一种酶催化制备（R）-α-硫辛酸的方法与流程

本发明属于有机化学领域的光学异构体拆分。具体地涉及一种酶催化分离制备(r)-α-硫辛酸的方法。

背景技术：

0、技术背景

1、1951年，reed等初次从猪肝中成功提取出(r)-α-硫辛酸1a。α-硫辛酸具有双硫五元环结构，电荷密度高，易发生自由基氧化，因而具有显著的抗氧化能力，可通过清除自由基或再生其他抗氧化剂等多种机制发挥抗氧化作用。在医药领域，α-硫辛酸广泛用于预防和治疗糖尿病及其相关并发症；在保健品领域，α-硫辛酸主要用于清除体内自由基、防止脂质过氧化，保护细胞免受氧化损伤，达到预防和辅助治疗疾病的目的。除以上主要用途外，硫辛酸在抗肿瘤治疗炎症、缺血再灌注损伤辐射损伤和急慢性肝病等方面也有多种潜在应用。

2、据估计，全球硫辛酸及相关中间体和衍生物的年市场需求量约1800～2500吨，年均复合增长率为10％。中国的市场消费约占全球总量的10％，但增长迅速，年增长率达到约40％。目前，市场上使用的主要为α-硫辛酸的外消旋体1。但研究表明，在硫辛酸的(r)-和(s)-两种对映异构体中，天然的(r)-α-硫辛酸1a具有更高的生物活性，比无明显生物活性的(s)-对映体1b具有更重要的应用价值。因此，研究开发适合工业生产的工艺路线，获得高纯度的(r)-α-硫辛酸对映体，将成为α-硫辛酸合成工作研究重点。

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4、近几年，关于(r)-α-硫辛酸不对称合成研究趋缓。过去近30年间，尽管关于(r)-α-硫辛酸的不对称合成方法有较多报道，但有实用价值的路线并不多，导致(r)-α-硫辛酸的工业合成困难，与消旋体α-硫辛酸的成本差异巨大，在性价比方面不具有竞争优势；前期对α-硫辛酸的市场准入(使用标准)要求较低，无论是作为药品还是保健品，允许消旋体α-硫辛酸进行销售。基于以上两方面原因，市场对(r)-α-硫辛酸的需求不够强烈，造成企业界对其生产技术的需求较少。因而对(r)-α-硫辛酸合成技术方法的研究经过一个高峰期后逐渐趋于平缓。但最近，随着世界各国特别是国内对药品和保健品使用标准的提高，企业界对(r)-α-硫辛酸合成技术的需求呈现出逐渐增加的趋势，相信未来会有更多的研究者从事(r)-α-硫辛酸合成新技术和新方法的研究。

5、目前(r)-α-硫辛酸的合成方法主要有以下3种：1)由非手性原料出发，经酶催化和化学催化的不对称合成方法来合成；2)由外消旋中间体出发，经手性拆分得到的手性中间体来合成，或直接以消旋体产物进行手性拆分合成；3)由商品化手性原料出发，经手性底物控制的不对称合成来合成。

6、1997年，fadnavi s等发现，商业可得的脂肪酶candia rugosa作为催化剂，在催化α-硫辛酸外消旋体1中的(r)-和(s)-对映异构体的酯化反应时具有选择性。其中，(s)-对映体的酯化反应速度更快，优先反应得到(s)-α-硫辛酸酯。利用酶的这一性质催化α-硫辛酸的选择性酯化，可以通过手性拆分的方法实现(r)-α-硫辛酸的制备。对于该反应，作者研究了不同的醇roh(r＝me，et，n-pr，n-bu，n-pen，n-hex，n-oct)与外消旋体α-硫辛酸1的酯化反应性能，在反应底物的转化率达到30％时停止反应，比较它们的e.e值。结果表明，正辛醇的选择性最好，产物1a的e.e值为23.8％。虽然该方法的手性选择性比较低，但其结果为通过酶促拆分法更高效地制备(r)-α-硫辛酸提供了一种思路。

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8、酶促拆分外消旋α-硫辛酸制备(r)-α-硫辛酸

9、2009年，wang等报道了米曲霉wz007脂肪酶催化外消旋α-硫辛酸选择性酯化的方法，可进一步提高(r)-α-硫辛酸的产率与e.e值。在最佳条件下，α-硫辛酸酯化反应的转化率为75.2％，分离得到的未酯化的底物中(r)-α-硫辛酸的e.e值达到92.5％。

10、以上关于酶的拆分方法，是通过酶催化选择性酯化α-硫辛酸外消旋产物的末端羧基来实现的。由于反应活性基团羧基距离手性中心较远，降低了催化剂酶的手性诱导能力，导致拆分效率较低。

技术实现思路

1、针对现有技术中酶催化拆分获得(r)-α-硫辛酸存在的转化率和收率低的问题。

2、本发明提供了一种纤维素固化脂肪酶催化拆分方法，可以获得较高收率的(r)-α-硫辛酸。

3、本发明采用如下技术方案：在甲苯和/或二甲苯溶剂中分别加入固定脂肪酶的纤维素、消旋硫辛酸，反应结束后过滤出固体，溶剂浓缩后加入结晶溶剂中打浆获得高光学纯度的(r)-α-硫辛酸。

4、本发明还提供一种硫辛酸消旋体的制备方法，包括将纤维素固定脂肪酶上结合的(s)-α-硫辛酸酯在甲苯和/或二甲苯中水解、过滤、分层、干燥、有机溶剂升温反应的步骤。

5、本发明的有益效果：

6、1、本发明使用脂肪酶固定在纤维素上高选择性地催化(s)-α-硫辛酸与固定脂肪酶的纤维素酯化，过滤分离(s)-α-硫辛酸固定脂肪酶的纤维素酯化物，获得高光学纯度的(r)-α-硫辛酸，本发明工艺条件简单，一步法实现拆分高纯度的(r)-α-硫辛酸。

7、2、本发明方法可以使消旋体硫辛酸拆分后的副产物(s)-α-硫辛酸再利用。

8、3、本发明所使用的反应条件，对设备要求低，适合工业化生产。

9、4、本发明固定脂肪酶的纤维素制备容易，并可以重复利用，降低了生产成本。

技术特征：

1.一种(r)-α-硫辛酸的制备方法，该方法包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的固定脂肪酶的纤维素与外消旋硫辛酸的重量比例为(0.5-3.5):1，优选(1-3.5):1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的结晶溶剂为正己烷与丙酮混合物，优选正己烷：丙酮(1-3):1，特别优选(1-2):1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，反应的温度为0℃-60℃，优选20℃-40℃；反应时间为1～8小时，优选2-6小时。

5.一种s-硫辛酸外消旋化的制备方法，该方法包括将(s)-α-硫辛酸与固定脂肪酶的纤维素的酯化物水解，分层，有机相升温的步骤。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的水解在甲苯和/二甲苯溶剂中加入稀的酸水溶液室温下搅拌反应2-5小时，分层的有机相中加入三乙胺升温至50-80℃，搅拌反应3-8小时。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，三乙胺的加入量为固定脂肪酶的纤维素s-硫辛酸酯重量的1-5％。

技术总结
本发明公开了一种纤维素固定脂肪酶催化分离制备(R)‑α‑硫辛酸的方法，属于食品、医药和化妆品等技术领域。本发明使用纤维素固定脂肪酶催化在溶剂中硫辛酸消旋体中的(S)‑α‑硫辛酸与纤维素固定脂肪酶酯化，过滤分离(S)‑α‑硫辛酸与纤维素固定的脂肪酶的酯化物，浓缩有机溶剂获得高光学纯度的(R)‑α‑硫辛酸。本发明方法使用的酶法生产反应条件温和、分离纯化简单、所得产物收率与光学纯度高，生产成本低，更适合工业化生产。

技术研发人员：那日松,苏庆丰,张海清,杨伟敬,朱永洋,袁国龙,郑记栓,李志军
受保护的技术使用者：天驰药业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1