6-羟基-8-氯辛酸乙酯的非水相酶促拆分

【摘要】：α-硫辛酸是广泛存在于动植物体内的强抗氧化剂,已经在医药、生物食品、营养品、化妆品等领域广泛应用。由于(S)-α-硫辛酸几乎不具有抗氧化活力,因此获得光学纯的(R)-α-硫辛酸受到广泛关注。目前生物合成方法主要有酯酶催化水解拆分和不对称生物还原等途径。本课题通过非水介质系统中的酶促乙酰化反应动力学拆分混旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯获取(R)-对映体,以期与其主要工业合成途径(己二酸途径)相耦合,从而最终合成具有高抗氧化活性的右旋体(R)-α-硫辛酸。本课题针对目标底物6-羟基-8-氯辛酸乙酯筛选了对其具有较高活性和选择性的商品脂肪酶Novozym 435,测定了其动力学参数和反应活化能,并分别从酰化剂、温度、反应介质、水活度、底物耐受性和催化剂上载量等方面系统地优化了该酶促乙酰化反应的各项参数。在优化条件下,反应6h后底物转化率达到47%,产物对映体过量值(ee)为90%,时空产率为471 g·L-1·d-1。但是发现反应中Novozym 435失活明显,无法实现重复批次式操作。研究Novozym 435失活的因素发现：温度、酰化剂和底物对固定化酶Novozym 435的稳定性影响较大。在重新优化了部分反应条件后,Novozym 435的稳定性得到了显著提高,在10批次重复操作反应中保持了较好的催化活力和选择性,控制每一批次的转化率在40%,产物对映体过量值维持在92-96%。在优化条件下,对该反应产物进行了克级制备：反应3.5 h后,转化率达到42%,eep为94%,时空产率为38g·L-1·d-1；通过柱层析分离,共获得(R)-6-乙酰氧基-8-氯辛酸乙酯4.89 g,产率为35%(以消旋底物为基准)。