一種酶促在線合成維生素B6酯的方法技術

本發明專利技術提供了一種酶促在線合成維生素B6酯的方法，維生素B6和脂肪酸乙烯酯在微流控通道反應器中利用脂肪酶Lipozyme RM IM催化在線合成維生素B6酯。該法不僅大大地縮短了反應時間，而且具有高的轉化率；同時首次利用經濟的脂肪酶Lipozyme RM IM催化維生素B6與脂肪酸乙烯酯的酯化反應，降低了反應成本，具有經濟高效的優勢。濟高效的優勢。

【技術實現步驟摘要】
一種酶促在線合成維生素B6酯的方法


[0001]本專利技術涉及一種在線合成維生素B6酯的方法。

技術介紹

[0002]維生素B6是天然的吡啶衍生物，包括吡哆醇(PN)、吡哆醛(PL)、吡哆胺(PM)及其磷酸化衍生物，在生物體內發揮著重要的作用。維生素B6的內源性代謝產物磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是重要的輔酶，參與氨基酸、碳水化合物、脂肪酸、脂質的代謝及核酸、血紅蛋白、血清素、多巴胺、去甲腎上腺素、γ
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氨基丁酸(GABA)神經遞質的合成，具有調節血壓和神經保護等生理功能。由于維生素B6在細胞中的特殊作用，以維生素B6結構為基礎的藥物分子設計，為新藥開發提供了新的思路。
[0003]然而，維生素B6存在穩定性差和脂溶性不佳等問題，影響了其生產、儲存和吸收。維生素B6的低脂溶性不利于皮膚和細胞的吸收，限制了其在藥物開發中的應用。為了克服維生素B6理化性質上的缺陷，拓展其應用范圍，使其更好地被存儲和人體吸收利用，近年來，維生素B6的酯化修飾以及新型的維生素B6衍生物的設計合成成為藥物化學工作者研究的熱點。
[0004]酯化反應通常在強酸或強堿條件下進行，然而苛刻的反應條件使副反應增多，不利于維生素B6的合成。酶催化反應由于其高效、綠色及專一性強成為綠色化學研究的一個重點。酶促反應因反應條件溫和，選擇性高及產物穩定性好而在工業生物合成、醫療保健和食品工業等領域得到了廣泛的應用。但是酶促反應存在著溶劑對底物溶解以及溶劑極性對酶活抑制等的制約，反應時間往往很長(24h～96h)，對特定底物轉化率不是很高，因而在傳統酶促反應基礎上發展一種基于微流控技術的酶促維生素B6酯的合成新技術成為我們的研究目標。
[0005]同常規化學反應器相比，微流控反應器具有混合效率高、傳質傳熱快、參數控制精確、反應選擇性高以及安全性好等特點而被廣泛應用于有機合成反應。在連續流動微反應器中，許多反應可以實現微量反應的條件快速篩選，即使在苛刻的實驗條件下也可以進行安全反應，大幅度節約了反應原料、提高了篩選效率，使之更加貼合綠色化學的概念。
[0006]到目前為止，酶催化合成維生素B6酯的研究還相對較少。皺褶假絲酵母脂肪酶CAL
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B(Lipase B from Candida antarctica)能有效的催化反應的進行，但該方法需要較長的反應時間(72h)。為了開發一種高效綠色的維生素B6酯合成新技術。我們研究了連續流微反應器中脂肪酶催化在線合成維生素B6酯的方法，旨在尋找一種高效環保的維生素B6酯的合成的新技術。

技術實現思路

[0007]本專利技術旨在提供一種微流控通道反應器中在線合成維生素B6酯的新工藝方法，該方法具有反應時間短、產率高的優點。
[0008]為實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：
[0009]一種在線合成維生素B6酯的方法，所述方法包括：
[0010]所述方法采用微流控通道反應器，所述的微流控通道反應器包括依次連接的注射器、反應通道和產物收集器，所述注射器安裝于注射泵中，所述的注射器通過第一連接管道與反應通道入口連接，所述產物收集器通過第二連接管道與反應通道出口連接，所述反應通道內徑為1.6
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2.2mm(優選2.0mm)，反應通道長為0.8
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1.2m(優選1.0m)；
[0011]所述方法包括：
[0012]以甲醇為反應溶劑、式(I)所示維生素B6和式(II)所示脂肪酸乙烯酯為原料、脂肪酶Lipozyme RM IM為催化劑構建反應體系；將所述原料和所述反應溶劑置于注射器中，將脂肪酶Lipozyme RM IM均勻填充在微流控通道反應器的反應通道中，在注射泵的同步推動下，使所述原料和所述反應溶劑連續通入反應通道中進行邁克爾加成反應，控制反應溫度為25～50℃(優選30℃)，反應液在反應通道內連續流動的反應時間為10～60min(優選20min)，通過產物收集器在線收集流出反應通道的反應液，所述反應液經后處理，得到式(III)所示維生素B6酯；
[0013][0014]式(II)、(III)中，R為CH3、(CH2)4COOC2H3、C
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H
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或C
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H
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(優選CH3)；
[0015]式(I)所示維生素B6與式(II)所示脂肪酸乙烯酯的物質的量之比為1：0.5～5(特別優選1：4)；在所述反應通道可容納所填充催化劑的最大限度內，催化劑的加入量以反應溶劑的體積計為0.030g/mL～0.060g/mL(優選0.043g/mL)；所述反應體系中，式(I)所示維生素B6的濃度為0.1mmol/mL～0.4mmol/mL(優選0.25mmol/mL)。
[0016]所述脂肪酶Lipozyme RM IM使用諾維信(novozymes)公司生產的商品，其是一種由微生物制備的、1,3位置專用、食品級脂肪酶(EC 3.1.1.3)在顆粒硅膠上的制劑，它是從Rhizomucor miehei得到的、用一種基因改性米曲霉(Aspergillus oryzae)微生物經過深層發酵生產的；所述脂肪酶Lipozyme RM IM可通過物理法直接將顆粒狀的催化劑均勻固定于反應通道內即可；在所述反應通道可容納所填充催化劑的最大限度內，催化劑的加入量以反應介質的體積計為0.043g/mL；
[0017]進一步，本專利技術采用的微流控通道反應器中，所述注射器數目可以是一個或多個，視具體反應需求而定。本專利技術反應原料為兩種，優選使用兩個注射器。具體的，所述的注射器分別是第一注射器與第二注射器，所述的第一連接管道為Y型或T型管道，所述的第一注射器與第二注注射器分別連接在所述的Y型或T型管道的兩個接口并通過所述的Y型或T型管道與所述的反應通道串聯，通過微通道的反應物分子接觸與碰撞幾率增大，使兩股反應液流在公共的反應通道中混合并進行反應。即本專利技術方法所述微流控通道反應器包括第一注射器、第二注射器、反應通道和產物收集器；所述第一注射器、第二注射器經Y型或T型管道連接反應通道入口，所述產物收集器通過管道與反應通道出口連接。
[0018]更進一步，式(I)所示維生素B6與式(II)所示脂肪酸乙烯酯各自用甲醇溶解，得到維生素B6溶液和脂肪酸乙烯酯溶液，再分別經所述第一注射器與第二注射器進入所述反應通道。所述維生素B6溶液中，式(I)所示維生素B6的濃度為0.2mmol/mL～0.8mmol/mL(優選
0.5mmol/mL)，所述脂肪酸乙烯酯溶液中，式(II)所示脂肪酸乙烯酯的濃度為0.5～2.5mmol/mL(優選2mmol/mL)。
[0019]更進一步，本專利技術推薦一種在線合成維生素B6酯的方法，所述方法采用微流控通道反應器，所述的微流控通道反應器包括依次連接的注射器、反應通道和產物收集器，所述注射器安裝于注射泵中，所述的注射器通過第一連接管道與反應通道入口連接，所述產物收集器通過第二連接管道與反應通道出口連接，所述反應通道內徑本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：所述方法采用微流控通道反應器，所述的微流控通道反應器包括依次連接的注射器、反應通道和產物收集器，所述注射器安裝于注射泵中，所述的注射器通過第一連接管道與反應通道入口連接，所述產物收集器通過第二連接管道與反應通道出口連接，所述反應通道內徑為1.6
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2.2mm，反應通道長為0.8
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1.2m；所述方法包括：以甲醇為反應溶劑、式(I)所示維生素B6和式(II)所示脂肪酸乙烯酯為原料、脂肪酶Lipozyme RM IM為催化劑構建反應體系；將所述原料和所述反應溶劑置于注射器中，將脂肪酶Lipozyme RM IM均勻填充在微流控通道反應器的反應通道中，在注射泵的同步推動下，使所述原料和所述反應溶劑連續通入反應通道中進行邁克爾加成反應，控制反應溫度為25～50℃，反應液在反應通道內連續流動的反應時間為10～60min，通過產物收集器在線收集流出反應通道的反應液，所述反應液經后處理，得到式(III)所示維生素B6酯；式(II)、(III)中，R為CH3、(CH2)4COOC2H3、C
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或C
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；式(I)所示維生素B6與式(II)所示脂肪酸乙烯酯的物質的量之比為1：0.5～5；在所述反應通道可容納所填充催化劑的最大限度內，催化劑的加入量以反應溶劑的體積計為0.030g/mL～0.060g/mL；所述反應體系中，式(I)所示維生素B6的濃度為0.1mmol/mL～0.4mmol/mL。2.如權利要求1所述的在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：R為CH3。3.如權利要求1所述的在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：式(I)所示維生素B6與式(II)所示脂肪酸乙烯酯的物質的量之比為1：4。4.如權利要求1所述的在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：催化劑的加入量以反應溶劑的體積計為0.043g/mL。5.如權利要求1所述的在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：所述反應體系中，式(I)所示維生素B6的濃度為0.25mmol/mL。6.如權利要求1所述的在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：所述注射器的數目為兩個。7.如權利要求6所述的在線合成維生素B6酯的方法，其特征在于：所述的注射器分別是第一注射器與第二注射器，所述的第一連接管道為Y型或T型管道，所述的第一注射器與第二注注射器分別連接在所述的Y型或T型管道的兩個接口并通過所述的Y型或T型管道與所述的反應...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜理華，張澳瑩，張嘉城，章晨陽，譚昆林，羅錫平，謝菡佳，林航，薛苗，鄭靈演，潘悅，
申請(專利權)人：浙江農林大學，
類型：發明
國別省市：