

目前国内外报道的香紫苏醇氧化降解制备香紫苏内酯的方法虽然取得了一定的 进展也初步实现了工业化。但是香紫苏酯的氧化降解比较复杂，各种方法都有一定的不足 之处。例如：用KMnO₄一步氧化得到香紫苏内酯和乙酰羟基酸，乙酰羟基酸又可经皂化，环化 生成香紫苏内酯。虽然上述方法有的比较适合工业化生产，但反应除了消耗大量的乙酸和 高锰酸钾，生成的MnO₂也较难从反应相中除掉，后续处理复杂，并且对环境造成污染，工业 上的低温操作投资也较大；用NaIO₄或Ca(OCI)₂或NaCIO作氧化剂，需用RuCL₃作催化剂， RuCl₃催化的香紫苏醇氧化耗时少，反应收率高，但NaIO₄、RuCl₃价格都昂贵，工业化应用尚 有困难；近年来通过生物发酵方法氧化香紫苏醇也越来越受到人们的重视，但生物转化还 存在发酵产物抑制剂选择困难、反应时间较长、菌株易退化等缺陷，和化学合成相比较，能 真正实现工业化生产的生物合成并不是很多。

过氧化氢是一种理想的清洁氧化剂，其反应的唯一副产物是水，稀过氧化氢溶液 安全、无毒、价廉，反应后处理容易，越来越受到各国化学工作者的关注。以过氧化氢为氧化 剂将香紫苏醇合成香紫苏内酯已经得到了一定的研究，例如申请号为CN200510041721.8的 发明专利，以过氧化氢溶液为氧化剂，用含VIB族过渡金属元素的化合物作为活化过氧化氢 的催化剂，在水－有机溶剂混合物中进行反应，生成香紫苏内酯，按常规方法进行分离、提 纯，得香紫苏内酯。该合成反应中的重要中间体是环氧香紫苏醇，但是利用过氧化氢进行香 紫苏醇的环氧化仍然存在很大的难度，反应时间不少于9小时，产物收率最高72.4%。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种缩短反应时间、降低反应温度、节约生产 成本的固定化环氧化酶催化合成香紫苏内酯的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种固定化环氧化酶催化合成香紫苏内酯的方法，以香紫苏醇为起始原料，其特征在 于：将香紫苏醇、固定化环氧化酶、过氧化氢溶液和二氯乙烷混合，在pH值为2，温度为50℃ 的条件下反应得到环氧化香紫苏醇，然后在过氧化氢作用下继续氧化降解得到羟基酸，再 加入甲苯，加热回流得到香紫苏内酯。

本发明选择以过氧化氢为氧化剂，以固定化环氧化酶为生物催化剂，以香紫苏醇 为起始原料合成香紫苏内酯，其中环氧化酶与过氧化氢共同作用可以使香紫苏醇的环氧化 过程更易发生。

本发明的反应方程式为：

。

本发明的更优技术方案为：

所述过氧化氢溶液的质量浓度为30%。

用质量分数50%的硫酸溶液调节混合溶液的pH值为2，然后将混合溶液转移至带有 温度计的三口烧瓶中,磁力搅拌,加热至50℃，直至反应结束；分离有机相和水相，用二氯乙 烷萃取2次,并与有机相合并。

所述过氧化氢的摩尔用量为大于香紫苏醇摩尔用量的3倍，即过氧化氢溶液的用 量为过量。

加入甲苯后，加热回流3h，脱水，回收甲苯，所剩产物经减压蒸馏得到香紫苏内酯

本发明具有生产工艺条件温和，步骤简单，环境友好，经济效益高等优点，大大缩短了 反应时间，降低了反应温度，节约了生产成本。

（四）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于 说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：