[发明专利]一种酶催化制备肉桂酸苄酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种肉桂酸苄酯的制备方法，尤其是涉及一种酶催化制备肉桂酸苄酯的方法。

背景技术

肉桂酸苄酯，又称为β-苯基丙烯酸苄酯，天然存在于秘鲁香脂和吐鲁香脂以及安息香、苏合香油中。肉桂酸苄酯是一种紫外线吸收剂，主要用于防晒类和晒黑类化妆品，对紫外线的最大吸收波长为3l0μm，添加量通常小于5％。另外，肉桂酸苄酯也作为定香剂用于配制人造龙涎香、东方型香精，以及用于花香香精、东方型或幻想型香精和食用香精（樱桃、草莓、覆盆子、香膏香型）的调配。

肉桂酸苄酯的生产方法很多，目前常用的生产方法有以下三种：

1. 以秘鲁香脂、吐鲁香脂及安息香为原料，提取存在于其中的肉桂酸苄酯，此技术的主要缺陷是，天然物中肉桂酸苄酯的含量非常有限，提取率低；

2. 以肉桂酸钠和氯化苄为原料，二乙胺、三乙胺、四丁基溴化铵（TBAB）、四丁基氯化铵（TBAC）、苄基三乙基氯化铵（TEBA）、十六烷基三甲基溴化铵（HTAB）或者十六烷基三甲基氯化铵（HTAC）为相转移催化剂，发生取代反应制得肉桂酸苄酯，但是所用催化剂成本高、毒性大、环境污染严重，反应副产物多，产品中容易残留有毒害的化学物质，不适合应用于食品及化妆品行业；

3. 以肉桂酸与苯甲醇为原料，甲苯为带水剂，浓硫酸为催化剂，通过酯化反应而得，但是浓硫酸选择性差，常伴随有酯化、氧化、脱水等副反应发生，反应时间长，产物收率低，同时产品的精制及原料回收均有很大困难，而且浓硫酸还会严重腐蚀设备。

发明内容

本发明的目的就是提供一种酶催化制备肉桂酸苄酯的方法，以解决现有制备方法中存在的副产物多、环境污染大以及不符合食品及化妆品安全标准的问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种酶催化制备肉桂酸苄酯的方法，其包括以下步骤：将有机溶剂反应介质、脂肪酶和苄醇混合，控制脂肪酶与有机溶剂反应介质的质量体积比为6~40mg∶1mL；向上述混合体系中加入肉桂酸，控制其与苄醇的摩尔比为1∶1~9，将反应体系置于气浴恒温振荡器中，于40~50℃下反应10~24h；待反应结束，将反应混合物离心分离，回收上清液，挥干反应介质，所得析出物即为肉桂酸苄酯。

所述脂肪酶为Lipozyme TLIM脂肪酶（来源于Thermomyces lanuginosus）或Novozym 435脂肪酶（来源于Candida antarctica lipase B）。

所述有机溶剂反应介质为异辛烷、甲苯或氯仿中的任意一种。

所述脂肪酶与有机溶剂反应介质的质量体积比为10~40mg∶1mL，优选为30mg∶1mL。

所述肉桂酸与苄醇的摩尔比为1∶3。

所述混合体系通过饱和盐水溶液调控其水活度为0.1~0.9，优选为0.43~0.86，所述饱和盐水溶液为饱和LiCl水溶液、饱和K₂CO₃水溶液、饱和NaCl水溶液或饱和KCl水溶液中的任意一种。

所述气浴恒温振荡器的振动频率为150rpm。

本发明的肉桂酸苄酯的合成反应式为：

与现有技术相比，本发明有以下优点：

1）应用酶催化技术经一步反应制得肉桂酸苄酯，其产率可达到98%以上，比现有技术的产率高10%左右。

2）酶催化反应具有高度的选择性和专一性，因而反应副产物大大减少，产品中残留的有毒化学物质降低，有利于简化后续的产物分离纯化步骤。

3）产品的安全性大大提高，制备过程中不需要使用二乙胺等具有强致癌性物质的催化剂，而使用具有高度安全性的生物催化剂——酶，因此酶催化合成的肉桂酸苄酯符合食品安全，适用于食品、医药及化妆品等行业。

4）酶催化合成肉桂酸苄酯对环境污染小，反应能够在温和的条件（常压，40℃）下进行，相比于现有技术（反应须在100℃左右进行），本发明有效降低了反应能耗。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

实施例1

取苄醇9.36μL，加入到预先装有3 mL异辛烷的具塞试管中，加入90 mg TLIM 酶，混合，调水活度至0.43，加入肉桂酸4.44 mg（酸醇摩尔比1∶3），于40 ℃气浴恒温振荡器中150 rpm恒温振荡反应24小时。离心分离，回收上清液，挥干异辛烷，得到的析出物即为肉桂酸苄酯，纯度为97.33%，肉桂酸苄酯的收率为97.33%（以肉桂酸计）。