[发明专利]通过选择性酶促酯交换生产蓖麻油酸酯的方法

说明书

本申请是以下申请的分案申请：申请日2010年2月24日，申请号201080010073.9，发明名称“通过选择性酶促酯交换生产蓖麻油酸酯的方法”。

技术领域

一般说来，本发明涉及油酯化学(oleochemistry)领域。更具体地说，本发明涉及从纯的或混合的植物油，特别地蓖麻油，制备蓖麻油酸酯的方法，所述方法至少包括酶促酯交换的一个步骤，该步骤在轻质醇的存在下和通过类型选择性(typoselective)脂肪酶进行，并且产生富集蓖麻油酸酯的级分。

背景技术

脂肪酸酯通常是在催化剂，特别地酸或碱催化剂的存在下通过精制植物油的化学酯交换获得的。产生脂肪酸酯的这种路线使以良好的收率获得所述酯成为可能；然而它具有许多缺点，特别地与需要除去所用的催化剂，难以回收甘油和高能量消耗有关的缺点。这类方法仍然是费力的，因为它包括许多物理化学转化步骤，这导致由此产生的脂肪酸酯的高成本。此外，对于脂肪酸的类型来说，所用的酸或碱催化剂不是选择性的，并且将全部脂肪酸链酯交换，产生酯的混合物。然而，将具有较接近的物理性能的各种脂肪酸酯分离是非常困难的。另外，这类方法没有使从通过酯交换反应获得的脂肪酸酯的混合物选择性提取官能化的、特别地羟基化的脂肪酸酯成为可能。因此令人期望的是获得富集羟基化的脂肪酸酯的级分，其包含例如蓖麻油酸甲酯(或12-羟基-顺-9-十八烯酸甲酯)，因为这样的级分是在生产11-氨基十一烷酸(Rilsan® 11的组成单体，其是由申请人开发的具有优异的物理性能的聚酰胺)中的起点。在生产11-氨基十一烷酸期间，蓖麻油酸甲酯经受气相热裂化。为此，它必须包含最低量的甘油酯，即甘油三、二和单酯，因为这些产品非常难以汽化，并且常常在汽化前分解，这导致裂化选择性降低。同样，蓖麻油酸甲酯必须包含最低量的蓖麻油酸，其同样难以汽化。

根据上述内容，申请人本身设定了发现一种用于含蓖麻油酸的植物油的酯交换的方法的目的，该方法解决了已知酯交换方法的上述缺点并且使获得富集蓖麻油酸酯的级分成为可能。

在脂肪酶的存在下酯化或水解植物油中所含的甘油三酯的方法是众所周知的。这些酶具有若干优点：它们不需要辅助因素，常常是市售可得的并且具有高活性和高选择性，甚至是在非水性体系中。甘油的酯或甘油三酯是它们的天然底物。这些脂肪酶中的一些显示出位置特异性（spécificité de position）(或区域选择性（régioséléctivité）)，这使得它们在中心位置(sn-2)和甘油的两个外部位置(sn-1和sn-3)之间区分。然而，这种特异性可以在存在于蓖麻油中的蓖麻油酸(AR)的情况下仅仅以收率损失为代价被利用，因为后者主要由AR残基构成(85至90wt%)，存在的其它脂肪酸残基特别地是油酸，亚油酸，硬脂酸，棕榈酸和亚麻酸的那些。蓖麻油酸优选地占据外部位置，但也可能在内部位置中被发现。此外，文献没有描述在酯交换反应中对AR特异性的任何脂肪酶。甚至从蓖麻油植物提取的脂肪酶，在水解反应期间其显示出对于AR的优先性，没有显示出与此相关的类型选择性(typoselectivity)。

其它脂肪酶相对于脂肪酸的性质显示出类型选择性(typoselectivity)或特异性。因此已知在酯化或水解反应中，从白地霉(Geotrichum candidum)提取的脂肪酶，类酵母真菌( a yeast-like fungus)，显示出对顺-9单不饱和的脂肪酸的强特异性。文件DE 41 24 248描述了从白地霉提取的胞外脂肪酶用于特别地断开油酸酯(CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH)的用途。文件US 5 633 151描述了相同的脂肪酶用于特别地断开芥酸酯(CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₁₁COOH)的用途。