一种脂肪酶催化在线合成5’-O-乙酰尿苷的方法技术

本发明专利技术公开了一种脂肪酶催化在线合成5'‑O‑乙酰尿苷的方法。所述方法包括：以体积比为1:8～16的二甲亚砜和叔戊醇为反应溶剂，以摩尔比为1:5～13的尿苷与乙酸乙烯酯为原料，以0.5～1.0g脂肪酶Lipozyme TLIM为催化剂，将原料和反应溶剂置于注射器中，将脂肪酶Lipozyme TLIM均匀填充在微流控通道反应器的反应通道中，在注射泵的推动下使原料和反应溶剂连续通入反应通道中进行酰化反应，所述微流控通道反应器的反应通道内径为0.8～2.4mm，反应通道长为0.5～1.0m；控制酰化反应温度为15～50℃，酰化反应时间为20～35min，通过产物收集器在线收集反应液，反应液经常规后处理得到5'‑O‑乙酰尿苷。本发明专利技术具有反应时间短、选择性高及产率高的优点。

A lipase catalyzed method for in situ synthesis of 5 '-O- acetyl uridine

The invention discloses a method for lipase catalyzed synthesis of 5'O online acetyl uridine. The method includes: the volume ratio of 1:8 to 16 of the two dimethyl sulfoxide and tert amyl alcohol as reaction solvent, the molar ratio of 1:5 to 13 uridine and vinyl acetate as raw material, with 0.5 ~ 1.0g Lipozyme TLIM lipase as catalyst, raw material and solvent in the injector, the lipase Lipozyme TLIM uniform filling in the reaction channel of a microfluidic channel reactor, the raw material and solvent for the acylation reaction in continuous inlet channel push injection pump, the reaction channel diameter the microfluidic channel reactor for 0.8 ~ 2.4mm, the reaction path length is 0.5 ~ 1.0m; control acylation reaction temperature is 15 to 50 DEG C, the acylation reaction time is 20 ~ 35min, collecting the reaction fluid through the collector products online, the reaction solution of regular postprocessing 5'O acetyl uridine. The present invention has the advantages of short reaction time, high selectivity and high yield.

【技术实现步骤摘要】
一种脂肪酶催化在线合成5’-O-乙酰尿苷的方法(一)
本专利技术涉及一种脂肪酶催化在线可控选择性合成5'-O-乙酰尿苷的方法(二)
技术介绍
核苷类药物在病毒性疾病的治疗中占有重要的地位。目前临床上使用的抗病毒药物中，核苷类药物所占比重达60％以上。大多数核苷类化合物为多羟基化合物，存在极性较高、肠道通透性较低，脂溶性差、毒副作用大以及口服生物利用度较低等缺陷。核苷类化合物通过酯化修饰后，可增强其脂溶性，提高药理活性，提高其口服生物利用度。在通常的化学法酯化过程中，多个羟基都有可能参与酯化，产物为单酯及多酯的混合物，因而需经“基团保护--酯化--脱保护基团”三步才能获得单一位置酯化的产物。而酶对底物有良好的专一性和选择性，可以选择性对核苷的某个羟基进行酯化，反应选择性较高，减少了产物后续分离的困难，因此生物催化技术在核苷类化合物的酯化中扮演着越来越重要的角色。微流控学(Microfluidics)是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学，是近十年来迅速崛起的新交叉学科。当前，微流控学的发展已大大超越了原来的主要为分析化学服务的目的，而正在成为整个化学学科、生命科学、仪器科学乃至信息科学新一轮创新研究的重要技术平台。自1997年Harrison课题组发表了首篇在微流控芯片微反应器中合成化合物的文献后，微流控芯片反应器已成功地用于多种有机合成反应，并展示了广泛的应用前景。随着微流控芯片中微混合、微反应技术的发展，在芯片中进行合成反应已经成为微流控芯片领域的研究热点之一。同常规化学反应器相比，微通道反应器不仅具有使反应物间的扩散距离大大缩短，而且传质速度快；反应物配比、温度、反应时间和流速等反应条件容易控制，副反应较少；需要反应物用量甚微，不但能减少昂贵、有毒、有害反应物的用量，反应过程中产生的环境污染物也极少，是一种环境友好、合成研究新物质的技术。目前，有较多的国内外学者对有机介质中核苷酰化反应的酶催化合成进行了研究，但是该方法多选用酰化酶进行催化，往往需要较长的反应时间(12-24h)，且反应的转化率与选择性不高，因此我们研究了微通道反应器中脂肪酶催化在线合成5'-O-乙酰尿苷的方法，旨在寻找一种高效环保的5'-O-乙酰尿苷的在线可控选择性合成方法。(三)
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种微流控通道反应器中脂肪酶催化在线合成5'-O-乙酰尿苷的新工艺，具有反应时间短、产率高、选择性好的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种脂肪酶催化在线合成5'-O-乙酰尿苷的方法，所述方法采用微流控通道反应器，所述的微流控通道反应器包括注射泵、注射器、反应通道和产物收集器，所述注射器安装于注射泵中，通过一个接口与反应通道入口连接，所述产物收集器通过一个接口与反应通道出口连接，所述反应通道内径为0.8～2.4mm，反应通道长为0.5～1.0m；所述方法包括：以体积比为1:8～16的二甲亚砜(DMSO)和叔戊醇为反应溶剂，以摩尔比为1:5～13的尿苷与乙酸乙烯酯为原料，以0.5～1.0g脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，将原料和反应溶剂置于注射器中，将脂肪酶LipozymeTLIM均匀填充在反应通道中，在注射泵的推动下使原料和反应溶剂连续通入反应通道中进行酰化反应，使反应体系(原料+反应溶剂)中尿苷的浓度为0.03～0.07mmol/mL，控制酰化反应温度为15～50℃，酰化反应时间为20～35min，通过产物收集器在线收集反应液，反应液经常规后处理得到5'-O-乙酰尿苷。本专利技术采用的微流控通道反应器中，所述注射器数目可以是一个或多个，视具体反应需求而定。比如，当使用两个注射器时，可采用T型或Y型接口使不同的反应物从两个入口引入，汇流进入公共的反应通道，通过微通道的中反应物分子接触与碰撞几率增大，使两股反应液流在公共的反应通道中混合并进行反应。所述的微流控通道反应器还包括恒温箱，所述的反应通道置于恒温箱中，以此可以有效控制反应温度。所述的恒温箱可以根据反应温度要求自行选择，比如水浴恒温箱等。本专利技术对于反应通道的材质不限，推荐使用绿色、环保的材质，例如硅胶管；对于反应通道的形状最好为曲线形，可以保证反应液匀速稳定的通过。本专利技术在实施过程中，先用DMSO溶解尿苷，再继续加叔戊醇至一定体积，装于注射器中备用；然后用叔戊醇溶解乙酸乙烯酯至一定体积，装于另一注射器中备用；最后在注射泵(例如PD1200注射泵)推动下使原料和反应溶剂通入反应通道中进行反应。本专利技术中，所述的脂肪酶LipozymeTLIM使用诺维信(Novozymes)公司生产的商品，其是一种由微生物制备的、1,3位置专用、食品级脂肪酶(EC3.1.1.3)在颗粒硅胶上的制剂。它是从Thermomyceslanuginosus得到的、用一种基因改性米曲霉(Aspergillusoryzae)微生物经过深层发酵生产的。进一步，所述反应溶剂中二甲亚砜和叔戊醇的体积比优选为1:12～1:16，优选为1:14。进一步，所述尿苷与乙酸乙烯酯的摩尔比优选为1:7～13，更优选1:9～11，最优选为1:9。进一步，反应体系中尿苷的浓度优选为0.04～0.06mmol/mL，最优选为0.05mmol/mL。进一步，所述酰化反应温度优选为20～40℃，最优选为30℃。进一步，所述酰化反应时间优选为25～35min，最优选为30min。本专利技术的反应产物可以在线收集，所得反应液可以通过常规后处理方法即可获得5'-O-乙酰尿苷。所述常规后处理方法可以是：所得反应液减压蒸馏除去溶剂，用200-300目硅胶湿法装柱，洗脱试剂为乙酸乙酯:甲醇＝20:1，样品用少量洗脱试剂溶解后湿法上柱，收集洗脱液，同时TLC跟踪洗脱进程，将得到的含有单一产物的洗脱液合并蒸干，可以得到白色固体，即为5'-O-乙酰尿苷。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术在微流控通道反应器中利用脂肪酶催化在线合成5'-O-乙酰尿苷，该法不仅大大地缩短了反应时间，而且具有高的转化率和选择性；同时首次利用经济的脂肪酶LipozymeTLIM催化核苷酯化反应，降低了反应成本，具有经济高效的优势。(四)附图说明图1为本专利技术实施例采用的微流控通道反应器的结构示意图。(五)具体实施方式下面以具体实施例对本专利技术的保护范围作进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此：本专利技术实施例使用的微流控通道反应器的结构参考图1，包括一个注射泵(未显示)、两个注射器1和2、反应通道3、水浴恒温箱(5，仅显示其平面示意图)和产物收集器4；两个注射器1和2安装于注射泵中，通过一个Y型接口与反应通道3入口连接，所述反应通道3置于水浴恒温箱5中，通过水浴恒温箱5控制反应温度，所述的反应通道3的内径2.0mm，管长1m，所述反应通道3出口通过一接口与产物收集器4连接。实施例1：5'-O-乙酰尿苷的合成装置参考图1：将尿苷(1.0mmol)溶解在1.33mLDMSO和8.67mL叔戊醇的中，乙酸乙烯酯(9.0mmol)溶解在10mL叔戊醇中，然后分别装于10mL注射器中备用。0.87g脂肪酶LipozymeTLIM均匀填充在反应通道中，在PD1200注射泵推动下，两路反应液分别以10.4μL·min-1的流速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脂肪酶催化在线合成5'‑O‑乙酰尿苷的方法，其特征在于所述方法采用微流控通道反应器，所述的微流控通道反应器包括注射泵、注射器、反应通道和产物收集器，所述注射器安装于注射泵中，通过一个接口与反应通道入口连接，所述产物收集器通过一个接口与反应通道出口连接，所述反应通道内径为0.8～2.4mm，反应通道长为0.5～1.0m；所述方法包括：以体积比为1:8～16的二甲亚砜和叔戊醇为反应溶剂，以摩尔比为1:5～13的尿苷与乙酸乙烯酯为原料，以0.5～1.0g脂肪酶Lipozyme TLIM为催化剂，将原料和反应溶剂置于注射器中，将脂肪酶Lipozyme TLIM均匀填充在反应通道中，在注射泵的推动下使原料和反应溶剂连续通入反应通道中进行酰化反应，使反应体系中尿苷的浓度为0.03～0.07mmol/mL，控制酰化反应温度为15～50℃，酰化反应时间为20～35min，通过产物收集器在线收集反应液，反应液经后处理得5'‑O‑乙酰尿苷。

【技术特征摘要】
1.一种脂肪酶催化在线合成5'-O-乙酰尿苷的方法，其特征在于所述方法采用微流控通道反应器，所述的微流控通道反应器包括注射泵、注射器、反应通道和产物收集器，所述注射器安装于注射泵中，通过一个接口与反应通道入口连接，所述产物收集器通过一个接口与反应通道出口连接，所述反应通道内径为0.8～2.4mm，反应通道长为0.5～1.0m；所述方法包括：以体积比为1:8～16的二甲亚砜和叔戊醇为反应溶剂，以摩尔比为1:5～13的尿苷与乙酸乙烯酯为原料，以0.5～1.0g脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，将原料和反应溶剂置于注射器中，将脂肪酶LipozymeTLIM均匀填充在反应通道中，在注射泵的推动下使原料和反应溶剂连续通入反应通道中进行酰化反应，使反应体系中尿苷的浓度为0.03～0.07mmol/mL，控制酰化反应温度为15～50℃，酰化反应时间为20～35min，通过产物收集器在线收集反应液，反应液经后处理得5'-O-乙酰尿苷。2.如权利要求1所述的脂肪酶催化在线合成5'-O-乙酰尿苷的方法，其特征在于：所述的方法包括下列步骤：先用二甲亚砜溶解尿苷，再加叔戊醇至一定体积，装于注射器中备用；用叔戊醇溶解乙酸乙烯酯至一定体积，装于另一注射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜理华，徐亮亮，成柄灼，罗锡平，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33