[发明专利]咖啡酸丙酯的脂肪酶促合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物催化领域，具体涉及一种咖啡酸丙酯的脂肪酶促合成方法。

背景技术

现有技术：咖啡酸丙酯，英文名称：Caffeic acid propyl ester，化学名称：（E）-丙基-3-（3，4-二羟基）丙烯酸酯，分子式：C₁₁H₁₂O₄，分子量：208.16，化学结构如图1所示。

咖啡酸和它的衍生物广泛分布在许多植物的组织中，包括咖啡、水果、蔬菜和烟草废物(Journal of Chromatography A,2005,1098(1–2):66-74)，为众多药材和中成药抗菌解毒、消炎利胆的有效成分，具有强抗氧化性(Fitoterapia,2002,73,Supplement1(0):S21-S29)和抗癌活性(Bioorganic&Medicinal Chemistry，2008,16(16):7795-7803)，还有降血压、抗菌性、抗病毒、消炎等药理作用。近年来，咖啡酸及其衍生物已经被广泛运用到食品、保健、化妆品和制药行业中。但由于咖啡酸水溶性强，脂溶性差，无法直接应用于油脂含量较高的食品中。一般而言，可通过酯化的方法来提高化合物的脂溶性。在前期研究中，我们发现相对于其他咖啡酸烷基酯，咖啡酸丙酯具有最强的抗氧化活性。

已报道的咖啡酸丙酯制备方法均以有机溶剂为反应介质，以传统的酸为催化剂，采用酯化合成方法，具有反应副产物过多、传统催化剂对设备的腐蚀性较强、产品分离过程过于复杂以及易挥发有机溶剂气体对环境污染较大等缺点（Journal ofMolecular catalysisA:chemical，2005，234:107-110）。因此，急需寻求一种新型、绿色的反应介质及其催化剂来解决以上技术缺陷。

发明内容

解决的技术问题：为解决以上缺陷，本发明旨在建立以离子液体为反应介质，以脂肪酶为催化剂通过直接酯化和酯交换方法来制备咖啡酸丙酯。该方法操作简便，反应条件温和，产物得率高，对环境友好，从而可以克服传统的脂肪酶催化合成效率较低和底物溶解度较低的缺点，易于生产高纯度咖啡酸丙酯，为推动其在医药、食品等工业中的广泛应用具有十分重要的意义。

技术方案：

咖啡酸丙酯的脂肪酶促合成方法，其结构式如下所示，制备步骤为：

以离子液体为反应介质，脂肪酶为催化剂，采用咖啡酸或咖啡酸烷基酯与丙醇反应合成咖啡酸丙酯，所述的咖啡酸或咖啡酸烷基酯与丙醇的摩尔比为1:（5~100），反应温度为40~80℃，反应时间为10~72h，咖啡酸或咖啡酸烷基酯与脂肪酶的质量比为1:（1~25），咖啡酸或咖啡酸烷基酯在离子液体中的质量体积比（g/mL）为（1~30）:1。

优选的，在密封容器中加入离子液体，再加入咖啡酸或咖啡酸烷基酯、丙醇和脂肪酶，加热振荡反应得到咖啡酸丙酯。

所述的咖啡酸烷基酯为咖啡酸甲酯或咖啡酸乙酯。

所述的离子液体为[Bmim][Tf₂N]、[Hmim][HSO₄]、[Bmim][PF₆]、[Hmim][Cl]、[Emim][CF₃OAC]、[Emim][OTf]、[Nmim][HSO₄]、[Omim][BF₄]、[TOMA][Tf₂N]、[Nmim][Cl]、[Emim][Tf₂N]、[Bmim][CF₃SO₃]或[Bmim][Bf₄]。

所述脂肪酶为Novozym435、Lipozyme RM IM或Lipozyme TL RM。

有益效果：

在酶促合成咖啡酸丙酯的体系中选择合适的离子液体作为反应介质来强化合成效率，该方法反应条件温和，对环境友好，克服了传统的以有机溶剂为反应介质催化合成底物溶解度较低的缺点，易于生产高纯度咖啡酸丙酯，纯度可达94.36%，经过重结晶后纯度可达98.5%。此外，整个酶促反应工艺基本上无废弃物产生，无环境污染，具有非常良好的工业化应用前景，可以满足迅速发展的食品业的需要。

附图说明

图1为本发明反应式。

具体实施方式