一种聚(R)-3-羟基丁酸酯的制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物化工技术领域，公开了一种聚(R)

【技术实现步骤摘要】
一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物化工
，具体涉及一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由生物发酵获得的生物聚合物材料是近年来发展最为迅速的生物医用友好材料之一。在这些生物材料当中，聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate，PHA)因其优异的性能，利用其制备神经导管、促进软骨材料和食管再生辅助功能材料的研究较多。如，因具有良好的生物相容性和优异的理化、力学性能，在PHA家族种的聚4
‑
羟基丁酸脂(P4HB)已经作为补片用于人体腹壁缺损的修复，这种补片比传统的聚丙烯(PP)补片，具有更好的生物相容性；但其缺点是非常昂贵，相关产品上市产品相当少。导致其无法良好推广上市的主要原因是医用级聚羟基脂肪酸酯在制备上的困难。医用级聚羟基脂肪酸酯要求分子量较为准确，纯度高，内毒素含量低。
[0003]聚(R)3
‑
羟基丁酸酯(PHB)作为PHA第四代产品，是PHA家族中性能较为优异的一种，由于其降解产物中是(R)3
‑
羟基丁酸，有助于生物组织的修复。近些年微生物代谢生物塑料获得了较大的发展，对于聚羟基脂肪酸酯(PHA)基础研究，已经可以从生物发酵获得PHA再到收集与提纯，加工成PHA器件，已基本形成了产业链。也有初步获得了医用级PHA，但是，由于生物发酵相对化学过程还存在较多不足，其产物分子量等基础化学参数难以控制，后续提纯过程常常含有细胞膜、细胞质的残留，还有一定的细胞内毒素，获得的PHA原料不够纯净，难以实现产业化。因此，目前主要存在的问题是，大多数PHA原料的纯度不高，分子量分布较宽，分子量分散度大；而且分子量较大，这严重限制了其精细化、功能化应用。
[0004]一般已经商用的PHB，其分子量大都是40万以上，而医用领域使用的PHB所需的分子量一般是10
‑
15万(如作为手术器械材料的防粘连膜)，或10万以下(如医疗级使用的微球填充剂)。因此，如果要让PHB要实现在医疗领域的使用，往往需对其进行分子量降解以及纯化。
[0005]目前，针对PHB降解降低分子量的方法，只要是使用N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)进行降解。NMP属于一种化学制剂，其作为一种无色液体，能够溶于水和部分有机溶剂，性质比较稳定；并且多方研究已经证实，NMP虽然仅具有一定的弱毒性，但无论是男性还是女性，如果长时间接触NMP，均有可能会影响到精子或卵子的质量，进而导致不孕。
[0006]另外，在PHB降解过程，往往伴随着有(R)3
‑
羟基丁酸的形成。如果使用有毒溶剂降解或非环保方法进行降解，则在PHB降解过程所产生的有益附带产品(R)3
‑
羟基丁酸，无法得到有效利用，这是一种很大的资源浪费。(R)3
‑
羟基丁酸作为体内的一种重要酮体，由长链脂肪酸在肝中降解产生，经血液输送到外周组织中并对机体的功能产生调节作用。其在保健品，食品和医药行业都有很大的应用价值和前景。
[0007]而针对PHB纯度低的问题，目前常用的净化方法是将PHB粗品溶于有机溶剂中进行纯化。虽然该方法可以提高PHB的纯度，但是需要使用到有毒有机溶剂(例如，三氯甲烷、二
氯甲烷、二氯乙烷或N
‑
甲基吡咯烷酮等其他有机溶剂)，这些溶剂不仅对环境产生危害，而且也对操作员工健康产生威胁。其次，传统的净化方法需要多次循环水洗，消耗大量纯水，同时，由于水洗次数多，导致PHB收率低，净化成本进一步提高。更重要的是，提纯后的PHB分子量分布仍然较宽，无法将其精细化、功能化的应用。
[0008]因此，亟需提供一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法，能够对聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯进行提纯，且能实现分子量分级。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出亟需提供一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法，能够对聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯进行提纯，且能实现分子量分级。
[0010]本专利技术第一方面提供了一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法。
[0011]具体地，一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法，包括以下步骤：
[0012]向PHB粗品中加入乙醇溶液，回流，然后去除乙醇，调节pH值为碱性后加入蛋白酶和脂肪酶，反应，固液分离，得到上层清夜和固体沉淀物；将所述固体沉淀物洗涤后，采用乙醇浸泡，再去除乙醇，干燥，即制得所述聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯。
[0013]优选地，所述PHB粗品的数均分子量大于2.0
×
105；优选地，所述PHB粗品的数均分子量为2.0
×
105‑
1.0
×
106。
[0014]优选地，所述PHB粗品的分子量分散度高于1.5；进一步优选地，所述PHB粗品的分子量分散度高于1.8。
[0015]优选地，所述乙醇溶液中乙醇的质量百分数为80％
‑
99.5％；进一步优选地，所述乙醇溶液中乙醇的质量百分数为90％
‑
99.5％；更优选地，所述乙醇溶液中乙醇的质量百分数为95％
‑
99.5％。
[0016]优选地，所述回流为沸腾回流。
[0017]优选地，所述沸腾回流的时间为4
‑
8小时。
[0018]优选地，所述调节pH为碱性的过程为调节pH值为8.5
‑
11；进一步优选地，所述调节pH为碱性的过程为调节pH值为8.5
‑
10.5；更优选地，所述调节pH为碱性的过程为调节pH值为9
‑
10。
[0019]优选地，所述蛋白酶的添加量为0.1％
‑
0.8％；进一步优选地，所述蛋白酶的添加量为0.3％
‑
0.8％。
[0020]优选地，所述蛋白酶的酶活力为15
‑
50万U/g；进一步优选地，所述蛋白酶的酶活力为20
‑
45万U/g。
[0021]优选地，所述脂肪酶的添加量为0.1％
‑
0.8％；进一步优选地，所述脂肪酶的添加量为0.3％
‑
0.8％。
[0022]优选地，所述脂肪酶的酶活力为0.5
‑
15万U/g；进一步优选地，所述脂肪酶的酶活力为1
‑
10万U/g。
[0023]优选地，在所述反应的过程中同时采用超声波进行处理。
[0024]优选地，所述超声波的强度0.8
‑
1.5W/cm2，进一步优选地，所述超声波的强度1.0
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向PHB粗品中加入乙醇溶液，回流，然后去除乙醇，调节pH值为碱性后加入蛋白酶和脂肪酶，反应，固液分离，得到上层清夜和固体沉淀物；将所述固体沉淀物洗涤后，采用乙醇浸泡，再去除乙醇，干燥，即制得所述聚(R)
‑3‑
羟基丁酸酯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PHB粗品的数均分子量大于2.0
×
105；所述PHB粗品的分子量分散度高于1.5。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇溶液中乙醇的质量百分数为80％
‑
99.5％。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述回流为沸腾回流；所述沸腾回流的时间为4
‑
8小时。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述蛋白酶的添加量为0.1％
‑
0.8％；所述蛋白酶的酶活力为15
‑
50万U/g；所述脂肪酶的添加量为0.1％
‑
0.8％；所述脂肪酶的酶活力为0.5
‑
15万U/g。6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在所述反应的过程中同时采用超声波进行处理；所述超声波的强度0.8
‑
1.5W/cm2。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴宏海，薛凌云，吕金艳，余柳松，
申请(专利权)人：珠海麦得发生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：