醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法技术

本发明专利技术涉及一种醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法，属于生物转化技术领域。其步骤包括将含有环糊精的转化液经过滤、有机溶剂萃取后，所得的含有环糊精的萃余相除去残留有机溶剂后重新用于疏水化合物的生物催化，从而实现高价格环糊精介质的循环利用，生物催化的清洁生产和环境友好。节约生产成本，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法
：本专利技术属于生物催化
具体涉及醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法。
技术介绍
：环糊精是由环糊精葡萄糖残基转移酶作用于淀粉、糖原、麦芽寡聚糖等葡萄糖聚合物生成的一系列环状低聚糖的总称。其中研究的较多并且具有重要实际意义的是α-，β-，γ-环糊精。环糊精具有环外亲水，环内疏水的特性，能够提供一个疏水的结合部位，包结诸如无机、有机分子以及气体分子等，改变被包合化合物的化学和物理性质。在天然环糊精的基础之上，对其进行如酯化、醚化，烷基化、羟基化等修饰而得到环糊精衍生物，可以改善环糊精的某些理化性质和包结能力，提高包结物或超分子复合体在水中的溶解度，极大地扩展环糊精的应用领域。生物催化是大规模生产化学品、医药、能源、材料的科学，对经济发展和安全具有战略意义。生物催化中大部分的底物都是疏水的，其低溶解度是限制其催化反应效率的重要因素。含有环糊精的超分子介质系统可以在高浓度投料情况下进行生物催化反应，具有反应周期短、底物转化率高和生产效率高的优点。随着环糊精及其衍生物在生物转化领域的应用，环糊精在生物转化方面的作用已相当明显，应用也逐渐成熟，逐步走向工业生产阶段。但是，环糊精的价格相对较高是目前限制其在生物催化技术中应用的主要原因。在环糊精介质生物催化反应体系中，如何实现环糊精介质的循环利用，是环糊精催化介质在工业生物催化应用中亟待解决的重要技术问题。目前国内外关于疏水化合物生物催化反应中环糊精的循环利用技术还未见报道。
技术实现思路
：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种醋酸可的松（CA）生物催化中环糊精介质的循环利用方法。本专利技术的技术方案为：在以醋酸可的松为底物，环糊精为促溶剂的生物催化反应体系中，当反应结束后，将转化液过滤后得到滤液，滤液经过萃取剂萃取，所得含有环糊精的萃余相除去残留有机溶剂后重新用于疏水化合物的生物催化。所述的环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟乙基-β环糊精、羟丙基-β-环糊精、羟丁基-β-环糊精、磺丁基-β-环糊精、葡萄糖基胺基-β-环糊精、甲基-β-环糊精或羟丙基-γ-环糊精中的一种。所述的转化液过滤方法为板框过滤、离心过滤、膜过滤中的一种或几种。所述的萃取剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、二氯甲烷或三氯甲烷中的一种或几种。所述的萃取剂与滤液的体积比为1-10：1，萃取次数为1-7次。所述的除去残留有机溶剂的方法为减压蒸馏、蒸馏、精馏中的一种或多种。有益效果：（1）本专利技术可以实现高价格环糊精介质的循环利用，实现疏水化合物生物催化清洁生产、环境友好，节约生产成本的要求。（2）本专利技术提供的方法工艺简单、降低环糊精介质的应用成本，节约资源，带来很大的经济效益。（3）以循环5次使用的环糊精作为促溶剂的催化体系中，醋酸可的松的的转化率仍然维持在95%以上，在高度节约成本的基础上仍能维持较高的生产效率。附图说明：图1为羟丙基-β-环糊精（Hp-β-CD）循环利用5次后醋酸可的松转化率变化情况具体实施方式：下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。实施例1：化合物醋酸可的松的C1,2位脱氢反应微生物菌种采用节杆菌(Arthrobactersimplex)TCCC11037，它能实现甾体化合物的C1，2位脱氢转化，将醋酸可的松转化为醋酸泼尼松。斜面培养基(g/L)：葡萄糖10，酵母膏10，琼脂20，pH7.0种子培养基(g/L)：葡萄糖10，玉米浆10，蛋白胨5，磷酸氢二钾2.5，pH7.0发酵培养基(g/L)：葡萄糖10，玉米浆15，蛋白胨5，磷酸氢二钾2.5，pH7.0简单节杆菌静息细胞制备：微生物在32℃，160r/min，30/250mL装量条件下活化培养24h，取活化种子以5%接种量在装量为30/250mL条件下发酵培养24h。将发酵培养获得的细胞5000r/min离心后用pH7.2的PBS洗涤三遍，重悬于pH7.2的PBS缓冲液中获得静息细胞。生物转化：取30mL静息细胞菌悬液，加入浓度为30mmol/L的羟丙基-β-环糊精和5g/L的醋酸可的松底物于250mL三角瓶中，34℃、180r/min转化8h，HPLC分析测定底物转化率。环糊精的循环利用工艺：取50mL上述生物转化的转化液，5000r/min离心10min，得到滤液和滤饼，加入两倍滤液量的乙酸乙酯，萃取三次，萃余相40℃真空旋蒸除去残留乙酸乙酯，处理后的含有环糊精的萃余相重新用于醋酸可的松的生物转化。结果表明，环糊精循环利用5次后，CA的最终转化率仍在95%以上。实施例2：除以下内容外，其他同实施例1。生物转化中使用的环糊精为20mmol/L羟乙基-β-环糊精。环糊精的循环利用工艺：将转化液50mL，5000r/min离心10min，得到滤液和滤饼，加入7倍滤液量的三氯甲烷，萃取两次，萃余相35℃真空旋蒸除去残留三氯甲烷，处理后的含有环糊精的萃余相重新用于醋酸可的松的生物转化。结果表明，环糊精循环利用5次后，CA的最终转化率仍在94%以上。实施例3：除以下内容外，其他同实施例1。生物转化中使用的环糊精为50mmol/LL羟丙基-β-环糊精，底物为10g/L醋酸可的松。环糊精的循环利用工艺：将转化液50mL，5000r/min离心10min，得到滤液和滤饼，加入3倍滤液量的二氯甲烷，萃取两次，萃余相30℃真空旋蒸除去残留二氯甲烷，处理后的含有环糊精的萃余相重新用于醋酸可的松的生物转化。结果表明，环糊精循环利用5次后，CA的最终转化率仍在96%以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法，其特征在于：在以醋酸可的松为底物，环糊精为促溶剂的生物催化反应体系中，反应结束后，将转化液过滤得到滤液，滤液经过萃取剂萃取后，将所得含有环糊精的萃余相除去残留有机溶剂后重新用于醋酸可的松的生物催化中。

【技术特征摘要】
1.醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法，其特征在于：在以醋酸可的松为底物，环糊精为促溶剂的生物催化反应体系中，反应结束后，将转化液过滤得到滤液，滤液经过萃取剂萃取后，将所得含有环糊精的萃余相除去残留有机溶剂后重新用于醋酸可的松的生物催化中；所述的萃取剂选自乙酸乙酯、三氯甲烷或二氯甲烷；当萃取剂为乙酸乙酯时，萃取剂与滤液的体积比为2：1；当萃取剂为三氯甲烷时，萃取剂与滤液的体积比为7：1；当萃取剂为二氯甲烷时，萃取剂与滤液的体积比为3：1。2.根据权利要求1所述的醋酸可的松生物催化中环糊精介质的循环利用方法，其特征在于：所述的环糊精为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、羟乙基-β环糊精、羟丙基-β-环糊精...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，申雁冰，梁静婷，赵清，骆健美，郑宇，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：