[发明专利]一种生物酶催化的羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法

说明书

本发明属于有机合成、精细化学品、日用化学品领域，具体涉及一种生物酶催化的羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法。该方法使用包含醛酮还原酶(AKR)和乙醇脱氢酶(ADH)的双酶循环催化系统，在氧化型辅酶II(NADP)的存在下，以异丙醇为还原剂，实现羟丙基四氢吡喃三醇的合成。由于采用了生物酶催化，该方法条件温和，操作简便，污染小，绿色安全，无金属残留，且产物的纯度高，特别适合医药和化妆品活性物的合成。

技术领域

本发明属于有机合成、精细化学品、日用化学品领域，具体涉及一种生物酶催化的化妆品活性物羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法。

背景技术

羟丙基四氢吡喃三醇(CAS号439685-79-7)是一种生物活性物质，可以对抗皮肤老化、脱水等症状，被广泛应用于食品、生物、医药、化妆品等诸多领域。对于羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法，目前公开的文献主要通过丙酮基四氢吡喃三醇(CAS号439685-73-1)的还原实现(如下式)。其中，主要的还原条件包括硼氢化钠还原和过渡金属催化下的氢化反应等。这些常规化学还原反应存在以下的一些问题:立体选择性不高；三废排放较高，环境污染严重；一些试剂较为昂贵；一些反应需要高压氢气，存在安全隐患等。特别值得提出的是，一些使用过渡金属催化的反应，在产品中会存在金属残留，这对于医药和化妆品活性物尤为不利。

本发明提供一种生物酶催化的化妆品活性物羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法。该方法的特点在于使用包含醛酮还原酶(AKR)和乙醇脱氢酶(ADH)的双酶循环催化系统，在氧化型辅酶II(NADP)的存在下，以异丙醇为还原剂，实现羟丙基四氢吡喃三醇的高选择性、高效合成。该生物酶催化的方法，条件温和，操作简便，污染小，绿色安全，无金属残留，产物的非对映异构体比例高，特别适合医药和化妆品活性物的合成，具有良好的工业应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物酶催化的羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法，该方法使用包含醛酮还原酶(AKR)和乙醇脱氢酶(ADH)的双酶循环催化系统，在氧化型辅酶II(NADP) 的存在下，以异丙醇为还原剂，实现羟丙基四氢吡喃三醇的合成。其中，AKR主导丙酮基四氢吡喃三醇的还原，ADH主导NADPH的循环反应，示意式如下：

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物酶催化的羟丙基四氢吡喃三醇的合成方法，其以丙酮基四氢吡喃三醇和异丙醇为原料，在含有醛酮还原酶(AKR)、乙醇脱氢酶(ADH)和氧化型辅酶II(NADP)的水相缓冲溶液中反应，从而制备羟丙基四氢吡喃三醇。

优选地，所述醛酮还原酶(AKR)和乙醇脱氢酶(ADH)通过外源基因在大肠杆菌中表达合成。

优选地，在起始反应体系中，所述丙酮基四氢吡喃三醇、异丙醇、醛酮还原酶(AKR)、乙醇脱氢酶(ADH)和氧化型辅酶II(NADP)的投料质量比为1：(0.5～2)：(0.05～0.2)： (0.05～0.2)：(0.05～0.2)。

优选地，所述的缓冲溶液为磷酸缓冲盐溶液(PBS)，pH为7.0～8.0。

优选地，具体实施过程如下：在反应容器中依次加入所述的水相缓冲溶液、丙酮基四氢吡喃三醇、异丙醇、醛酮还原酶(AKR)、乙醇脱氢酶(ADH)和氧化型辅酶II(NADP)搅拌均匀，在25-45℃和氮气吹扫的条件下，HPLC检测反应进程，当转化率达90-99％时，调节反应体系pH至2-3，硅藻土过滤，并在滤液中加入乙酸乙酯进行多次萃取，旋转蒸发脱去溶剂后得到羟丙基四氢吡喃三醇。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用了生物酶催化的方法，底物稳定性好，酶转化率高，产物的非对映异构体比例高，条件温和，操作简便，污染小，绿色安全，无金属残留，且产物的纯度高，特别适合医药和化妆品活性物的合成。

附图说明：

图1为所合成羟丙基四氢吡喃三醇的非对映异构体比例的测定。