CN105624221A - 一种脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其包括，将脂肪酸单甘酯和单乙醇胺按一定比例在溶剂反应体系下充分混合，并加入一定量的脂肪酶，在适宜的温度下搅拌，进行酰胺化反应，制备脂肪酸单乙醇酰胺；其中，脂肪酸单甘酯与单乙醇胺混合的摩尔比为1∶1～1∶2；酰胺化温度为20～70℃，反应时间为2～5h；所述一定量的脂肪酶其质量百分比为10％～20％。本发明采用一步合成脂肪酸单乙醇酰胺，具有产物产率高，工艺简单，环境友好等诸多优点。

Description

一种脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法

技术领域

本发明属于药用脂肪酸酰胺的合成技术领域，涉及一种脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法。

背景技术

脂肪酸单乙醇胺是一种重要的油溶性非离子型表面活性剂，广泛应用于润滑剂、表面活性剂和洗涤剂等领域中，而且脂肪酸单乙醇酰胺通过羧甲基化、磷酸酯化、硫酸酯化和乙氧基化改性可制取多种易生物降解的表面活性剂，具有广阔的应用前景。

此外，脂肪酸单乙醇酰胺作为一种新的内源性信号分子在动植物组织中的脂质介质的功效倍受人们关注(Kilaruet.al.，ChemBiodivers2007，4：1933-1955)。功能性的脂肪酸乙醇酰胺主要包括棕榈酸单乙醇酰胺，油酸单乙醇酰胺，花生四烯酸单乙醇酰胺和二十碳五烯酸单乙醇酰胺(EPEA)。棕榈酸单乙醇酰胺在大豆油、花生油和蛋黄中都有发现，并被报道具有抗炎活性(Kuehletal..JAmOilChemSoc1957，79：5577-5578)。油酸单乙醇酰胺是内源性大麻素花生四烯酸乙醇酰胺的天然类似物(Thabuisetal.，Lipids2008，43：887-894)，在脂质代谢和食物摄入的控制中起到重要作用，是治疗心血管疾病及肥胖药物研究中热点。油酸单乙醇酰胺主要是通过结合过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPAR-α)及调节脂肪组织中脂肪酸转运体(FAT/CD36)的表达增加肠道脂肪酸摄取的方法来调节反馈和能量稳态，并且影响饱腹感信号传导生物标记物的合成(Fuetal.，Neuropharmacology2005，48：1147-1153)。多不饱和脂肪酸单乙醇酰胺也表现出生物功能性，二十碳五烯酸单乙醇酰胺显示出抗增殖活性、抗癌活性(Brownetal.，Carcinogenesis2010，31：1584-1591)与抗炎活性(Balversetal.，BiochimBiophysActa2010，1801：1107-1114)，作为机体代谢信号分子，在生物体老化中起重要作用(Lucanicetal.，Nature2011，473：226-229)。

脂肪酸单乙醇酰胺的合成主要为化学法。传统化学法常用的酰基供体包括脂肪酸酰氯和脂肪酸甲酯(或乙酯)，反应温度高(180℃)，高温对产品的产率、颜色和气味都会有影响，化学催化剂对-NH2基团的选择性差，会产生胺酯和酰胺酯副产物。此外，脂肪酸酰氯价格较高，且脂肪酸酰氯具有毒性和腐蚀性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有合成脂肪酸单乙醇酰胺中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是克服现有常规化学合成的不足之处，提供一种工艺简易、操作方便且能有效制备脂肪酸单乙醇酰胺的合成方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其包括，将脂肪酸单甘酯和单乙醇胺按一定比例在溶剂反应体系下充分混合，并加入一定量的脂肪酶，在适宜的温度下搅拌，进行酰胺化反应，制备脂肪酸单乙醇酰胺；其中，脂肪酸单甘酯与单乙醇胺混合的摩尔比为1∶1～1∶2；酰胺化温度为20～70℃，反应时间为2～5h；所述一定量的脂肪酶其质量百分比为10％～20％。

作为本发明所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法的一种优选方案，其中：所述脂肪酸单甘酯是饱和脂肪酸单甘酯，且饱和脂肪酸单甘酯为棕榈酸单甘酯、月桂酸单甘酯、肉豆寇酸单甘酯或硬脂酸单甘酯中的一种或几种。

作为本发明所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法的一种优选方案，其中：所述脂肪酸单甘酯是不饱和脂肪酸单甘酯，且不饱和脂肪酸是油酸单甘酯、亚油酸单甘酯、亚麻酸单甘酯、花生四烯酸单甘酯、二十碳五烯酸单甘酯或二十二碳六烯酸单甘酯中的一种或几种。

作为本发明所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法的一种优选方案，其中：所述有机溶剂为己烷、石油醚、正己烷、乙酸乙酯、丙酮和氯仿中的一种或几种。

作为本发明所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法的一种优选方案，其中：所述脂肪酶催化剂为Novozym435、Lipozyme435、LipozymeRMIM或LipozymeTLIM中的一种或几种。

作为本发明所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法的一种优选方案，其中：所述有机溶剂为己烷。

作为本发明所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法的一种优选方案，其中：所述脂肪酶催化剂为Novozym435。

本发明的有益效果：

1、本发明首次采用单甘酯为酰基供体酶法合成脂肪酸乙醇酰胺；

2、与化学法相比，酶法合成选择性更好，单甘酯只与乙醇胺的-NH2反应，不与-OH反应；

3、使用的脂肪酸和脂肪酸乙酯(或甲酯)作为酰基供体时，脂肪酸和脂肪酸乙酯与乙醇胺的相溶性很差，反应效率相对较低，甘油三酯与乙醇胺的酶法反应，因此极性相差太大，互溶性很差，没有脂肪酸乙醇胺的形成，单甘酯因为具有一定的极性，与乙醇胺的互溶性更好，因此反应效率更高。

附图说明

图1为实施例1中油酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物油酸单乙醇酰胺的核磁示意图；

图2为实施例1的油酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物油酸单乙醇酰胺的正相液相色谱示意图；

图3为实施例2的棕榈酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物棕榈酸单乙醇酰胺的正相液相色谱示意图；

图4为实施例3的花生四烯酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物花生四烯酸单乙醇酰胺的正相液相色谱示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1：

在反应釜中加入2mmol油酸单甘酯、2mmol单乙醇胺和0.5ml己烷，在搅拌下加入质量百分比为10％脂肪酶Lipozyme435，密闭反应釜，搅拌升温至45℃，反应时间为2小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，油酸单乙醇酰胺产率为99.85％。

如图1和图2所示，图1为实施例1中油酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物油酸单乙醇酰胺的核磁图；图中内容如下：δ0.88(t，3H，-CH₃)，1.27(t，20H，10×-CH₂-)，1.63(t，2H，-CH₂CH₂CONH-)，2.00(m，4H，-CH₂CH＝CHCH₂-)，2.20(t，2H，-CH₂CH₂CONH-)，3.42(p，2H，HOCH₂CH₂NH-)，3.71(t，2H，HOCH₂CH₂NH)，5.34(t，2H，-CH₂CH＝CHCH₂-)，6.05(s，1H，-CH₂CH₂CONH-)，质谱图中没有发现-COOCH₂CH₂NH₂(δ4.2-4.4，2H)或者-COOCH₂CH₂NH₂(δ1.1-1.5，2H)的峰，可以确定这是油酸单乙醇酰胺的核磁图。

图2为实施例1的油酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物油酸单乙醇酰胺的正相液相色谱图，其中18.773min处的峰为油酸单甘酯，25.467min处为油酸单乙醇酰胺，油酸单乙醇酰胺得率为99.85％。

实施例2：

在反应釜中加入2mmol棕榈酸单甘酯、2.5mmol单乙醇胺和1.5ml氯仿，在搅拌下加入15％脂肪酶Novozym435，密闭反应釜，搅拌升温至40℃，反应时间为3小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，棕榈酸单乙醇酰胺产率为99.03％。

参见图3，图3为实施例2的棕榈酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物棕榈酸单乙醇酰胺的正相液相色谱图，其中18.809min处的峰为棕榈酸单甘酯，25.592min处为棕榈酸单乙醇酰胺，棕榈酸单乙醇酰胺得率为99.03％。

实施例3：

在反应釜中加入2mmol花生四烯酸单甘酯、2mmol单乙醇胺和2ml石油醚，在搅拌下加入20％脂肪酶Lipozyme435，密闭反应釜，搅拌升温至55℃，反应时间为1.5小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，花生四烯酸单乙醇酰胺产率为99.76％。

参见图4，图4为实施例3的花生四烯酸单甘酯与单乙醇胺酰胺化产物花生四烯酸单乙醇酰胺的正相液相色谱图，其中18.475min处的峰为花生四烯酸单甘酯，25.274min处为花生四烯酸单乙醇酰胺，花生四烯酸单乙醇酰胺得率为99.76％。

实施例4：

在反应釜中加入2mmol二十碳五烯酸单甘酯、2.5mmol单乙醇胺和2.5ml乙酸乙酯，在搅拌下加入15％脂肪酶Novozym435，密闭反应釜，搅拌升温至60℃，反应时间为2小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，二十碳五烯酸单乙醇酰胺产率为93.5％。

实施例5：

在反应釜中加入2mmol油酸单甘酯、3mmol单乙醇胺，在搅拌下加入10％脂肪酶LipozymeRMIM，密闭反应釜，搅拌升温至40℃，反应时间为2小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，，油酸单乙醇酰胺产率为57.2％。

实施例6：

在反应釜中加入2mmol棕榈酸单甘酯、3.5mmol单乙醇胺和1.5ml氯仿和己烷混合溶剂(1∶1，v/v)，在搅拌下加入20％脂肪酶LipozymeRMIM，密闭反应釜，搅拌升温至45℃，反应时间为2.5小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，棕榈酸单乙醇酰胺产率为66.5％。

实施例7：

在反应釜中加入2mmol二十碳五烯酸烯酸单甘酯、4mmol单乙醇胺和1ml石油醚和己烷混合溶剂(1∶1，v/v)，在搅拌下加入15％脂肪酶LipozymeRMIM，密闭反应釜，搅拌升温至55℃，反应时间为3小时。在反应结束时，通过过滤分离脂肪酶，溶剂减压蒸发去除。经HPLC分析，二十碳五烯酸单乙醇酰胺产率为71.5％。

由此可见，本发明以单甘酯和单乙醇胺为原料，在无溶剂或者有溶剂反应体系下脂肪酶催化作用下进行酰胺化反应，制得脂肪酸单乙醇酰胺。通过上述方法制备脂肪酸单乙醇酰胺，产率最高可达到99.5％以上。本发明采用一步合成脂肪酸单乙醇酰胺，具有产物产率高，工艺简单，环境友好等诸多优点。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：包括，

将脂肪酸单甘酯和单乙醇胺按一定比例在溶剂反应体系下充分混合，并加入一定量的脂肪酶，在适宜的温度下搅拌，进行酰胺化反应，制备脂肪酸单乙醇酰胺；其中，

脂肪酸单甘酯与单乙醇胺混合的摩尔比为1∶1～1∶2；

酰胺化温度为20～70℃，反应时间为2～5h；

所述一定量的脂肪酶其质量百分比为10％～20％。

2.如权利要求1所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：所述脂肪酸单甘酯是饱和脂肪酸单甘酯，且饱和脂肪酸单甘酯为棕榈酸单甘酯、月桂酸单甘酯、肉豆寇酸单甘酯或硬脂酸单甘酯中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：所述脂肪酸单甘酯是不饱和脂肪酸单甘酯，且不饱和脂肪酸是油酸单甘酯、亚油酸单甘酯、亚麻酸单甘酯、花生四烯酸单甘酯、二十碳五烯酸单甘酯或二十二碳六烯酸单甘酯中的一种或几种。

4.如权利要求1、2或3任一所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为已烷、石油醚、正已烷、乙酸乙酯、丙酮和氯仿中的一种或几种。

5.如权利要求1、2或3任一所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：所述脂肪酶催化剂为Novozym435、Lipozyme435、LipozymeRMIM或LipozymeTLIM中的一种或几种。

6.如权利要求4所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为已烷。

7.如权利要求5所述的脂肪酸单乙醇酰胺的酶法合成方法，其特征在于：所述脂肪酶催化剂为Novozym435。