[发明专利]一种在微反应器中酶催化高效制备单月桂酸甘油酯的方法

说明书

本发明公开了一种在微反应器中酶催化高效制备单月桂酸甘油酯的方法，将月桂酸溶于溶剂中得到溶液A，将甘油溶于溶剂中得到溶液B，溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的混合器中混合，然后进入装有固定化酶装置的微反应器中，通过加热反应得到单月桂酸甘油酯。本发明直接采用月桂酸和甘油为原料，于传统工艺相比，有着原料成本低廉和省去了高温高压等繁琐步骤等优势；采用固定化脂肪酶作为生产催化剂，固定化脂肪酶有着生物专一性强、转化率高、可重复利用和节约生产成本等优势；本发明结合微流畅技术，大大缩短了反应时间，且制备得到较高纯度的月桂酸单甘油酯，为之后的进一步纯化提供了可能。

技术领域

本发明涉及在柱式微反应器中通过固定化酶合成高选择性的单月桂酸甘油酯的制备方法，属于化学合成领域。

背景技术

单月桂酸甘油酯(GML)，又称单月桂酸甘油酯或1-月桂酸甘油酯，是化妆品中最常用的表面活性剂、除臭剂、乳化剂或防腐剂，也作为食品添加剂使用。单月桂酸甘油酯具有抗菌、抗病毒等体外抗菌作用，且已被应用于护肤品中。研究人员目前正在研究它在临床环境中的作用。此外，单月桂酸甘油酯也可作为一种膳食补充剂，并在美国被食品和药物管理局(Food and Drug Administration)列为一般公认的安全(GRAS)。

单月桂酸甘油酯的制备方法包括水解或醇解、酯化和甘油水解。化学催化有着低产量(44-79％)，反应温度高(≥120℃)，反应时间长(≥6h)，产品纯度低等缺点。一般认为，脂肪酶催化酯化反应是制备食品或医药级单甘酯的适宜途径。然而，一些酶法的合成主要是通过甘油水解或甘油与脂肪酸之间的酯化反应生成二酰基甘油，而酶法合成单甘油酯的报道多为低收率(≤40％)。只有一篇关于生物催化合成单酰基甘油的报道给出了优异的收率(100％)和选择性(100％)。然而，昂贵的离子液体是取得优异效果的关键因素，因为水混溶离子液体的两亲性结构能够为甘油、油脂创造一个相容的体系。因此，高纯度甘油单醇的制备还需要进一步的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，通过酶催化反应，选择合适的溶剂，并结合微反应制备工艺，提供一种具有高选择性、工艺简单的月桂酸单甘油酯的合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种在微反应器中酶催化高效制备单月桂酸甘油酯的方法，包括如下步骤：

(1)将月桂酸溶于溶剂中得到溶液A，将甘油溶于溶剂中得到溶液B；

(2)将步骤(1)溶液A和溶液B同时泵入微反应装置的混合器中混合，然后进入装有固定化酶装置的微反应器中，通过加热反应得到单月桂酸甘油酯。

具体地，步骤(1)中，所述溶剂为正己烷、叔丁醇和叔戊醇中的一种或两种以上的混合溶剂。

优选地，步骤(1)中，月桂酸和甘油的反应摩尔比为1:1～9，优选1:5。

具体地，步骤(2)中，所述固定化酶为Novozym 435、Lipozyme TL IM或LipozymeRM IM，固定化酶的添加量为甘油和月桂酸总质量的1-9％。固定化酯酶在本反应中做催化剂使用，首先和酸结合，生成酶-酸中间体，同时放出一分子水，随后酶-酸中间体再与醇结合，生成酯，同时释放出酶，酶在反应前后不发生变化。

具体地，步骤(2)中，所述微反应器为柱式微反应器，反应管内径为0.3-1.2mm。

优选地，步骤(2)中，溶液A和溶液B在微反应器中的反应停留时间为15-25min，反应温度为46-62℃。

有益效果：