本发明专利技术公开了一种脂肪酶催化在线合成甘露糖-6-棕榈酸酯的方法，所述方法为：以摩尔比为1∶3～8的甘露糖与棕榈酸乙烯酯为原料，以0.5～1.0g脂肪酶Lipozyme?TLIM为催化剂，以叔戊醇和DMSO的混合溶剂为反应溶剂，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，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；使原料和反应溶剂连续通入反应通道中进行酰化反应，控制酰化反应温度为40～55℃，酰化反应时间为15～35min，在线收集反应液，反应液经常规后处理得到甘露糖-6-棕榈酸酯。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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种脂肪酶催化在线可控选择性合成甘露糖-6-棕榈酸酯的方法。
技术介绍
糖酯是一种优良的非离子表面活性剂，采用自然界广泛存在的天然可再生资源糖为原料，具有广阔的发展前景。当今表面活性剂工业正向绿色化学的方向发展，逐渐要求产品无毒害化、反应原料可再生化、反应过程绿色化。糖酯作为一种优良的天然表面活性剂，符合绿色化学的产品无毒害化和反应原料可再生化两大要求，但其反应过程仍需要进一步绿色化。目前国内外商业化生产的糖酯全部是由化学法合成的，化学法存在许多不足，主要包括:反应过程中条件激烈，容易发生糖的碳化和内酯化等副反应，而且由于化学合成法对酯键位置的选择性差，酯键数量难于控制，生成产物为多种酯的异构体和副产品的混合物，产品难以分离纯化，产品色泽较深。酶法生产具有反应条件温和及良好的区域和位置选择性，以及明显的立体专一性，产品纯度高、色泽浅，产品容易分离纯化等优点。酶法生产不仅符合绿色反应过程的要求，并且解决了化学法生产的诸多缺点，已越来越受到人们的重视。目前国内外研究较多并实现工业化生产的仍是以蔗糖酯为主的二糖酯，而对甘露糖酯、葡萄糖酯、果糖酯等单糖酯的研究相对较少。采用甘露糖生产糖酯与蔗糖相比有许多优点，如甘露糖含有较少的羟基、酶法生产甘露糖酯反应过程更简单、副产物更少、单酯转化率更高、产品的分离纯化更简单等， 此外，对甘露糖酯的研究将有利于解决我国国内糖酯产品单一的问题，有利于实现糖酯HLB值的系列化。因此开发高效的甘露糖酯的合成方法具有十分重要的实际意义。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，而且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，国内外学者对有机介质中甘露糖酯的酶催化合成进行了研究，但是该方法往往需要较长的反应时间(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选择性合成甘露糖棕榈酸酯的方法，旨在寻找一种高效环保的甘露糖棕榈酸单酯的在线可控选择性合成方法。
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选择性合成甘露糖-6-棕榈酸酯的新工艺，具有反应时间短、选择性高及产率高的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:，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 2.4_，反应通道长为0.5 1.0m ;所述方法包括:以摩尔比为1: 3 8的甘露糖与棕榈酸乙烯酯为原料，以0.5 1.0g脂肪酶Lipozyme TUM为催化剂，以叔戊醇和二甲亚砜(DMSO)的混合溶剂为反应溶剂，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，控制酰化反应温度为40 55°C，酰化反应时间为15 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甘露糖-6-棕榈酸酯。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，可先用叔戊醇和DMSO的混合溶剂(叔戊醇:DMS0 = 4: I)溶解甘露糖，其用量只要保证甘露糖能充分溶解即可，并装于注射器中备用；仅用无毒的叔戊醇溶解棕榈酸乙烯酯，装于另一注射器中备用；然后在注射泵(例如PHD2000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。因此，本专利技术中，反应溶剂中叔戊醇和DMSO体积比大于4: 1，相比于常规的摇床反应，可以将有毒的DMSO的使用量降至最低。本专利技术中，所述的脂肪酶Lipozyme TLIM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Thermomyces Ianuginosus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,所述甘露糖与棕榈酸乙烯酯的摩尔比优选为1: 5 6,最优选为1: 5。进一步，所述酰化反应温度优选为50 55°C，最优选为52 °C。进一步，所述 酰化反应时间优选为30 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甘露糖-6-棕榈酸酯。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，洗脱试剂为氯仿:甲醇=10: 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，可以得到乳白色的单酯晶体，即为甘露糖-6-棕榈酸酯。本专利技术中，虽然甘露糖中有5个性能相近的羟基，但在微流控微通道反应器中脂肪酶催化选择性合成甘露糖-6-棕榈酸酯具有较高的转化率和选择性，二酯的转化率很低，几乎没有，通过柱层析分离得到的单酯的含量可达99%-100%。产物的结构经1H NMR确证。这表明微流控微通道反应器中甘露糖-6-棕榈酸酯的酶促选择性合成具有很好的反应转化率及选择性，能实现高的单酯化率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为:本专利技术微流控通道反应器中选择性合成甘露糖-6-棕榈酸酯，该法不仅大大地缩短了反应时间，而且具有高的转化率和反应选择性；同时降低了 DMSO的使用量，具有环保优势。附图说明图1为实施例采用的微流控通道反应器的结构示意图。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I和2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脂肪酶催化在线合成甘露糖?6?棕榈酸酯的方法，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：以摩尔比为1∶3～8的甘露糖与棕榈酸乙烯酯为原料，以0.5～1.0g脂肪酶Lipozyme?TLIM为催化剂，以叔戊醇和二甲亚砜的混合溶剂为反应溶剂，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，控制酰化反应温度为40～55℃，酰化反应时间为15～35min，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甘露糖?6?棕榈酸酯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗锡平，杜理华，何锋，罗宏，张航诚，顾生妹，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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