[发明专利]一种(R)-3-羟基丁酸盐的制备方法

说明书

本发明属于生物化学工程技术领域，提供了一种(R)‑3‑羟基丁酸盐的制备方法，对PHB进行回流渗透后，采用固体碱催化剂进行碱性水解反应，加入碱后制得高光学纯度的(R)‑3‑羟基丁酸盐，光学纯度不低于97.89％，产率不低于94.5％，且生产周期短，在室温下即可进行水解反应，能耗低，另外，本发明的方法对生产设备与环境要求不高，生产成本低，同时，由于所用的化学原料是食品级或是分析纯，化学原料种类少，最大程度降低了重金属残留量高的风险，所采用的固体碱催化剂经过滤后可以重复使用。

技术领域

本发明涉及生物化学工程技术领域，更具体地，涉及一种(R)-3-羟基丁酸盐的制备方法。

背景技术

3-羟基丁酸(3-HB)是天然高聚物聚(R)-3-羟基丁酸酯(以下均简称为PHB)的单体形式，天然状态下以纯的R构型存在。3-羟基丁酸作为体内的一种重要酮体，由长链脂肪酸在肝中降解产生，经血液输送到外周组织中并对机体的功能产生调节作用。已有文献报道，在保健品，食品和医药行业都有很大的应用价值和前景，包括：加速减肥；刺激各种健康促进基因的表达；降低炎症并发症的发生；提高锻炼表现和训练效率；增强代谢效率；为心脏提供最佳能量，降低心血管疾病的发病几率；提高胰岛素敏感性；预防癌症和糖代谢紊乱引起的相关疾病；增加认知能力，预防老年痴呆，延长寿命等。

3-羟基丁酸钠作为PHB的一种稳定矿物钠盐供给体，通常和3-羟基丁酸钙以及3-羟基丁酸镁共同使用构成干粉，在摄入后分解成游离的Beta-羟基丁酸和矿物离子被人体吸收。

目前，(R)-3-羟基丁酸盐的制备主要存在以下问题：

(1)使用化工原料进行合成，得到(R)-3-羟基丁酸盐光学纯度低；另外，化工原料容易引入重金属，并较难以去除，容易导致重金属残留量相对较高；

(2)使用PHB生物降解方法进行制备的(R)-3-羟基丁酸，虽然其光学纯度高，但存在发酵过程缓慢，生产周期长，效率低，成本高，同时质量稳定性差等缺点；

(3)使用强碱水解PHB，制备(R)-3-羟基丁酸盐，如果温度稍高时(50℃左右)，则产物主要是以巴豆酸钠为主。如果温度稍低，则水解耗时过长；

(4)使用弱碱水解PHB，制备(R)-3-羟基丁酸盐，即使较高温度进行水解，水解耗时也过长。

因此，亟需开发一种(R)-3-羟基丁酸盐的制备方法，所制得的(R)-3-羟基丁酸盐的光学纯度高，可室温条件下进行生产，能耗低，生产工艺简单，生产效率高，适合工业化量产。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种(R)-3-羟基丁酸盐的制备方法，能够在25-30℃的室温条件下制备出高光学纯度的(R)-3-羟基丁酸盐，能耗低，适合工业化量产。

本发明的第一方面提供一种(R)-3-羟基丁酸盐的制备方法。

具体地，一种(R)-3-羟基丁酸盐的制备方法，包括如下步骤：

将聚(R)-3-羟基丁酸酯溶解或溶胀于有机溶剂中，加入水和固体碱催化剂，进行水解反应，然后加入碱，过滤，取滤液干燥后制得所述(R)-3-羟基丁酸盐。

本发明先对PHB进行溶解或溶胀渗透，以破坏PHB内部的晶体结构，降低其结晶度，同时部分小分子量的PHB被溶解在有机溶剂中，便于后续水解反应的进行，氢氧根离子容易渗透入内部，并且本发明还采用固体碱催化剂的碱性催化作用进行水解反应，固体碱催化剂在水中可以完全释放出氢氧根离子，促进PHB降解，实现了室温条件下水解反应，加入碱后，制得(R)-3-羟基丁酸盐，其光学纯度高，本发明的水解反应可以在室温条件下进行，无需额外加热。

优选地，所述水解反应的温度为25-30℃，水解反应的时间为12-48小时。