一种以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法技术

一种以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法，包括：在乙腈、二氯甲烷、1,2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法


[0001]本专利技术涉及烟酰胺单核苷酸的制备
，特别涉及一种通过化学合成以及生物酶催化相结合的手段以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法。

技术介绍

[0002]烟酰胺单核苷酸(Nicotinamide mononucleotide，简称NMN)是生物细胞内固有的一种生化物质，它在被烟酰胺核苷酸腺苷转移酶腺苷化后即转化成生物细胞所赖以生存的重要物质烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(简称NAD，又称辅酶I，存在每一个细胞中参与上千项反应)。NMN是NAD的直接前体，是补充NAD目前最理想的方式，其在生物细胞内的水平直接影响到NAD的浓度，在生物细胞能量生成中扮演着重要角色，并且对人体无危害。
[0003]截至目前，人们已经发现烟酰胺单核苷酸具有诸如调节免疫能力、调控胰岛素分泌、影响mRNA的表达等诸多药理活性，目前已开发用于医疗保健如延缓衰老、改善帕金森等老年病症状、，其他用途亦在研究中。随着人们对烟酰胺单核苷酸药用及保健效果认知的增加，以及作为一种反应底物在化工方面的广泛应用，市场上对烟酰胺单核苷酸的需求量与日俱增。
[0004]烟酰胺(Nicotinamide)又称尼克酰胺，是烟酸的酰胺化合物，属于NMN的前体物质。以烟酰胺为原料是目前已知的比较常用的制备烟酰胺单核苷酸的方法，该方法一般采用如下图所示的化学合成路线，即，先将烟酰胺转化成中间产物烟酰胺核糖(Nicotinamide riboside，简称NR)，然后再将烟酰胺核糖转化成终产物烟酰胺单核苷酸。由于该方法在将烟酰胺核糖转化成烟酰胺单核苷酸的反应过程中需要严格控制反应体系中水的含量，所以必须将前一步骤合成得到的中间产物烟酰胺核糖进行精制除水后才能投料参与到下一步的反应，这就导致该方法存在工艺复杂、生产成本较高的缺点。
[0005][0006]除了化学合成方法之外，目前还存在一种以烟酰胺核糖为原料采用生物酶催化的手段制备烟酰胺单核苷酸的方法，该方法的整个反应体系是水相的，因此不要求控制水分。但是为了确保催化过程中所使用的生物酶保持稳定且能循环使用，往往还是需要使用烟酰胺核糖的精制品作为原料，这也就导致了该方法的生产成本较高。

技术实现思路

[0007]鉴于上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于解决必须使用精制后的烟酰胺核糖才能完成转化成烟酰胺单核苷酸的反应的技术问题，同时将更绿色环保的生物酶催化手段与化学合成相结合，开发一种工艺简单、成本低廉的以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法。
[0008]为实现上述目的，专利技术人进行了长期大量的实验摸索，最终开发了一种以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法，该方法包括如下步骤：
[0009]1)在乙腈、二氯甲烷、1,2
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二氯乙烷或者液态二氧化硫溶剂中，用三氟甲磺酸三甲基硅酯或四氯化锡催化烟酰胺和四乙酰核糖于20～40℃的温度下进行反应，得第一反应液；
[0010]2)向所述第一反应液中加入碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠，调节pH值为3～5，得第二反应液；
[0011]3)向所述第二反应液中加入甲醇钠溶液，于
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15～5℃的温度下进行反应，得第三反应液；
[0012]4)向所述第三反应液中加入盐酸，调节pH值为3～5，得第四反应液；
[0013]5)用膜浓缩设备对所述第四反应液依次进行微滤和纳滤处理，得烟酰胺核糖溶液；
[0014]6)在Mg离子、ATP和缓冲液存在的环境中，于35～39℃的温度下，用烟酰胺核糖激酶催化步骤5)得到的烟酰胺核糖溶液进行反应，控制反应过程的pH值为7.5～8.0，反应结束后即得烟酰胺单核苷酸。
[0015]综合考虑能耗及反应速度，优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法中，步骤1)的反应在25～35℃的温度下进行。
[0016]本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤1)中，溶剂优选为乙腈，因其在反应中溶解性好，有助形成均相体系，利于反应快速进行，且副产物α
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异构体极少(<0.1％)。
[0017]本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤1)中，催化剂优选为三氟甲磺酸三甲基硅酯，因其在反应中反应立体性选择高，易处理，无金属残渣。
[0018]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤1)中，三氟甲磺酸三甲基硅酯或四氯化锡、烟酰胺与四乙酰核糖的摩尔比为1.2～5:1.2～2:1。
[0019]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法中，在步骤3)之前，先将第二反应液进行浓缩处理以除去溶剂。
[0020]综合考虑能耗及产品的稳定性，优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法中，步骤3)的反应在
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10～
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5℃的温度下进行。
[0021]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤3)中，甲醇钠与四乙酰核糖的摩尔比为1～5:1。
[0022]综合考虑能耗及产品的稳定性，优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法中，步骤4)的过程保持反应液的温度为
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10～
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5℃。
[0023]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤5)
中，微滤过程采用的微滤膜孔径为0.2
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1μm，以去除掉反应液中的微生物和大颗粒分子；纳滤过程采用截留分子量为150～250的中空纤维膜，以去除掉反应液中的烟酰胺、残留溶剂和大部分的无机盐杂质。
[0024]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤6)中，整个酶催化反应体系中各物质的加入量为：Mg离子10～50mM，ATP 10～30mM，缓冲液20～100mM，烟酰胺核糖9～27mM，烟酰胺核糖激酶0.2～1g/L。
[0025]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤6)中，Mg离子为MgCl2。
[0026]优选地，本专利技术提供的上述以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法的步骤6)中，缓冲液为K2HPO4缓冲液。
[0027]有益效果：
[0028]与现有技术相比，本专利技术提供的烟酰胺单核苷酸的制备方法以烟酰胺和四乙酰核糖为起始原料，以烟酰胺核糖为反应中间体，整个工艺过程避开了现有技术中需要通过结晶等方法对烟酰胺核糖进行精制后才能参与后续的转化成烟酰胺单核苷酸的反应的技术要求，所以减少了对烟酰胺核糖的精制步骤，工艺更精简、操作更简单、成本更低廉、耗时更短。与此同时，将该方法合成得到的未经精制的烟酰胺核糖溶液应用于后续酶催化制备烟酰胺单核苷酸的反应中时却取得了相较于直接采用烟酰胺核糖精制固体时更快的反应速度、更低的酶用量等意料之外的优点，同时也进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)在乙腈、二氯甲烷、1,2
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二氯乙烷或者液态二氧化硫溶剂中，用三氟甲磺酸三甲基硅酯或四氯化锡催化烟酰胺和四乙酰核糖于20～40℃的温度下进行反应，得第一反应液；2)向第一反应液中加入碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠，调节pH值为3～5，得第二反应液；3)向第二反应液中加入甲醇钠溶液，于
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15～5℃的温度下进行反应，得第三反应液；4)向第三反应液中加入盐酸，调节pH值为3～5，得第四反应液；5)用膜浓缩设备对第四反应液依次进行微滤和纳滤处理，得烟酰胺核糖溶液；6)在Mg离子、ATP和缓冲液存在的环境中，于35～39℃的温度下，用烟酰胺核糖激酶催化步骤5)得到的烟酰胺核糖溶液进行反应，控制反应过程的pH值为7.5～8.0，反应结束后即得烟酰胺单核苷酸。2.根据权利要求1所述的以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法，其特征在于：所述步骤1)的反应在25～35℃的温度下进行。3.根据权利要求1所述的以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述三氟甲磺酸三甲基硅酯、所述烟酰胺与所述四乙酰核糖的摩尔比为1.2～5:1.2～2:1。4.根据权利要求1所述的以烟酰胺为原料制备烟酰胺单核苷酸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贵平，徐浩杰，王秦，张章，张琦，
申请(专利权)人：邦泰生物工程深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：