【技术实现步骤摘要】
本申请涉及生物工程与医药，具体涉及一种水解酶催化制备α-硫辛酸的方法。
技术介绍
1、α-硫辛酸是一种能消除加速老化和致病的自由基、类似维他命的化合物，兼具水溶性又具脂溶性的特性，可协助辅酶进行有利于机体免疫力的生理代谢，是一种万能抗氧化剂药物。α-硫辛酸对肝脏疾病、糖尿病、hiv病毒、肿瘤、神经系统退化、放射性伤害症、砷、汞、镉等重金属中毒等许多疾病的治疗都有一定的效果。
2、由6，8-二取代辛酸或辛酸酯为原料通过一步或多步反应合成α-硫辛酸是当前工业化生产的主要方法，合成路线普遍是在dmf中6，8-二取代辛酸酯与na2s2反应，再经水解、酸化得到α-硫辛酸；上述工艺路线不可避免的存在缺陷，主要是收率不高，操作步骤繁琐，反应中还不可避免的有副产品不仅难除去，而且容易发生不良聚合，dmf沸点较高，反应后处理比较繁琐，这样一来势必大大降低总收率且提高了成本，从而影响产品的质量和收率。
3、鉴于现有α-硫辛酸合成方法存在副产物多、反应收率低、皂化反应时间过长、后处理复杂等问题，开发副产物少、反应收率高、更加环保的α-硫辛酸合成工艺仍旧具有着重要的意义。
技术实现思路
1、为了有效改善上述问题，本申请提供一种水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，该方法反应步骤少，时间短，副产物少，反应收率高、条件温和，更加环保安全。
2、本申请提供一种水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，采用如下的技术方案：
3、一种水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，包括所述方法采用微
4、通过采用上述技术方案，通过采用微流控通道反应器，利用酶催化体系以6，8-二氯辛酸乙酯为原料在线合成α-硫辛酸，该法不仅大大地缩短了反应时间，而且具有高的转化率和选择性，反应步骤少，副产物含量低，降低了反应成本，具有经济高效的优势。
5、本申请中，酶催化体系催化酯键水解，采用两级反应通道，增加水解通道，提高了反应速率且大大降低了副产物产生的可能性；申请人通过检测反应过程分析酶催化机制大致包括，第一步酶催化体系中生物酶催化dmso氧化分子重排形成含硫酯基底物中间体，酶活性羟基对含硫酯基中羰基的特异性亲核攻击，形成氢键，给出质子形成“氧阴离子空穴”，氧负离子进攻羰基基团，底物中间体的一部分与先前质子结合形成醇，另一部分形成含硫酰基复合物中间体，降低催化反应的活化能，降低反应势能，且通过酶特异性选择催化，副产物少；第二步由酶催化体系溶剂或者前一步之子质子结合形成的醇激活水分子，水分子被活化亲核攻击含硫酰基复合物活性中间体的羰基将其水解，同时向含硫酰基复合物提供质子，释放含硫酰基部分形成酸，完成酶的特异性催化水解过程。因此，设置连续两级级反应通道，防止酶催化活性位点，被副产物络合或阻挡，通过增加反应通道，增大接触面积且调整酶的方向和位置为底物的水解提供了理想的环境，降低杂质水解反应，增大产物生成率，减少反应时间，提高反应效率，选择性高，重现性好。
6、通过一定范围比例的酶催化水解反应原料6，8-二氯辛酸乙酯和水，使得酶催化反应速率保持稳定，防止一方含量过低，酶催化速率降低且不稳定，使得不良反应发生，分离困难，产率降低。
7、在一个具体的可实施方案中，所述酶催化体系包括脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶中的一种。优选的，酶催化体系为脂肪酶b。
8、通过采用上述技术方案，脂肪酶蛋白酶等均可参与多种生物化学反应，对于本申请反应中间体水解，通过在水分子参与下，将中间体产物转化成羧酸，针对本申请反应特异性选择脂肪酶b,使得脂肪酶b能在油-水界面上高速率的催化水解，与油-水界面的具有缔合作用，使得酶活性部位暴露，使底物与脂肪酶结合能力增强，这有利于底物的侧链折叠到酶分子表面，使酶催化易于进行。
9、在一个具体的可实施方案中,所述酶催化体系包括脂肪酶和冠醚。
10、优选的，所述脂肪酶和冠醚的质量比为1:（0.6-0.8）。
11、申请人发现冠醚可以和脂肪酶高度相容，且冠醚可以活化脂肪酶氨基酸残基，从而使得酶具有高活性和稳定性，申请人通过调节脂肪酶和冠醚参与反应的质量在一定范围内，使得反应速率及反应转化率最优，重现性更好；分析认为可能冠醚作为保酶溶剂，空腔通道可以在一定程度上维持酶的活性，调节酶催化能力，使得酶位点的不同氨基酸取代促进了不同的活性，进而影响反应速率及产物。
12、所述二甲基亚砜和酶催化体系质量比为（5-12）:1。
13、通过一定范围比例的酶催化体系和二甲基亚砜促进二甲基亚砜氧化反应，分子重排的顺利进行，减少反应副产物的发生，防止三硫杂环酯类难分离副产物的生成。
14、所述后处理操作为将反应液中加入1.5-3g活性炭，稍冷后过滤，减压蒸馏得粗产品，柱层析分离得到的单一洗脱液合并蒸干，得到α-硫辛酸。
15、利用活性碳吸附未反应或失活的酶及部分反应固体杂质，通过旋蒸掉反应溶剂，柱层析分离得到目标产物。
16、在一个具体的可实施方案中,所述反应通道内径为2.8-3.6mm，一级反应通道和二级反应通道的长度均为1.0-1.5m。
17、优选的，反应通道材料为不锈钢或聚四氟乙烯（ptfe）中的一种。
18、通过采用上述技术方案，通过设计反应通道使得反应物在内径通道内充分混合，使得反应距离缩短，底物与脂肪酶的活性中心更近，更容易缔合反应，不锈钢或聚四氟乙烯材质确保通道耐腐蚀性和光滑性，进一步减少副产物杂质生成。
19、在一个具体的可实施方案中，所述微流控通道反应器包括恒温箱，所述一级反应通道置于恒温箱中。
20、通过采用上述技术方案，在一级反应通道设置恒温箱使得催化反应顺利进行，减少水解过程加热副反应增多，使得分离困难降低收率。
21、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
22、1.通过采用微流控通道反应器，利用酶催化体系以6，8-二氯辛酸乙酯为原料在线合成α-硫辛酸，该法不仅大大地缩短了反应时间，而且具有高的转化率和选择性，反应步骤少，副产物含量低，降低了反应成本，具有经济高效的优势。本申请中，酶催化体系催化酯键水解，采用两级反应通道，增加水解通道，提高了反应速率且大大降低了副产物产生的可能性；设置连续两级级反应通道，防止酶催化活性位点，被副产物络合或阻挡，通过增加反应通道，增大接触面积且调整酶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，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依次连接的混合器(1)、一级反应通道(2)、二级反应通道(3)和产物收集器(4)，所述混合器(1)连接有加料泵(7)，所述一级反应通道(2)的入口连通有第一接口(5)，所述二级水解通道的出口连接有第二接口(6)，第二接口(6)连接于产物收集器(4)；所述方法包括，将二甲基亚砜和摩尔质量比为1：（1.1-1.5）的6，8-二氯辛酸乙酯与水的混合物置于混合器(1)中，将0.5-1.0g酶催化体系置于一级反应通道(2)中，加料泵(7)推动混合器(1)原料连续通入一级反应通道(2)中进行反应，控制温度为50-60℃反应20-35min，反应液收集于所述产物收集器(4)中，经后处理得到α-硫辛酸。
2.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述酶催化体系包括脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶中的一种。
3.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述酶催化体系包括脂肪酶和冠醚。
4.根据权利要求3所述的水解
5.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述二甲基亚砜和酶催化体系质量比为（5-12）:1。
6.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述后处理操作为将反应液中加入1.5-3g活性炭，稍冷后过滤，减压蒸馏得粗产品，柱层析分离得到的单一洗脱液合并蒸干，得到α-硫辛酸。
7.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述微流控通道反应器包括恒温箱(8)，所述一级反应通道(2)置于恒温箱(8)中。
8.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述反应通道内径为2.8-3.6mm，一级反应通道(2)和二级反应通道(3)的长度均为1.0-1.5m。
...【技术特征摘要】
1.一种水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，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依次连接的混合器(1)、一级反应通道(2)、二级反应通道(3)和产物收集器(4)，所述混合器(1)连接有加料泵(7)，所述一级反应通道(2)的入口连通有第一接口(5)，所述二级水解通道的出口连接有第二接口(6)，第二接口(6)连接于产物收集器(4)；所述方法包括，将二甲基亚砜和摩尔质量比为1：（1.1-1.5）的6，8-二氯辛酸乙酯与水的混合物置于混合器(1)中，将0.5-1.0g酶催化体系置于一级反应通道(2)中，加料泵(7)推动混合器(1)原料连续通入一级反应通道(2)中进行反应，控制温度为50-60℃反应20-35min，反应液收集于所述产物收集器(4)中，经后处理得到α-硫辛酸。
2.根据权利要求1所述的水解酶催化制备α-硫辛酸的方法，其特征在于：所述酶催化体系包括脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶中的一种。
3.根据权利要求1所述的水解酶催化制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷屹峰，唐昊，邵仲昆，杨文昌，龚利锋，
申请(专利权)人：江苏同禾药业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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