[发明专利]固定化扩展青霉脂肪酶催化合成糖苷酯类化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于酶化工领域，特别涉及一种利用固定化扩展青霉脂肪酶催化 糖苷酰化合成糖苷酯类化合物的方法。

背景技术

糖苷广泛存在于生物体内，其中很多糖苷因具有特殊的生物活性而担负 着重要的生物功能。许多糖苷化合物，如天麻苷、熊果苷、葡萄糖豆腐果苷、 高熊果苷、异高熊果苷、水杨醛-β-D-葡萄糖苷等，由于具有特定的药用价 值(例如抗肿瘤、抗微生物、降血脂、抗氧化、提高机体免疫功能、镇静安 眠等)而引起了人们的关注。糖苷化合物是一类活泼的化合物，结构上存在 着多个羟基，可以与其它不同结构的化合物相连接，当糖环的羟基连接上脂 肪族或芳香族酰基时，可以增强化合物的脂溶性，从而改善其在细胞和肠内 的吸收，提高其口服生物利用度，增强药效。因此，对该类化合物的合成及 修饰则成为糖苷类药物的一个主要研究方向。熊果苷除了具有抗菌、镇咳、 降血糖等多种药理作用外，还是人黑色素细胞中酪氨酸酶的抑制剂，能阻断 多巴以及多巴醌的合成，从而有效地抑制黑色素的生成，具有美白作用，且 对皮肤没有刺激性，毒副作用小。然而在使用过程中，熊果苷存在脂溶性差、 生物利用度低等问题。药理活性研究表明，熊果苷的碳十一烯酸和月桂酸酯 衍生物均比亲代化合物表现出更高的抗酪氨酸酶和抗亚油酸氧化活性。 糖苷类化合物糖环上羟基众多，且反应活性相似。采用一般化学方法直接 酯化时，区域选择性低，易产生大量的副产物，产物分离困难；为合成确定 位置酰化的产物，需要对糖环特定羟基进行保护和去保护等操作，反应步骤 多、工艺复杂；同时该方法采用碱性催化剂，易产生含碱废液，对环境造成 严重污染。而酶法合成避免了繁琐的保护和去保护等复杂的反应步骤，反应 条件温和、对环境友好，所得产物纯度高。因此，酶催化糖苷区域选择性酰 化是一条具有广阔前景的替代途径。曾有文献(Tokiwa et al.，Med.Chem.Lett. 2007，17：3105-3108；Nakajima et al.，J.Biosci.Bioeng.1997，87：105-107； Watanabe et al.，Biochem.Eng.J.2009，43：261-265；Chigorimbo-Murefu et al.， J.Mol.Catal.B：Enzym.，2009，56：277-282)公开了酶促熊果苷酯衍生物的 合成方法，但其所用的酶制剂为价格昂贵的商品化蛋白酶或脂肪酶，且催化 效率不高。如利用枯草杆菌蛋白酶催化合成熊果苷碳十一烯酸酯，其反应时 间较长，效率较低；利用来源于南极假丝酵母的脂肪酶催化熊果苷月桂酸酯 和阿魏酸酯的合成，其最大转化率仅为50％；利用来源于洋葱假单胞菌的脂 肪酶催化熊果苷肉桂酸酯的合成，其收率仅为28％。基于不同来源的脂肪酶 之结构与功能的差异，本发明选用价格低廉的固定化扩展青霉脂肪酶制剂催 化糖苷酰化以制备糖苷酯化合物，其不但收率高(85％-98％)，且成本大大 降低。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种固 定化扩展青霉脂肪酶催化合成糖苷酯类化合物的方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法合成的糖苷酯类化合物。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种固定化扩展青霉(Penicillium expansum)脂肪酶催化合成糖苷酯类化合物的方法，包括以下操作步骤：在 非水介质中，加入摩尔比为1∶1～20∶1的酰基供体和糖苷，得到溶液，该 溶液中糖苷的浓度为1～40mg/mL；加入与糖苷的质量比为10∶1～1∶10 的固定化扩展青霉脂肪酶，在温度为30～60℃、振荡速度为100～300rpm 和常压条件下，转酯化反应0.5～72小时，得到糖苷酯类化合物；

所述酰基供体为羧酸乙烯酯、酸酐、羧酸甲酯或羧酸乙酯；

所述糖苷为具有如下通式(II)的化合物：

其中，R₁为氢、羟基、甲氧基、醛基、羟甲基、甲酰基或乙酰基；R₂为氢、甲基或醛基；R₃为氢或甲基；

所述非水介质为非质子有机溶剂或含低亲核性阴离子的离子液中的一 种或两种。

所述糖苷为熊果苷、天麻苷、葡萄糖豆腐果苷、高熊果苷、异高熊果苷 或水杨醛-β-D-葡萄糖苷。

所述固定化扩展青霉脂肪酶的制备包括以下操作步骤：