一种脂肪酶催化在线合成N‑(5‑葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法技术

本发明专利技术公开了一种脂肪酶催化在线合成N‑(5‑葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法：以物质的量之比为1:1～10的N‑(5‑乙烯酯戊酰基)美西律与葡萄糖为原料，二甲亚砜和叔戊醇为反应溶剂，以脂肪酶Lipozyme TL IM为催化剂，将原料和反应溶剂置于注射器中，将脂肪酶Lipozyme TL IM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器中进行酯化反应，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；控制酯化反应温度为20～60℃，酯化反应时间为20～40min，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N‑(5‑葡萄糖酯戊酰基)美西律。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 synthesis of N online (5 glucose ester valeryl mexiletine) method

The invention discloses a lipase catalyzed synthesis of N online (5 valeryl glucose ester) method of mexiletine: at the molar ratio of 1:1 to 10 N (5 vinyl ester valeryl mexiletine) and glucose as raw material, two dimethyl sulfoxide and tert amyl alcohol as solvent the lipase Lipozyme, TL IM as catalyst, raw material and solvent in the injector, the Lipozyme TL IM lipase uniform filling in the reaction channel microfluidic reactor, the raw material and solvent in the promotion of injection pump under continuous inlet channel in the esterification reaction. The diameter of the reaction channel microfluidic channel reactor for 0.8 ~ 2.4mm, the reaction channel length of 0.5 ~ 1.0m; control the reaction temperature is 20 to 60 DEG C, reaction time is 20 ~ 40min, collecting the reaction fluid through the reaction liquid collector products online, often Gauge N postprocessing (5 glucose ester valeryl mexiletine). The 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N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法(一)
本专利技术涉及一种脂肪酶催化在线可控选择性合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法。(二)
技术介绍
目前临床上普遍应用的药物以小分子药物为主流，但是小分子药物代谢快，半衰期短和明显的峰谷效应导致频繁给药，将小分子药物通过化学生物学的方法制备新型的药物衍生物或者含糖的药物衍生物，以及药物的高分子前药是一种有效的提高药物缓释性和靶向性的方法。现阶段，大多数药物面临着脂溶性太高或者水溶性较差的问题，而这些问题的存在导致药物的胃肠吸收不好，以及口服生物利用度较差。为此，研究人员通过水溶性改性的方式或者是形成水包油微乳体系等增加药物的水溶性和其口服生物利用度。而糖接枝物，如糖酯类化合物是一种很好的生物相容性化合物，具有很好的水溶性，并且很多药物在治疗的过程中就依赖于糖在生物体所起的作用。因此将疏水性药物与糖结合形成含糖的药物衍生物有可能兼有上述的性质，这就为药物尤其是两亲药物的发展提供了更加广阔的前景。美西律属Ib类抗心律失常药，具有抗心律失常、抗惊厥及局部麻醉等药理作用。但在临床过程中表现出半衰期短，需要连续给药，且生物利用度低等局限性。通过酶促法对美西律与其它的一些具有生理活性或者是药理活性的物质(如糖和氨基酸等化合物)进行酯化反应，获得含糖美西律复合型前药，对于提高药物的药理活性与功能具有十分重要的意义。在通常的化学法合成中，糖类化合物的多个羟基都有可能参与酯化，产物为单酯及多酯的混合物，因而需经官能团的“保护与脱保护”等一系列步骤才能获得单一位置酯化产物。而酶催化酰化反应不仅具有较高的选择性，且反应条件温和，使得其在药物衍生化中起着越来越重要的作用。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，国内外对含糖胺类衍生物的酶促合成研究比较关注，尤其是对于含糖美西律复合药物的合成开发，提高其药理活性，解决其临床使用过程中所表现出来的半衰期短，需要连续给药，生物利用度低等局限性。已经报道的酶促合成方法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，因此我们研究发现了一种基于微流控通道反应器的脂肪酶催化在线合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法，旨在寻找一种高效环保的N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的在线可控选择性合成方法。(三)
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种微流控通道反应器中脂肪酶催化在线合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的新工艺，具有反应时间短、产率高、选择性好的优点。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种脂肪酶催化在线合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法，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依次连接的注射器、带有温度控制装置的反应通道和产物收集器，所述注射器安装于注射泵中，所述的注射器通过第一连接管道与反应通道入口连接，所述产物收集器通过第二连接管道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N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖为原料，以二甲亚砜和叔戊醇的混合溶剂为反应溶剂，以脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，将所述的原料和所述的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所述的原料和所述的反应溶剂连续通入反应通道器中进行酯化反应，控制反应温度为20～60℃，反应时间为20～40min，通过产物收集器在线收集反应液，所述的反应液经后处理得N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律；所述的N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖的物质的量之比为1:1～10；所述的反应溶剂中,二甲亚砜的体积分数为1～20％，余量为叔戊醇；所述的催化剂的加入量以所述的反应溶剂的体积计为0.025～0.05g/mL。进一步，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。本专利技术反应原料为两种，优选使用两个注射器，具体的，所述的注射器分别是第一注射器与第二注射器，所述的第一连接管道为Y型或T型管道，所述的注射器通过所述的Y型或T型管道并联再与所述的反应通道串联，通过微通道的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。再进一步，更为具体的，本专利技术所述的方法包括下列步骤：以物质的量之比为1:1～10的N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖为原料，以脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，以二甲亚砜和叔戊醇的混合溶剂为反应溶剂，将脂肪酶LipozymeTLIM均匀填充在反应通道中，先用二甲亚砜溶解N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律，加入叔戊醇，得到混合液A，装于第一注射器中；用二甲亚砜溶解葡萄糖，加入叔戊醇，得到混合液B，装于第二注射器中；然后在注射泵的同步推动下将混合液A和混合液B通入反应通道中进行反应，控制反应温度为20～60℃，反应时间为20～40min，通过产物收集器在线收集反应液，所述的反应液经后处理制得N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律；所述的催化剂的加入量以所述的反应溶剂的体积计为0.025～0.05g/mL。进一步，所述的温度控制装置为恒温箱，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，优选所述的二甲亚砜与反应溶剂的体积比为0.01～0.1:1，更优选为0.07:1。进一步，优选所述N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律与葡萄糖的物质的量之比为1:1～7，最优选为1:5。进一步，所述酯化反应温度优选为25～55℃，最优选为35℃。进一步，所述酯化反应时间优选为20～35min，最优选为30min。本专利技术的反应产物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脂肪酶催化在线合成N‑(5‑葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法，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依次连接的注射器、带有温度控制装置的反应通道和产物收集器，所述注射器安装于注射泵中，所述的注射器通过第一连接管道与反应通道入口连接，所述产物收集器通过第二连接管道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N‑(5‑乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖为原料，以二甲亚砜和叔戊醇的混合溶剂为反应溶剂，以脂肪酶Lipozyme TL IM为催化剂，将所述的原料和所述的反应溶剂置于注射器中，将脂肪酶Lipozyme TL IM均匀填充在反应通道中，在注射泵的推动下使所述的原料和所述的反应溶剂连续通入反应通道器中进行酯化反应，控制反应温度为20～60℃，反应时间为20～40min，通过产物收集器在线收集反应液，所述的反应液经后处理得N‑(5‑葡萄糖酯戊酰基)美西律；所述的N‑(5‑乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖的物质的量之比为1:1～10；所述的反应溶剂中,二甲亚砜的体积分数为1～20％，余量为叔戊醇；所述的催化剂的加入量以所述的反应溶剂的体积计为0.025～0.05g/mL。...

【技术特征摘要】
1.一种脂肪酶催化在线合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法，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依次连接的注射器、带有温度控制装置的反应通道和产物收集器，所述注射器安装于注射泵中，所述的注射器通过第一连接管道与反应通道入口连接，所述产物收集器通过第二连接管道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N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖为原料，以二甲亚砜和叔戊醇的混合溶剂为反应溶剂，以脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，将所述的原料和所述的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所述的原料和所述的反应溶剂连续通入反应通道器中进行酯化反应，控制反应温度为20～60℃，反应时间为20～40min，通过产物收集器在线收集反应液，所述的反应液经后处理得N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律；所述的N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖的物质的量之比为1:1～10；所述的反应溶剂中,二甲亚砜的体积分数为1～20％，余量为叔戊醇；所述的催化剂的加入量以所述的反应溶剂的体积计为0.025～0.05g/mL。2.如权利要求1所述的脂肪酶催化在线合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法，其特征在于：所述的注射器有两个，分别是第一注射器与第二注射器，所述的第一连接管道为Y型或T型管道，所述的注射器通过所述的Y型或T型管道并联再与所述的反应通道串联。3.如权利要求2所述的脂肪酶催化在线合成N-(5-葡萄糖酯戊酰基)美西律的方法，其特征在于：所述的方法包括下列步骤：以物质的量之比为1:1～10的N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律和葡萄糖为原料，以脂肪酶LipozymeTLIM为催化剂，以二甲亚砜和叔戊醇的混合溶剂为反应溶剂，将脂肪酶LipozymeTLIM均匀填充在反应通道中，先用二甲亚砜溶解N-(5-乙烯酯戊酰基)美西律，加入叔戊醇，得到混合液A，装于第一注射器中；用二甲亚砜溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜理华，蒋志鹏，龙瑞杰，沈佳鸿，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