一种以离子液体作为绿色介质酶催化拆分DL‑薄荷醇的方法，属于生物催化技术领域。本发明专利技术包括（1）在DL‑薄荷醇和酸酐混合液中加入一定量的脂肪酶和离子液体酶催化拆分DL‑薄荷醇；（2）拆分物间隔时间取样在10%碳酸氢钠水溶液和正己烷中，使之萃取完全；反应混合物离心，上层为产品D‑薄荷醇和L‑薄荷醇的酯，下层为离子液体与酶的混合悬浮液；上层清液取样在正己烷中以乙酸苄酯为内标进行气相色谱分析；（3）在离子液体与酶混合悬浮液中继续加入新鲜底物DL‑薄荷醇和酸酐，重复上述步骤，实现酶与离子液体的回收再利用。本发明专利技术用于生物拆分DL‑薄荷醇，获得D‑薄荷醇和L‑薄荷醇的酯，反应转化率与对映体过量率高，离子液体与酶可回收再利用，工艺绿色、高效、环保。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以离子液体作为绿色介质酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，属于生 物催化
技术介绍
L-薄荷醇是天然薄荷油的主要成分，可从天然薄荷油中提取得到。由于具有明显 的清凉效果，L-薄荷醇及其酯类化合物已成为重要的香原料，广泛应用于食品、烟草、医药 和化妆品等领域（McCoyM.CXeffl/ca/ 2010，88: 15-16;Ashley M,DixonM,SisodiyaA,etal.RegulatoryToxicologyandPharmacology,2012, 63: 381-390)。近年来，天然提取的L-薄荷醇的产量已无法满足工业需要，而常规化学法 合成的大多为外消旋薄荷醇（DL-薄荷醇)，用不对称合成法制备L-薄荷醇的工艺又不够 成熟，很难找到合适的催化剂，生产成本高。因此，采用化学法合成DL-薄荷醇，再利用生 物技术(酶或微生物法）对消旋体进行拆分，这种有机合成与生物催化相结合的生产方法， 是获得L-薄荷醇的新途径（ChenH,WuJP,YangLR,etal.Jotfraa/ 2014, 102: 81-87;袁毅，白姝，姜晓妍?化学工业与工程， 2006,23: 480-485)。 离子液体是一种环境友好的绿色溶剂，可替代易挥发性有机溶剂应用于酶催化反 应。离子液体具有极低的蒸汽压、不挥发、良好的热稳定性、黏度和密度大等特点，还可以 通过改变阴、阳离子的组合来调节其极性、溶解性等性质（AndersonJL,ArmstrongDW, WeiGT.Ionicliquidsinanalyticalchemistry.AnalyticalChemistry, 2006, 78 (9) : 2892-2902)。目前，应用最广的憎水型离子液体是1-烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸 盐。然而，此类离子液体仅能改变咪唑环1-位N上的烷基链长，受液程范围小的限制烷基链 的碳原子数通常小于8,离子液体的可设计性差。为了克服以上不足，我们采用新型C2-对 称烃基咪唑离子液体(式1)。由于在咪唑环的1，3-位上同时引入两个相同的烃基，利用阳 离子与阴离子的更大不对称性扩大了离子液体的液程，并增加了对极性较小的有机化合物 的溶解能力。以新型C2-对称烃基咪唑离子液体为溶剂酶催化拆分DL-薄荷醇，获得了良 好的转化率和对映体选择率，明显高于现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有生物催化拆分DL-薄荷醇技术中转化率较低、对映 体选择率较低的不足，提供一种新的以C2-对称烃基咪唑离子液体作为绿色介质生物拆分DL-薄荷醇的方法。本专利技术人经过广泛的研宄和反复的试验发现，以新型C2_对称烃基咪唑 憎水型离子液体为溶剂，合适的脂肪酶为催化剂，可实现DL-薄荷醇的高效拆分。该方法显 著提高了酶在离子液体中的活性与稳定性，反应转化率与对映体过量率高，而且脂肪酶与 离子液体重复使用十次后催化活性没有明显减少，可循环使用，绿色环保。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案：一种以离子液体作为绿色介质酶催 化拆分DL-薄荷醇的方法： 所述的离子液体为C2-对称烃基咪唑型离子液体，其阳离子具有式1的结构，其中，R是 取代基，R为碳原子数在1-20之间的烷烃、烯烃、炔烃基或芳香基， 式1【主权项】1. 一种以离子液体作为绿色介质酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，其特征在于： 所述的离子液体为C2-对称烃基咪唑型离子液体，其阳离子具有式1的结构，其中，R是 取代基，R为碳原子数在1-20之间的烷烃、烯烃、炔烃基或芳香基，式1 而阴离子包括六氟磷酸根离子（PF6O、双三氟甲基磺酰亚胺离子（NTf2O、四氰基硼酸 根离子（B(CNV)、三氟甲基磺酸根离子（CF3SCV)或甲氧基磺酸根离子（CH3OSCV); 所述的C2-对称烃基咪唑型离子液体是选自式1中的任何一种阳离子与选自所述任何 一种阴离子组成的化合物，或其混合物； 所述的酶催化所用酶为脂肪酶，选自褶皱假丝酵母脂肪酶、洋葱假单胞菌脂肪酶、南极 假丝酵母脂肪酶中的任一种，或其混合物； 所述的酸酐，选自乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、安息香酸酐中的任一种； 所述的拆分方法，具体包括以下步骤： (1) 拆分：将〇. 156 g即I. 0 mmol DL-薄荷醇和I. 0 mmol酸酐加入10 mL具塞锥形 瓶中，再加入30 mg~100 mg的脂肪酶和1.0 mL~4. 0 mL离子液体，混合均匀后置于气浴恒 温振荡器中，控制温度为30°C，转速为180 r/min，反应时间6~48 h ; (2) 萃取、检测：间隔时间取样300 yL加入到装有500 yL 10 %碳酸氢钠和500 yL 正己烧的5 mL离心管中，充分混勾，静置10 min，使之萃取完全；反应混合物在3000 r/min 离心15 min，上层为产品D-薄荷醇和L-薄荷醇的酯，而下层为离子液体与酶的混合悬浮 液；取100 μ L上层清液加入500 μ L正己烷中，再加入20 μ L内标乙酸苄酯后用气相色 谱进行分析； 气相色谱条件为：色谱柱为f 3ΕΧ120手性气相毛细管柱30 mXO. 25 mmXO. 25 μπι， 进样口温度为200°C，检测器温度为250°C，载气N2流速为2 mL/min ;初始柱温100°C，保温 5 min，随后以4°C/min升温至150°C，再以2°C/min升温至160°C，保温10 min ; 薄荷醇转化率的计算公式如式2所示，其中c代表转化率，P _和P +分别代表产物L-薄 荷醇的酯和D-薄荷醇的酯在反应混合物中所占的比例，S代表未反应底物的含量；反应的 手性选择性由对映体过量率e. e. P_%来表示，计算公式如式3所示：(3) 酶与离子液体的回收再利用：在离子液体与酶的混合悬浮液中继续加入新鲜底物 DL-薄荷醇和酸酐，重复步骤（1)和（2)，实现酶与离子液体的回收再利用。【专利摘要】一种以离子液体作为绿色介质酶催化拆分DL-薄荷醇的方法，属于生物催化
本专利技术包括（1）在DL-薄荷醇和酸酐混合液中加入一定量的脂肪酶和离子液体酶催化拆分DL-薄荷醇；（2）拆分物间隔时间取样在10%碳酸氢钠水溶液和正己烷中，使之萃取完全；反应混合物离心，上层为产品D-薄荷醇和L-薄荷醇的酯，下层为离子液体与酶的混合悬浮液；上层清液取样在正己烷中以乙酸苄酯为内标进行气相色谱分析；（3）在离子液体与酶混合悬浮液中继续加入新鲜底物DL-薄荷醇和酸酐，重复上述步骤，实现酶与离子液体的回收再利用。本专利技术用于生物拆分DL-薄荷醇，获得D-薄荷醇和L-薄荷醇的酯，反应转化率与对映体过量率高，离子液体与酶可回收再利用，工艺绿色、高效、环保。【IPC分类】C12P7-02, C12P41-00【公开号】CN104531823【申请号】CN201410785920【专利技术人】李明, 李在均 【申请人】江南大学【公开日】2015年4月22日【申请日】2014年12月18日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以离子液体作为绿色介质酶催化拆分DL‑薄荷醇的方法，其特征在于：所述的离子液体为C2‑对称烃基咪唑型离子液体，其阳离子具有式1的结构，其中，R是取代基，R为碳原子数在1‑20之间的烷烃、烯烃、炔烃基或芳香基，式1而阴离子包括六氟磷酸根离子(PF6‑)、双三氟甲基磺酰亚胺离子(NTf2‑)、四氰基硼酸根离子(B(CN)4–)、三氟甲基磺酸根离子(CF3SO3–)或甲氧基磺酸根离子(CH3OSO3–)；所述的C2‑对称烃基咪唑型离子液体是选自式1中的任何一种阳离子与选自所述任何一种阴离子组成的化合物，或其混合物；所述的酶催化所用酶为脂肪酶，选自褶皱假丝酵母脂肪酶、洋葱假单胞菌脂肪酶、南极假丝酵母脂肪酶中的任一种，或其混合物；所述的酸酐，选自乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、安息香酸酐中的任一种；所述的拆分方法，具体包括以下步骤：（1）拆分：将0.156 g即1.0 mmol DL‑薄荷醇和1.0 mmol 酸酐加入10 mL具塞锥形瓶中，再加入30 mg~100 mg的脂肪酶和1.0 mL~4.0 mL离子液体，混合均匀后置于气浴恒温振荡器中，控制温度为30℃，转速为180 r/min，反应时间6~48 h；（2）萃取、检测：间隔时间取样300 μL加入到装有500 μL 10 %碳酸氢钠和500 μL正己烷的5 mL离心管中，充分混匀，静置10 min，使之萃取完全；反应混合物在3000 r/min离心15 min，上层为产品D‑薄荷醇和L‑薄荷醇的酯，而下层为离子液体与酶的混合悬浮液；取100 μL上层清液加入500 μL正己烷中，再加入20 μL内标乙酸苄酯后用气相色谱进行分析；气相色谱条件为：色谱柱为β‑DEX120手性气相毛细管柱30 m×0.25 mm×0.25 μm，进样口温度为200℃，检测器温度为250℃，载气N2流速为2 mL/min；初始柱温100℃，保温5 min，随后以4℃/min升温至150℃，再以2℃/min升温至160℃，保温10 min；薄荷醇转化率的计算公式如式2所示，其中c代表转化率，P‑和P+分别代表产物L‑薄荷醇的酯和D‑薄荷醇的酯在反应混合物中所占的比例，S代表未反应底物的含量；反应的手性选择性由对映体过量率e.e.P‑%来表示，计算公式如式3所示：（3）酶与离子液体的回收再利用：在离子液体与酶的混合悬浮液中继续加入新鲜底物DL‑薄荷醇和酸酐，重复步骤（1）和（2），实现酶与离子液体的回收再利用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，李在均，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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