CN106544391B - 酶催化制备维生素a棕榈酸酯的方法 - Google Patents

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Abstract

酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,涉及维生素A棕榈酸酯的合成方法。包括以下步骤:1)将维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯溶解于有机溶剂中,加入脂肪酶;2)从冷凝器抽真空进行酶催化酯交换反应,经精馏柱分离出反应副产物乙酸低级脂肪醇酯及有机溶剂;3)反应料液经过滤除去脂肪酶,加入吸附剂进行吸附残留的棕榈酸低级脂肪醇酯,滤出维生素A棕榈酸酯溶液;4)减压蒸发有机溶剂,得到维生素A棕榈酸酯。不容易被氧化,同时反应采用酶催化酯交换,反应条件温和,能有效抑制副反应,操作简单,反应收率高,产品质量好。

Description

酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法
技术领域
本发明涉及维生素A棕榈酸酯的合成方法,尤其是涉及一种酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法。
背景技术
维生素A棕榈酸酯是已知化合物,其结构式如下:
维生素A棕榈酸酯已被广泛用作药物、食品添加剂和饲料添加剂等。已有多种合成方法的相关报道。
本申请人在中国专利CN102363606B中公开了维生素A棕榈酸酯的合成方法,采用维生素A醇与卤代酰胺溶解于有机溶剂中,再加入磷化合物进行卤置换反应,过滤除去反应过程产生的副产物,滤液冷却至结晶,得维生素A卤代物;将维生素A卤代物与棕榈酸盐溶解于有机溶剂中,加入有机碱反应后,加水洗涤有几层,减压蒸发有机溶剂,得到维生素A棕榈酸酯。
中国专利CN104673870A中公开了以维生素A醋酸酯与低级醇为原料,再与棕榈酸在非水相条件经固定化酯酶E.coli BioH的催化进行酯化反应得到维生素A棕榈酸酯。其过程为维生素A醋酸酯与低级醇在固定化酯酶E.coli BioH的催化减压蒸馏条件下进行酯交换反应,过滤掉固定化酯酶,滤液减压蒸出过量低级醇,得到维生素A醇,得到的维生素A醇再与棕榈酸在有机溶剂中经固定化酯酶E.coli BioH的催化反应,过滤掉固定化酯酶E.coli BioH,得到维生素A棕榈酸酯。采用该方法存在以下缺点:
1、维生素A醋酸酯采用固定化酶经两步催化合成维生素A棕榈酸酯,多次过滤,步骤繁琐;
2、维生素A醋酸酯与低级醇反应,过滤掉固定化酯酶,滤液需减压蒸出过量低级醇,得到维生素A醇,由于维生素A醇不稳定,过程受热维生素A醇容易变质,从而影响产品质量及外观;
3、维生素A醋酸酯与低级醇反应,过滤掉固定化酯酶,滤液减压蒸出过量低级醇,得到维生素A醇,低级醇浓缩较难控制,使得维生素A醇中低级醇残留,而在后续与棕榈酸反应过程生产副产物,影响产品维生素A棕榈酸酯质量。
中国专利CN105315185A中公开了在碱性金属氧化物的催化下,维生素A醇与高级脂肪酸酐在有机溶剂中发生酯化反应,反应完全后经过后处理得到维生素A高级脂肪酸酯。采用该工艺存在以下缺点:
1、使用高级脂肪酸酐,成本较高;
2、使用维生素A醇,稳定性较差,维生素A醇容易变质,从而影响产品质量及外观,增加后处理成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单、收率较高、质量较好的酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法。
所述维生素A棕榈酸酯的结构式如下:
所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,包括以下步骤:
1)将维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯溶解于有机溶剂中,加入脂肪酶;
2)从冷凝器抽真空进行酶催化酯交换反应,经精馏柱分离出反应副产物乙酸低级脂肪醇酯及有机溶剂;
3)反应料液经过滤除去脂肪酶,加入吸附剂进行吸附残留的棕榈酸低级脂肪醇酯,滤出维生素A棕榈酸酯溶液;
4)减压蒸发有机溶剂,得到维生素A棕榈酸酯。
在步骤1)中,所述棕榈酸低级脂肪醇酯的结构式为C15H31COOR,其中R为具有1~6个碳原子的烃类结构;优选R为具有1~3个碳原子的烃类结构;所述棕榈酸低级脂肪醇酯选自棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸乙烯酯、棕榈酸丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸丁酯、棕榈酸异丁酯等中的一种,优选棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸异丙酯等中的一种;
所述维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯的摩尔比可为1︰(1.01~3.0),优选1︰(1.05~1.2);
所述维生素A醋酸酯与有机溶剂的配比可为1g︰(3~30)mL,优选1g︰(5~15)mL,其中,维生素A醋酸酯以质量计算,有机溶剂以体积计算;
所述维生素A醋酸酯与脂肪酶的质量比可为1︰(2~20);优选1︰(5~15);
所述有机溶剂为具有5~10个碳原子的脂肪烃、芳香烃;优选有机溶剂为具有6~7个碳原子的脂肪烃、芳香烃;所述有机溶剂选自正戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯、二甲苯等中的一种;优选环己烷、正庚烷、正辛烷等中的一种。
所述脂肪酶可采用Novozyme 435,购自丹麦诺维信公司。
在步骤2)中,所述酶催化酯交换反应的温度可为15~50℃,酶催化酯交换反应的时间可为4~24h;优选酶催化酯交换反应的温度20~40℃,酶催化酯交换反应的时间6~10h;
所述抽真空的真空度为60~300mmHg。
在步骤3)中,所述吸附剂可采用氧化铝或硅藻土;
所述维生素A醋酸酯︰吸附剂的质量比可为1︰(1~8);优选1︰(1~3)。
本发明的维生素A棕榈酸酯由维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯经过酶催化酯交换制得,采用维生素A醋酸酯及棕榈酸低级脂肪醇酯为原料,维生素A醋酸酯较维生素A醇稳定,不容易被氧化,同时反应采用酶催化酯交换,反应条件温和,能有效抑制副反应,操作简单,反应收率高,产品质量好。通过本发明制备得到的维生素A棕榈酸酯,外观为淡黄色油状物。采用美国药典USP28的方法分析,效价为175~177万IU/g,折纯收率可达96~97%。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步的说明,但不应误解为对本发明范围的限制。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行,所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品,其中脂肪酶Novozyme 435购自丹麦诺维信公司。
实施例1
将维生素A醋酸酯(10g,纯度95.35%,29.03mmol)与棕榈酸甲酯(8.23g,30.48mmol)加入到环己烷(50ml)中,搅拌30min,充分溶解后,加入脂肪酶Novozyme 435(50g),搅拌,抽真空,通过调节真空控制酶催化酯交换反应温度为25℃,同时经精馏柱分离出反应产物副乙酸甲酯及少量环己烷,反应10h后,将料液过滤,滤出脂肪酶,滤液加入氧化铝(15g),搅拌30min,过滤,除去氧化铝。滤液减压蒸发回收正己烷,得到淡黄色油状物15.19g,将所得淡黄色油状物按照美国药典USP28的方法进行分析。结果表明,维生素A棕榈酸酯纯度为175.66万IU/g,相当于含量96.62%。纯收率为96.34%。
实施例2
将维生素A醋酸酯(10g,纯度96.28%,29.31mmol)与棕榈酸乙酯(9.17g,32.24mmol)加入到正庚烷(100ml)中,搅拌30min,充分溶解后,加入脂肪酶Novozyme 435(90g),搅拌,抽真空,通过调节真空控制酶催化酯交换反应温度为30℃,同时经精馏柱分离出反应副产物乙酸乙酯及少量正庚烷,反应8h后,将料液过滤,滤出脂肪酶,滤液加入硅藻土(30g),搅拌30min,过滤,除去硅藻土。滤液减压蒸发回收正庚烷,得到淡黄色油状物15.34g,将所得淡黄色油状物按照美国药典USP28的方法进行分析。结果表明,维生素A棕榈酸酯纯度为176.22万IU/g,相当于含量96.93%。纯收率为96.65%。
实施例3
将维生素A醋酸酯(10g,纯度95.68%,29.13mmol)与棕榈酸异丙酯(10g,33.50mmol)加入到正辛烷(150ml)中,搅拌30min,充分溶解后,加入脂肪酶Novozyme 435(120g),搅拌,抽真空,通过调节真空控制酶催化酯交换反应温度为40℃,经精馏柱分离出反应副产物乙酸异丙酯及少量正辛烷,反应6h后,将料液过滤,滤出脂肪酶,滤液加入氧化铝(30g),搅拌30min,过滤,除去氧化铝。滤液减压蒸发回收正辛烷,得到淡黄色油状物15.21g,将所得淡黄色油状物按照美国药典USP28的方法进行分析。结果表明,维生素A棕榈酸酯纯度为175.87万IU/g,相当于含量96.73%。纯收率为96.22%。

Claims (16)

1.酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述维生素A棕榈酸酯的结构式如下:
所述方法,包括以下步骤:
1)将维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯溶解于有机溶剂中,加入脂肪酶,所述脂肪酶采用Novozyme 435;
2)从冷凝器抽真空进行酶催化酯交换反应,经精馏柱分离出反应副产物乙酸低级脂肪醇酯及有机溶剂;
3)反应料液经过滤除去脂肪酶,加入吸附剂进行吸附残留的棕榈酸低级脂肪醇酯,滤出维生素A棕榈酸酯溶液,所述吸附剂采用氧化铝或硅藻土,所述维生素A醋酸酯︰吸附剂的质量比为1︰(1~8);
4)减压蒸发有机溶剂,得到维生素A棕榈酸酯。
2.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤1)中,所述棕榈酸低级脂肪醇酯的结构式为C15H31COOR,其中R为具有1~6个碳原子的烃类结构。
3.如权利要求2所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述棕榈酸低级脂肪醇酯的结构式为C15H31COOR,其中R为具有1~3个碳原子的烃类结构。
4.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤1)中,所述棕榈酸低级脂肪醇酯选自棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸乙烯酯、棕榈酸丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸丁酯、棕榈酸异丁酯中的一种。
5.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤1)中,所述维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯的摩尔比为1︰(1.01~3.0)。
6.如权利要求5所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述维生素A醋酸酯与棕榈酸低级脂肪醇酯的摩尔比为1︰(1.05~1.2)。
7.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤1)中,所述维生素A醋酸酯与有机溶剂的配比为1g︰(3~30)mL,其中,维生素A醋酸酯以质量计算,有机溶剂以体积计算。
8.如权利要求7所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述维生素A醋酸酯与有机溶剂的配比为1g︰(5~15)mL。
9.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤1)中,所述维生素A醋酸酯与脂肪酶的质量比为1︰(2~20)。
10.如权利要求9所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述维生素A醋酸酯与脂肪酶的质量比为1︰(5~15)。
11.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤1)中,所述有机溶剂为具有5~10个碳原子的脂肪烃、芳香烃。
12.如权利要求11所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述有机溶剂为具有6~7个碳原子的脂肪烃、芳香烃。
13.如权利要求11所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述有机溶剂选自正戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、苯、甲苯、二甲苯中的一种。
14.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤2)中,所述酶催化酯交换反应的温度为15~50℃,酶催化酯交换反应的时间为4~24h;
所述抽真空的真空度为60~300mmHg。
15.如权利要求14所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于所述酶催化酯交换反应的温度20~40℃,酶催化酯交换反应的时间6~10h。
16.如权利要求1所述酶催化制备维生素A棕榈酸酯的方法,其特征在于在步骤3)中,所述维生素A醋酸酯︰吸附剂的质量比为1︰(1~3)。
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