专利名称：：二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯的制作方法
技术领域：
：本发明属酶促合成阿魏酸单甘酯领域，特别是涉及二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯。
背景技术：
：单甘酯作为多元醇型非离子表面活性剂的重要品种，具有乳化、抗静电、润滑等特性,还有安全、营养、加工适应性好的优势，因而广泛的应用于食品、药品及化妆品的领域。近几年，随着人们对功能性物质要求的增加，赋予单甘酯更多的生理活性的研究引起了人们的广泛关注。阿魏酸是一类存在于植物中的具有多种生理活性的酚酸类衍生物。然而其碳链较短限制了其在其它领域的应用。将阿魏酸与单甘酯相结合，生成一种即克服阿魏酸缺点同时赋予单甘酯更多生理活性的阿魏酸单甘酯成为很多研究学者的重视。目前的制备方法中主要以阿魏酸酯与三酰基甘油酯的转酯反应为主，然而在制备的过程中除了阿魏酸单甘酯外，还有大量的阿魏酸双甘酯的存在，降低了阿魏酸单甘酯的的产量，降低了反应的选择性。响应面法(ResponseSurfaceMethodology,RSM)有效地结合数学方法和统计分析，通过对几个响应过程变量进行数学建模和分析，能够定向地优化响应因子。与正交实验法相比，因其采用更为合理的实验设计，能以较少的实验数量和时间对实验进行全面研究，科学地提供局部与整体之间的关系，从而能取得更为明确有效的结论。
发明内容本发明的目的是提供一种二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，通过二次通用旋转回归设计反应介质，并且运用响应面法对反应进行分析，能够系统的、快速的、高效的制备阿魏酸单甘酯，在提高产率的同时，大大提高反应的选择性。本发明的二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，包括下列步骤(1)根据溶剂极性选择三种反应介质溶剂；(2)根据二次通用旋转回归，设计三溶剂反应介质的不同比例，建立目标函数为Y-P!X！+(32X2+(53X3+^132XtX2+13^XX3+p2(33X2X3;(3)通过响应面法分析目标函数，得14种反应介质不同比例的组合；(4)在不同的介质组合中进行酶促反应；(5)通过二次通用旋转组合设计的方差分析比较转酯反应的转化率和选择性的预测值与实际测量值，检验分析结果。所述的根据溶剂极性选择三种反应介质，其主要根据其LgP值，(P值为溶剂在正辛醇和水中的分配系数比，LgP越大，溶剂的疏水性越强)，从高中低区分别选择三种溶剂，选择甲苯(LgP=1.5)、叔丁醇(LgP=2)、环己烷(LgP=3.5)构成反应介质的三元体系；所述目标函数中，Y是响应值，即变量(区域选择性)，P!、|32、|33、陆、P!p3、卩2卩3分别是各个自变量的交互系数，X,、X2、X3分别代表叔丁醇、甲苯及环己烷；所述的在14种不同比例的组合介质种进行酶促反应是50°C，210rpm转速下，0.25mmol阿魏酸乙酯，0.75mmol三丁酸甘油酯，120mg固定化脂肪酶Novozym435置于25ml具塞三角瓶中，空气浴反应144h。应用二次通用旋转回归方法在实验因素较多的情况下，具有实验次数少，安排水平数多，实验点在实验范围内均匀散布等优点。可以用较少的实验次数得到比较理想的实验条件。在实验当中，应用响应面法寻找反应介质的最佳组分，并通过二次通用旋转回归方差分析方法对实验结果进行验证，同时拟合出能表达目标函数随各个变量变化规律的预测方程，从而得出理论上最佳的反应介质的配比。本发明的有益效果本发明中二次旋转回归指导对酶促合成阿魏酸单甘酯反应介质的筛选，避免了对反应介质选择的盲目性，实验次数多等技术的不足，更加适合大规模生产过程中的分析，可以在较短的时间内，通过少次的实验、系统的分析、找到对于目标产物合成产率和选择性的最佳反应介质。利用本方法可快速制备产物专一的阿魏酸单甘酯的方法，该方法同时可以应用于酚酸类药物衍生物的合成。图1是酶促合成阿魏酸单甘酯的线路图；图2是实验数值与预测数值的相关曲线图3是二次通用旋转回归设计实验所产生的等高线和响应曲线图，(a)是二次通用旋转回归设计实验所产生的等高线，(b)是响应曲线图。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例11.反应体系三元介质的选择根据其LgP值，(P值为溶剂在正辛醇和水中的分配系数比，LgP越大，溶剂的疏水性越强)，从高中低区分别选择三种溶剂。甲苯(LgP=1.5)，叔丁醇(LgP=2)，环己垸(LgP=3.5)构成反应介质的三元体系。2.建立目标函数Y=(3iXi+p2X2+|33X3十p必X!X2+0,133X,X3+卩2卩3X2X3其中，Y是响应值，即变量(区域选择性)，p!、|32、|33、piP2、|3^3、|32|33分别是各个自变量的交互系数，X!、X2、X3分别代表叔丁醇、甲苯及环己垸，反应介质共3ml。3.根据二次旋转回归、响应面法分析目标函数根据二次旋转回归、响应面法分析目标函数，各组分添加量及在此条件下的实验数据如表1所示。表1二次旋转回归法设计对反应介质设计及在此条件下的实验结果实验变量转化率(％)选择性环己垸甲苯叔丁醇实验数值预测数值13.000.000.0052.8%0.130.2021.501.500.0076.9%1.021.0131.500.001.5074.5%0.960.9840.003.000.0075.6%2.972.870.001.501.5078.4%7.567.3460.000.003.0067.4%3.343.5272.000.500.5075.3%1.231.0380.502.000.5073.7%3.544.0590.500.502.0076.5%3,984.25101.001.001.0074.8%3.663.42113.000.000.0056.5%0.160.20120.000.003.0068.3%3.753.52130.003.000.0072.4%2.912.87141.501.500.0078.7%1.071.014.比较转酯反应的转化率和选择性的预测值与实际测量值通过二次通用旋转组合设计的方差分析比较转酯反应的转化率和选择性的预测值与实际测量值，结果见表2。表2二次通用旋转组合设计的方差分析表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表2可以看出，回归方程是高度显著的；失拟是高度不显著的，因此由此分析表得到回归方程为Y=0.35Xj+2.93X2+3.54X3-2.34X！X2-3.34X!X3+16,22X2X35.比较实验数值与预测数值的关系由图2可以看出实验数值与预测数值的相关系数为0.9887，证明通过二次通用旋转回归设计的模型是高度显著相关的，证明此设计合理。6.分析验证实验结果通过二次通用旋转回归设计实验所产生的等高线和响应曲线图分析验证实验结果，结果见图3。由图3可以看出当甲苯与叔丁醇的体积比为1:l时，反应的转化率达到78.4，且选择性达到7.34，达到目前生产阿魏酸单甘酯的所有制备方法中最高的产率及纯度。权利要求1.二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，包括下列步骤(1)根据溶剂极性选择三种反应介质溶剂；(2)根据二次通用旋转回归，设计三溶剂反应介质的不同比例，建立目标函数Y＝β1X1+β2X2+β3X3+β1β2X1X2+β1β3X1X3+β2β3X2X3；(3)通过响应面法分析目标函数，得14种反应介质不同比例的组合；(4)在不同的介质组合中进行酶促反应；(5)比较转酯反应的转化率和选择性的预测值与实际测量值，检验分析结果。2.根据权利要求1所述的二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，其特征在于所述反应介质是甲苯、叔丁醇、环己垸构成反应介质的三元体系。3.根据权利要求1所述的二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，其特征在于所述目标函数中Y是响应值，即区域选择性变量，pi、|32、p3、(3^2、(3^3、卩2|33分别是各个自变量的交互系数，Xi、X2、X3分别代表叔丁醇、甲苯及环己烷。4.根据权利要求1所述的二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，其特征在于所述的在14种不同比例的组合介质种进行酶促反应是50°C，210rpm转速下，0.25mmol阿魏酸乙酯，0.75mmol三丁酸甘油酯，120mg固定化脂肪酶Novozym435置于反应器中，空气浴反应144h。5.根据权利要求1所述的二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，其特征在于通过二次通用旋转组合设计的方差分析进行检验分析结果。全文摘要本发明涉及一种二次通用旋转回归及响应面法联用酶促合成阿魏酸单甘酯，步骤(1)根据溶剂极性选择三种反应介质溶剂；(2)根据二次通用旋转回归，设计三溶剂反应介质的不同比例，建立目标函数；(3)通过响应面法分析目标函数，得14种反应介质不同比例的组合；(4)在不同的介质组合中进行酶促反应；(5)比较转酯反应的转化率和选择性的预测值与实际测量值，检验分析结果。本方法能够系统的、快速的、高效的制备阿魏酸单甘酯，在提高产率的同时，大大提高反应的选择性。文档编号C12P7/62GK101200739SQ200710171628公开日2008年6月18日申请日期2007年11月30日优先权日2007年11月30日发明者朱利民,静权,波蒋,妍郑申请人:东华大学