本发明专利技术涉及通式（Ⅰ）的化合物的制备方法，其中一种或多种通式（Ⅱ）的醇与通式（Ⅲ）的化合物在选自水解酶类的酶存在下，优选在温度低于１００℃和减压下，不使用大量的溶剂，优选不用溶剂而进行酯化和／或酯交换，式中Ｒ是醇的烃基，式中Ｒ如上所定义，式中Ｒ↑［１］是氢，或是具有１到３个碳原子的直链或支链烷基或链烯基。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于焦谷氨酸酯的制备的酶促方法。
技术介绍
已知焦谷氨酸(2-吡咯烷酮-5-羧酸)具有水分调节功能，因为即使在低的大气湿度下，它仍能提高皮肤角质层中的含水量。其钠盐是一种水溶性、吸湿性物质，并且是天然保湿因子(NMF；参见Gesslein所著Conditioning Agents for Hair and Skin，第95-110页；编辑R.Schueller，P.Romanowski；Marcel Dekker；New York/Basel 1999)的一种成分。它是个人护理应用中最常见的湿润剂之一。焦谷氨酸或其盐，由于它们的亲水性，当局部应用时它们对皮肤和头发仅有有限的穿透能力，很快被水清洗掉，结果阻碍了其长期效能，例如持续的水分输注。由于这一原因，在化妆品制剂中使用焦谷氨酸的烷基酯湿润皮肤，或甚至提高头发的生长速度(EP-B-0 342 054，EP-B-0 342 055，EP-B-0 342 056)。这一性能是由于该类化合物能够穿透皮肤进入角质层，在该处被存在于其中的焦谷氨酸肽酶裂解(EC 3.4.19.3；J.Invest.Dermatol.1983，81，122-127)释放出游离的焦谷氨酸。迄今，由于没有简单且节省成本的制备方法，在化妆品中的广泛使用因此受到了阻碍。目前的现有技术使用传统的酯化催化剂，例如硫酸、亚硫酰氯和氯化氢，以在极其激烈的条件和使用溶剂的情况下获得所需要的产物(例如参见DE-2102172和DE-210217)。近来，采用微波炉的替代合成法已有报道(FR-A-2 833 260)。最近，还报道了通过酶促酯交换进行的焦谷氨酸酯的生物催化合成(Enzyme Microbial Technol.2003，33，79-83；Biotechnol.Lett.2004，26，193-196)。然而，这一方法也不满足允许工业应用所必须的要求。第一，这种方法是基于有机溶剂的使用，首先，绝对不希望有机溶剂用于化妆品制剂，其次，这导致了额外的生产成本。另外，即使要达到所描述的转化率(通常为65到73％)，也必须使用大大过量的醇(通常为5当量)和大量的酶(高达10重量％)。如此获得的反应混合物只有经过大量的处理(work-up)步骤后然后才能用于化妆品应用。例如，首先必须经蒸馏去除有机溶剂和过量的醇。如果是长链脂肪醇，尽管低压，不过高温通常仍是必须的，结果又抵消了酶促方法的一个优势，即在温和条件下反应。最后，这一方法被限制在使用纯的焦谷氨酸乙酯或焦谷氨酸甲酯作为起始化合物，即首先这些酯必须以纯的形式合成，这是复杂的。考虑到焦谷氨酸酯的巨大潜力和现有制备方法的相当多的缺点，因此仍迫切需要开发新的方法，利用其可以从工业级的低分子量焦谷氨酸衍生物起始以几乎定量的收率快速、节省成本地制备这些产品。因此，本专利技术的目的是开发确切地满足这些要求的方法。
技术实现思路
令人惊奇地，现已发现在一种技术简单的方法中，可以使焦谷氨酸及其短链醇的酯与醇酶促地酯化或酯交换(参见路线1)。 路线1因此，本专利技术提供了通式(I)的化合物的制备方法，其中一种或多种通式(II)的醇与通式(III)的化合物在酶，酶优选是选自水解酶类的酶存在下，优选在温度低于100℃和减压下，不使用大量的溶剂，优选不用溶剂而进行酯化和/或酯交换， 式中R是具有≥4个碳原子的醇的烃基，R-OH(II)式中R如上所定义， 式中R1是氢，或是具有1到3个碳原子的直链或支链烷基或链烯基。本专利技术所用的通式(III)的化合物是焦谷氨酸(R1＝H)及其与短链醇的酯，其中R1＝甲基、乙基、乙链烯基或异丙基，或它们的工业级混合物，如焦谷氨酸与乙醇或甲醇不完全酯化的产物。例如，它们可以是其中R1为氢原子的化合物与其中R1为具有1-3个碳原子的直链或支链烷基或链烯基的化合物的混合物，二者的比例是其中R1为氢原子的化合物的量为0-100重量％，优选为0-50重量％，特别是10-40重量％。这些混合物可以通过在超临界条件下，使谷氨酸与相应的短链醇，优选甲醇或乙醇反应而优选获得，如在未公开的专利申请DE 10 2004 008 042.9中所描述。用于制备本专利技术的化合物的醇是具有4-22个碳原子的标准商品，如丁醇、戊醇、己醇、辛醇以及它们的异构体，如异丙醇、异丁醇、2-乙基己醇、异壬醇。此外，通过已知方法制备的醇形成基于天然植物油或动物油的具有6-22个碳原子、优选具有14-18个碳原子的一价脂肪酸，如己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、异硬脂酸、硬脂酸、12-羟基硬脂酸、二羟基硬脂酸、油酸、亚油酸、岩芹酸、反油酸、花生酸、山萮酸、芥酸、顺(式)9-二十碳烯酸、菜子油脂肪酸、豆油脂肪酸、向日葵油脂肪酸、动物脂油脂肪酸、棕榈油脂肪酸、棕榈仁油脂肪酸、椰子油脂肪酸，它们可以单独或混合使用。通式(II)的化合物和通式(III)的化合物的比例可在较宽范围内变化。这一比例有利地应小于2∶1，优选小于1.5∶1，特别优选为约1∶1。本专利技术可以使用的酶为选自水解酶类的酶，如脂肪酶、酯酶或蛋白酶，例如来自皱褶假丝酵母(Candida rugosa)、假单胞杆菌属(Pseudomonas sp.)、棉状嗜热丝孢菌(Thermomyces langosiosus)、猪胰腺、米赫毛霉(Mucor miehei)、产碱杆菌属(Alcaligines sp.)的脂肪酶，来自皱褶假丝酵母的胆固醇酯酶或来自猪肝的酯酶，优选来自南极假丝酵母(Candida antarctica)的脂肪酶B。根据本专利技术，这些酶可以以游离形式或固定在合适的载体上使用。根据本专利技术，使用的酶优选为固定化的来自南极假丝酵母的脂肪酶B，其用量低于5重量％(以所有反应物的起始重量计)，优选低于2重量％。在本专利技术的方法中，将相应的反应物按上述比例在合适的反应器(如带有搅拌器的圆底烧瓶，或在固定床反应器中)中混合，并加热到所用生物催化剂的最适工作温度。根据所用生物催化剂的不同，这一温度为20-100℃，优选为35-70℃。如果使用固定床反应器，将所选用的酶加入固定床中，并且反应温度达到以后，将反应混合物经由固定床泵出。当不使用固定床反应器时，则将酶直接加入反应混合物中，并且当反应完成时，通过适当的装置将其滤出。在本专利技术的方法中，可以不用任何类型的附加溶剂。为达到可能的最完全的转化率，反应在减压下进行，并通过蒸馏去除反应生成的水(当使用焦谷氨酸时)或释放的短链醇(当使用相应的酯时)。所需减低的气压取决于反应温度和需去除的任何醇R1-OH的沸点以及需去除的反应缩合物的沸点。该压力必须保证在反应过程中蒸馏掉需去除的成份，同时使作为反应原料的通式(II)的醇尽可能多地留在反应容器中。采用本专利技术的方法，依工艺参数的不同(起始化合物焦谷氨酸的比例、所用酶的类型和用量)，在8-24小时内实现定量转化(通过1HNMR测定，该方法的检出限为约98％的转化率)。实施例实施例1焦谷氨酸油醇酯(oleyl pyroglutamate)的制备在多颈圆底烧瓶中，将做为起始装料的19.2克(129毫摩尔)焦谷氨酸乙酯和焦谷氨酸(摩尔比为71∶29)的混合物和34.7克(129毫摩尔)油醇加热到60℃。加入2.6克N本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通式（Ⅰ）的化合物的制备方法，其中一种或多种通式（Ⅱ）的醇与通式（Ⅲ）的化合物在酶存在下，优选在温度低于１００℃和减压下，不使用大量的溶剂，优选不用溶剂而进行酯化和／或酯交换，＊＊＊（Ⅰ）式中Ｒ是具有≥４个碳原子的醇 的烃基，Ｒ－ＯＨ（Ⅱ）式中Ｒ如上所定义，＊＊＊（Ⅲ）式中Ｒ↑［１］是氢，或是具有１到３个碳原子的直链或支链烷基或链烯基。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯帕斯卡利，奥利弗图姆，
申请(专利权)人：戈尔德施米特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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