一种维生素A醋酸酯的合成方法技术

本发明专利技术涉及化合物合成领域，公开了一种维生素A醋酸酯的合成方法，该方法包括将羟基维生素A醋酸酯在有机溶剂中以脱水酶作为催化剂进行脱水反应，使得羟基维生素A醋酸酯脱去一份子水并形成共轭双键。本发明专利技术提供的合成方法反应条件温和、能耗低、无副反应、无废水、操作简单、反应收率高，并且产品纯度高、质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种维生素A醋酸酯的合成方法
本专利技术属于化合物合成领域，具体涉及一种维生素A醋酸酯的合成方法。
技术介绍
维生素A及其衍生物是维持人类与动物的生长与生命所不可缺少的物质之一，人体缺乏维生素A，会出现皮肤干燥、脱屑和脱发等症状。最常用的维生素A衍生物是维生素A醋酸酯，其结构式如下：维生素A醋酸酯用于维生素A缺乏症，该维生素为脂溶性，是调节上皮组织细胞生长与健康的必须因子，使粗糙老化皮肤表面变薄，促进细胞新陈代谢正常化，祛皱效果明显。目前维生素A醋酸酯已被广泛应用于医药、食品添加剂、饲料添加剂及化妆品等行业，其制备合成一直备受关注。传统的Isler合成工艺中，维生素A使用羟基维生素A醋酸酯在有机溶剂中预冷至-55℃～-65℃，用质量浓度≥61％的氢溴酸将其羟基溴代，然后再脱溴形成共轭双键得到维生素A醋酸酯成品，其具体反应过程如下所示：然而，采用该方法存在以下缺点：(1)反应路线长，包括上溴、脱溴两步反应，实际工艺化生产还需多次分层萃取，操作步骤繁琐，且会产生大量废水；(2)需使用其他多种辅料，其中高浓度的氢溴酸具有强腐蚀性，操作危险性大，且设备易被腐蚀；(3)上溴反应需在超低温条件下反应，能耗高；(4)整个反应过程对温度及pH值的控制要求极高，易操作失误，从而影响产品质量和外观。
技术实现思路
本专利技术针对羟基维生素A醋酸酯脱水生成维生素A醋酸酯合成方法中所存在的以上问题，而提供一种简单高效、产品收率较高、质量较好的维生素A醋酸酯的合成方法。具体地，本专利技术提供了一种维生素A醋酸酯的合成方法，其中，该方法包括将羟基维生素A醋酸酯在有机溶剂中以脱水酶作为催化剂进行脱水反应，使得羟基维生素A醋酸酯脱去一份子水并形成共轭双键。优选地，所述脱水酶产自有机体假单胞菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、金黄杆菌属、链球菌属和芽孢杆菌属中的至少一种菌属，更优选产自嗜麦芽寡养单胞菌、嗜冷黄杆菌、植物乳杆菌、脑膜脓毒金黄杆菌、酿脓链球菌和纺锤形赖氨酸芽孢杆菌中的至少一种菌种。优选地，所述脱水酶按照以下方法获得：通过克隆或化学合成法从所述菌属或菌种中获得酶基因，将该酶基因引入原核表达载体中得到重组载体，之后将所述重组载体转化至大肠杆菌得到重组菌株，所述重组菌株经发酵、分离纯化后得到所述脱水酶；所述酶基因的基因序列为SEQIDNO:1或SEQIDNO:2或SEQIDNO:3或SEQIDNO:4或SEQIDNO:5或SEQIDNO:6。优选地，所述发酵的方式为将所述重组菌株在含有50～200μg/mL氨苄青霉素的培养基中于25～40℃、100～300rpm条件下震荡培养至OD600值为0.6～0.8，往菌液中加入诱导剂至终浓度为0.8～1.2mM，继续培养20～30h。优选地，所述分离纯化的方式为将发酵菌液于0～5℃、5000～7000rpm条件下离心分离，弃去上清液，收集菌体，并将收集的菌体重新悬浮于Tris-HCl缓冲液中，超声波破碎后，于0～5℃、5000～7000rpm条件下再次离心分离，收集上层酶液，该酶液即为脱水酶。优选地，所述脱水酶以固定化酶的形式使用，所述固定化酶包括载体材料以及吸附在所述载体材料上的脱水酶，且所述脱水酶与载体材料的重量比为(1～5)mg:1g。最优选地，所述脱水酶与载体材料的重量比为2mg:1g。优选地，所述固定化酶采用将脱水酶与载体材料在室温下于摇床中固定化反应5-20小时，之后再洗涤干燥制得。优选地，所述载体材料选自硅藻土、活性炭、多孔玻璃、硅胶和氧化铝中的至少一种，最优选为硅藻土。优选地，当所述脱水酶未固定化使用时，则所述羟基维生素A醋酸酯、有机溶剂和酶的用量比为10g︰(50～150)mL:(15～50)mg；当所述脱水酶以固定化酶的形式使用时，则所述羟基维生素A醋酸酯、有机溶剂和固定化酶的用量比为10g︰(50～150)mL:(3～10)g。优选地，所述脱水反应在减压共沸蒸馏条件下进行。优选地，所述脱水反应的温度为20～70℃，更优选为30℃～60℃；时间为4h～10h，更优选为5h～8h。优选地，所述有机溶剂选自C5～C8的烷烃、C5～C8的环烷烃、C1～C8的卤代烃和C6～C10的芳香烃中的至少一种。优选地，所述C5～C8的烷烃选自正己烷、正庚烷和正戊烷中的至少一种。优选地，所述C5～C8的环烷烃为环己烷。优选地，所述C1～C8的卤代烃为二氯甲烷和/或1-氯己烷。优选地，所述C6～C10的芳香烃选自苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。优选地，本专利技术提供的维生素A醋酸酯的合成方法还包括在所述脱水反应之后，将所得反应液冷却后过滤，所得滤渣作为脱水酶回用，所得滤液经减压蒸发有机溶剂之后得到维生素A醋酸酯。优选地，所述冷却之后反应液的温度降至20℃以下。优选地，所述减压蒸发的条件包括温度为50℃～60℃，压力为-0.060～-0.099MPa。本专利技术提供的合成方法反应条件温和、能耗低、无副反应、无废水、操作简单、反应收率高，并且产品纯度高、质量好，避免了前述维生素A醋酸酯合成方法存在的缺陷。采用本专利技术提供的方法合成的维生素A醋酸酯，外观为黄色油状物。采用《饲料中维生素A的测定高效液相色谱法(GB/T17817-2010)》的检测方法分析，效价＞250万IU/g，折纯收率可达92％以上，可广泛用作药物、饲料添加剂、食品添加剂等。具体实施方式下面将对本专利技术进行更详细地描述。本专利技术以羟基维生素A醋酸酯作为原料，将其溶解在有机溶剂中，使用脱水酶催化脱去一份子水并形成共轭双键得到维生素A醋酸酯，其反应式如下：所述脱水酶可以为现有的各种能够使得羟基维生素A醋酸酯脱去一份子水并形成共轭双键的酶，例如可产自有机体假单胞菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、金黄杆菌属、链球菌属和芽孢杆菌属中的至少一种菌属，具体可产自嗜麦芽寡养单胞菌、嗜冷黄杆菌、植物乳杆菌、脑膜脓毒金黄杆菌、酿脓链球菌、纺锤形赖氨酸芽孢杆菌等中的至少一种菌种。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述脱水酶按照以下方法获得：通过克隆或化学合成法从所述菌属或菌种中获得酶基因，将该酶基因引入原核表达载体中得到重组载体，之后将所述重组载体转化至大肠杆菌得到重组菌株，所述重组菌株经发酵、分离纯化后得到所述脱水酶；所述酶基因的基因序列为SEQIDNO:1或SEQIDNO:2或SEQIDNO:3或SEQIDNO:4或SEQIDNO:5或SEQIDNO:6。其中，通过克隆或化学合成法获得酶基因、将酶基因引入原核表达载体中得到重组载体、将重组载体转化至大肠杆菌得到重组菌株的方式均为本领域技术人员公知，在此不作赘述。所述原核表达载体例如可以为PET系列的表达载体(如PET-14、PET-21、PET-22、PET-25、PET-28)、PGEX系列的表达载体(如PGEX-4T-2、PGEX-6T-1)等。所述大肠杆菌例如可以为大肠杆菌BL21(DE3)。SEQIDNO:1：SEQIDNO:2：SEQIDNO:3：SEQIDNO:4：SEQIDNO:5：SEQIDNO:6：所述发酵的温度可以为25～40℃。此外，所述发酵所采用的培养基可以为现有的各种适合大肠杆菌生长、繁殖的培养基，例如，可以选自LB培养基、SOB培养基、SOC培养基、TB培养基、SB培养基等中的至少一种。所述培养基中还可以含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种维生素A醋酸酯的合成方法，其特征在于，该方法包括将羟基维生素A醋酸酯在有机溶剂中以脱水酶作为催化剂进行脱水反应，使得羟基维生素A醋酸酯脱去一份子水并形成共轭双键。

【技术特征摘要】
1.一种维生素A醋酸酯的合成方法，其特征在于，该方法包括将羟基维生素A醋酸酯在有机溶剂中以脱水酶作为催化剂进行脱水反应，使得羟基维生素A醋酸酯脱去一份子水并形成共轭双键。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脱水酶产自有机体假单胞菌属、黄杆菌属、乳杆菌属、金黄杆菌属、链球菌属和芽孢杆菌属中的至少一种菌属，优选产自嗜麦芽寡养单胞菌、嗜冷黄杆菌、植物乳杆菌、脑膜脓毒金黄杆菌、酿脓链球菌和纺锤形赖氨酸芽孢杆菌中的至少一种菌种。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述脱水酶按照以下方法获得：通过克隆或化学合成法从所述菌属或菌种中获得酶基因，将该酶基因引入原核表达载体中得到重组载体，之后将所述重组载体转化至大肠杆菌得到重组菌株，所述重组菌株经发酵、分离纯化后得到所述脱水酶；所述酶基因的基因序列为SEQIDNO:1或SEQIDNO:2或SEQIDNO:3或SEQIDNO:4或SEQIDNO:5或SEQIDNO:6。4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述发酵的方式为将所述重组菌株在含有50～200μg/mL氨苄青霉素的培养基中于25～40℃、100～300rpm条件下震荡培养至OD600值为0.6～0.8，往菌液中加入诱导剂至终浓度为0.8～1.2mM，继续培养20～30h。5.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述分离纯化的方式为将发酵菌液于0～5℃、5000～7000rpm条件下离心分离，弃去上清液，收集菌体，并将收集的菌体重新悬浮于Tris-HCl缓冲液中，超声波破碎后，于0～5℃、5000～7000rpm条件下再次离心分离，收集上层酶液，该酶液即为脱水酶。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的合成方法，其特征在于，所述脱水酶以固定化酶的形式使用，所述固定化酶包括载体材料以及吸附在...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏清菊，黄聿魏，陈晓伟，
申请(专利权)人：厦门金达威维生素有限公司，厦门金达威集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35