使用电渗析技术拆分光学异构体的方法

文档序号:1211321 发布日期:2020-09-04 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 使用电渗析技术拆分光学异构体的方法 (Method for resolving optical isomers using electrodialysis techniques ) 是由 邱贵森 苏金环 曾聪明 蒋泰隆 陈彦 刘文杰 于 2019-02-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种通过电渗析从外消旋体中拆分光学异构体的方法。具体地,本发明将电渗析技术应用于酶拆分工艺中,主要应用于酶拆分后产物的分离。以D-泛解酸内酯制备工艺为例,关键点在于通过电渗析方法从酶拆分液中分离D-泛解酸和L-泛解酸内酯,取代了现有的有机溶剂提取方法,工艺方法简单易行,D-泛解酸收率高,纯度好,大大减少了有机溶剂的使用量,降低了生产成本,环境友好,可以很大程度的改善工人的工作环境,提高运行安全指数。本发明所提供的方法在酶拆分分离工艺中有很大的应用潜力。(The present invention provides a method for resolving optical isomers from racemates by electrodialysis. Specifically, the electrodialysis technology is applied to the enzyme resolution process, and is mainly applied to separation of products after enzyme resolution. Taking a preparation process of D-pantoic acid lactone as an example, the key point is that D-pantoic acid and L-pantoic acid lactone are separated from an enzyme resolution liquid by an electrodialysis method, the existing organic solvent extraction method is replaced, the process method is simple and feasible, the yield of the D-pantoic acid is high, the purity is good, the use amount of the organic solvent is greatly reduced, the production cost is reduced, the environment is friendly, the working environment of workers can be improved to a great extent, and the operation safety index is improved. The method provided by the invention has great application potential in an enzyme resolution and separation process.)

使用电渗析技术拆分光学异构体的方法

技术领域

本发明属于生物技术领域,具体涉及使用生物催化技术和电渗析技术从外消旋体中拆分光学异构体。

背景技术

手性是自然界的本质属性,许多生物大分子和生物活性物质都具有手性特征。手性物质的两个或多个不同构型虽化学成分完全一样,但生理活性往往存在差别,通常只有一个构型具有所需活性,其他构型作用很小,或者无作用,甚至可能有毒副作用。例如泛酸(pantothenic acid),又名本多生酸,为B族维生素之一,是辅酶A的组成部分,参与蛋白质、脂肪、糖的代谢,在物质代谢中起着重要的作用。其活性成分为D-构型的右旋泛酸(维生素B5),但因泛酸不稳定,其商品形式主要为D-泛酸钙。

拆分是光学纯手性化合物的主要获得途径之一。与传统化学法拆分相比,酶法拆分不需使用价格昂贵的拆分试剂,反应条件温和,光学选择性好,环境友好,且还能进行一些化学法无法进行的反应。酶法拆分凭借其显著的优势越来越受到各国科研人员的推崇,已经有很多工业化的成功案例。

例如,D-泛解酸内酯(D-Pantolactone)是生产D-泛酸钙、D-泛醇、D-泛硫乙胺等泛酸系列产品的重要手性中间体。目前工业化合成D-泛解酸内酯多采用的就是化学法与水解酶拆分法相结合的技术路线。即化学法生产消旋的DL-泛解酸内酯,然后用D-泛解酸内酯水解酶进行水解拆分,拆分反应的清液先用有机溶剂萃取出L-泛解酸内酯和未反应的D-泛解酸内酯,水相(含有D-泛解酸)加酸内酯化后再用有机溶剂萃取,然后脱盐、脱色,用重结晶方法精制。例如CN1313402A中,利用游离或固定化细胞拆分DL-泛解酸内酯,然后用二氯甲烷萃取,水相盐酸酸化后再用二氯甲烷萃取,回收溶剂后得到的D-泛解酸内酯粗品在丙酮/异丙醚中重结晶,得到合格的D-泛解酸内酯。这个工艺存在有待提高之处,例如,酶反应得到的D-泛解酸提取精制过程中要用到大量的有机溶剂进行提取,带来环境和成本问题,且D-泛解酸内酯粗品要重结晶精制,收率低,成本高。

电渗析技术是利用离子交换膜和直流电场的作用,从水溶液分离出电解质组分的一种电化学分离过程。

发明内容

本发明提供了一种全新的拆分光学异构体的方法。该方法可以弥补现有手性拆分工艺的不足,利用手性拆分产物中光学异构体的可离子化程度不同,用电渗析技术取代传统的有机溶剂提取工艺,从而提高产物的收率和产品质量,降低生产成本。

本发明提供了一种通过电渗析从外消旋体中拆分光学异构体的方法,包括:

a)将外消旋体在催化剂的存在下反应形成包括第一光学异构体的可电离形式和第二光学异构体的非电离形式的混合物;

b)将所述混合物进行电渗析处理,以允许所述第一光学异构体的可电离形式和所述第二光学异构体的非电离形式得以分离;和

c)收集分离的所述第一光学异构体的可电离形式,和/或收集分离的所述第二光学异构体的非电离形式。

在本申请中,“外消旋体”是指,具有两种或两种以上的具有不同旋光性质的光学异构体的混合物。例如,具有一个手性中心的化合物可以具有两种光学异构体,一种具有R构型的手性中心,另一种具有S构型的手性中心。对于该化合物而言,其外消旋体既包括R构型的光学异构体也包括S构型的光学异构体。在本申请所述的外消旋体中,不同的光学异构体可以以相等的摩尔量存在(即旋光性抵消),也可以以不等的摩尔量存在。

在某些实施方式中,所述外消旋体具有可水解的官能团。可水解的官能团例如,但不限于,酯键、酰胺键等。在某些实施方式中,所述官能团被水解后可以生成可电离的基团。可电离的基团是指在水溶液中会电离的基团,例如,羧基、氨基等。可电离基团在电离后会产生带电基团,例如带负电的羧酸根、带正电的氨离子等。在某些实施方式中,所述外消旋体中的手性中心可以位于可水解的官能团中,或者也可以位于可水解的官能团附近,例如在可水解的官能团相邻的原子上,或者在与其间隔1个、2个或3个原子的位置。

在本发明的方法中,所述催化剂可以特异性地与所述外消旋体中的特定的光学异构体反应(例如水解其中的可水解的官能团),使之成为可电离形式。“可电离形式”在本申请中是指在水溶液中会电离形成带电基团。在某些实施方式中,所述可电离形式可以包含可电离基团,例如羧基、氨基等。在某些实施方式中,所述催化剂可以不催化外消旋体中的第二光学异构体,使之保持其非电离形式。“非电离形式”在本申请中是指在水溶液中不会电离,也不具有带电基团。在某些实施方式中,所述非电离形式包含非电离基团,例如酯(例如外消旋体中的内酯)、酰胺、醚等。

在某些实施方式中,所述外消旋体具有环结构,并且所述可水解的官能团可以在环结构中。示例性的环结构例如,内酯、内酰胺。这些环内官能团可以发生反应,从而开环。在某些实施方式中,在所述第二光学异构体的非电离形式中所述环结构是闭环的。在某些实施方式中,在所述第一光学异构体的可电离形式中所述环结构是开环的。例如,当环内官能团发生开环反应后,形成了可电离的基团。或者在某些实施方式中,在所述第二光学异构体的非电离形式中所述环结构是开环的,和/或在所述第一光学异构体的可电离形式中所述环结构是闭环的。在具有环结构的外消旋体中,其手性中心可以在环原子上,也可以不在环原子上。

在某些实施方式中,所述外消旋体是酯。示例性的外消旋酯包括,3-环己烯-1-甲酸甲酯。在某些实施方式中,所述外消旋体是内酯。内酯是指在分子结构中具有由羧基和羟基脱水生成的分子内部酯键(-C(O)O)。通常分子内部的酯键在环结构中。内酯的示例例如DL消旋泛解酸内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、α-羟基-γ-丁内酯、β-羟基-γ-丁内酯、α-乙酰基-γ-丁内酯、正丁基苯酞等。

在某些实施方式中,所述催化剂包含酶组合物。在某些实施方式中,所述酶组合物中含有能够特异性与某种光学异构体反应的酶。例如,特异性地与D-构型光学异构体反应,或者特异性地与L-构型光学异构体反应。在某些实施方式中,所述酶组合物含有酯水解酶。在某些实施方式中,所述酯水解酶特异性地催化D-构型的内酯。示例性的酯水解酶包括,例如,D-泛解酸内酯水解酶、Novozyme435脂肪酶、β-丁内酯水解酶、γ-丁内酯水解酶、α-羟基-γ-丁内酯水解酶、β-羟基-γ-丁内酯水解酶、α-乙酰基-γ-丁内酯水解酶、正丁基苯酞水解酶等。以D-泛解酸内酯水解酶为例,其能够特异性地水解外消旋体中的D-构型的泛解酸内酯,使其中的内酯结构水解形成分子内独立的羧基和羟基,其中的羧基在水溶液中能够电离,因此可以带电,为可电离形式。但是D-泛解酸内酯水解酶不能水解外消旋体中的L-构型泛解酸内酯,因此L-构型泛解酸内酯在催化反应后仍然保持内酯结构,为非电离形式。再例如,Novozyme 435脂肪酶能够特异性地水解外消旋体中的R-构型的3-环己烯-1-甲酸甲酯,使其形成3-环己烯-1-甲酸,在水溶液中可电离。S-构型的3-环己烯-1-甲酸甲酯由于不能被水解,因此仍然保持非电离形式。

在某些实施方式中,所述酶组合物含有内酰胺酶。在某些实施方式中,所述内酰胺酶特异性地催化D-构型的内酰胺。示例性的内酰胺酶例如,β-内酰胺酶、γ-内酰胺酶。以β-内酰胺酶为例,其能够特异性地水解外消旋体中的D-构型的β-内酰胺,使其中的内酰胺结构水解形成分子内独立的羧基和氨基,其中的羧基在水溶液中能够电离,因此可以带电,为可电离形式。但是β-内酰胺酶不能水解外消旋体中的L-构型的β-内酰胺,因此L-构型的β-内酰胺在催化反应后仍然保持内酰胺结构,为非电离形式。

在某些实施方式中,本发明所述的外消旋体是DL-泛解酸内酯,所述第一光学异构体是D-泛解酸内酯,所述第二光学异构体是L-泛解酸内酯,所述第一光学异构体的可电离形式是D-泛解酸,所述第二光学异构体的非电离形式是L-泛解酸内酯。

在某些实施方式中,所述外消旋体是3-环己烯-1-甲酸甲酯,所述第一光学异构体是(R)-3-环己烯-1-甲酸甲酯,所述第二光学异构体是(S)-3-环己烯-1-甲酸甲酯,所述第一光学异构体的可电离形式是(R)-3-环己烯-1-甲酸,所述第二光学异构体的非电离形式是(S)-3-环己烯-1-甲酸甲酯。

在某些实施方式中,所述外消旋体是α-羟基-γ-丁内酯,所述第一光学异构体是(R)-α-羟基-γ-丁内酯,所述第二光学异构体是(S)-α-羟基-γ-丁内酯,所述第一光学异构体的可电离形式是(R)-α-羟基-γ-丁酸,所述第二光学异构体的非电离形式是(S)-α-羟基-γ-丁内酯。

在某些实施方式中,所述外消旋体是β-羟基-γ-丁内酯,所述第一光学异构体是(R)-β-羟基-γ-丁内酯,所述第二光学异构体是(S)-β-羟基-γ-丁内酯,所述第一光学异构体的可电离形式是(R)-β-羟基-γ-丁酸,所述第二光学异构体的非电离形式是(S)-β-羟基-γ-丁内酯。

在某些实施方式中,所述外消旋体是α-乙酰基-γ-丁内酯,所述第一光学异构体是(R)-α-乙酰基-γ-丁内酯,所述第二光学异构体是(S)-α-乙酰基-γ-丁内酯,所述第一光学异构体的可电离形式是(R)-α-乙酰基-γ-丁酸,所述第二光学异构体的非电离形式是(S)-α-乙酰基-γ-丁内酯。

任何对光学异构体具有选择性催化功能的酶的形式都可以使用。在某些实施方式中,所述酶组合物可以含有纯化的酶、表达酶的细胞、或表达酶的细胞裂解物。表达酶的细胞可以是任何适当的宿主细胞,可以是原核细胞例如细菌,也可以是真核细胞例如酵母、动物细胞等。细胞裂解物可以是任何含有酶的裂解物成分,例如细胞裂解液等。在某些实施方式中,所述酶组合物是固定在基底上的。适用的基底可以包括固定化酶的材料,例如磁性微粒、大孔树脂等;也可以包括固定化细胞的材料,例如海藻酸钙、凝胶等。

在某些实施方式中,所述步骤a)在反应过程中维持pH值在7.0~7.5的范围内,例如,pH值维持在7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。在某些实施方式中,使用15N NH3.H2O滴定维持所述pH值。在某些实施方式中,所述步骤a)在反应过程中的温度维持在20℃~40℃之间,例如,20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。在某些实施方式中,所述步骤a)的反应时间为1~10小时,例如1小时、2小时、3小时、4小时、5小时、6小时、7小时、8小时、9小时、10小时或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。

在某些实施方式中,在所述步骤a)以后和步骤b)之前进一步包括:去除所述混合物中所述催化剂的残留物。所述残留物包括细胞碎片、蛋白质等大分子,本领域技术人员可以根据其实际需要使用常规的分离手段去除所述混合物中所述催化剂的残留物,例如,过滤、离心、微滤、超滤等多种手段中的一种或者多种。

在某些实施方式中,所述过滤通过使用滤纸或滤布来实现。本发明中所述的滤纸或滤布可以是市售的滤纸或滤布,例如GE Healthcare Life Sciences公司、仕比纯公司、旭化成公司等公司生产的滤纸或滤布。在某些实施方式中,滤纸或滤布的孔径为10~150μm,例如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。本领域技术人员可以根据所述催化剂的残留物的种类和尺寸,选择合适的滤纸或滤布孔径来去除所述催化剂的残留物。

在某些实施方式中,所述离心通过使用离心分离器来实现。本发明中所述的离心分离器可以是市售的离心分离器,例如广州富一液体分离技术有限公司、烟台诚博机械科技有限公司、东莞市耀天电气科技有限公司、TEMA System、Kyte、Heinkel、GEA等公司生产的离心分离器。在某些实施方式中,离心速率为1000rpm~2000rpm,例如1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm、1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm、1900rpm、2000rpm或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。在某些实施方式中,离心时间为2~15分钟,例如,2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟、15分钟或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。本领域技术人员可以根据所述催化剂的残留物的种类和尺寸,选择合适的离心速度和离心时间来去除所述催化剂的残留物。

在某些实施方式中,所述微滤通过使得所述混合物经过微滤膜来实现。本发明中所述的微滤膜可以是市售的微滤膜,例如GE Healthcare Life Sciences公司、仕比纯公司、旭化成公司等公司生产的微滤中空纤维膜系列。在某些实施方式中,所述微滤膜的孔径为0.1μm~0.6μm,例如0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.22μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。根据所述催化剂的残留物的尺寸,选择尽可能小的微滤膜孔径有助于大颗粒残留物的去除。

在某些实施方式中,所述超滤通过使得所述混合物经过超滤膜来实现。本发明中所述的超滤膜可以是市售的超滤膜,例如GE Healthcare Life Sciences公司、仕比纯公司、旭化成公司等公司生产的超滤中空纤维膜系列。在某些实施方式中,所述超滤膜是孔径为10kD~500kD的中空纤维超滤膜,例如孔径为10kD、20kD、30kD、40kD、50kD、60kD、70kD、80kD、90kD、100kD、150kD、200kD、250kD、300kD、350kD、400kD、450kD、500kD或者以上任意两个数值范围之间任意数值的中空纤维超滤膜。本领域技术人员可以根据所述催化剂的残留物的尺寸,选择合适的超滤膜孔径来去除所述催化剂的残留物。

在某些实施方式中,本发明所述的方法进一步包括纯化和/或浓缩所述分离的第一光学异构体的可电离形式,和/或纯化和/或浓缩所述分离的第二光学异构体的非电离形式。

在某些实施方式中,所述分离的第一光学异构体的可电离形式和/或第二光学异构体的非电离形式可以被进一步纯化。例如,可以通过用适当的溶剂,萃取所述第一光学异构体的可电离形式和/或第二光学异构体的非电离形式。例如,可以向收集得到的(R)-3-环己烯-1-甲酸中加入有机溶剂(例如,乙酸乙酯),收集有机相,以得到纯化的(R)-3-环己烯-1-甲酸。再例如,可以进一步向收集得到的(S)-3-环己烯-1-甲酸甲酯中加入有机溶剂(例如,乙酸乙酯),收集有机相,以得到纯化的(S)-3-环己烯-1-甲酸甲酯。

在某些实施方式中,所述分离的和/或纯化的第一光学异构体的可电离形式和/或第二光学异构体的非电离形式可以进一步被浓缩。在某些实施方式中,所述浓缩是通过减压实现的,例如,将所述分离的和/或纯化的第一光学异构体的可电离形式和/或所述分离的和/或纯化的第二光学异构体的非电离形式泵入浓缩设备进行减压浓缩。

在某些实施方式中,本发明进一步包括将所述第二光学异构体的非电离形式转化成所述外消旋体。所述第二光学异构体的非电离形式可以是经本申请提供的方法已经分离的,或者进一步已经纯化的,或者进一步已经浓缩的。例如,当所述外消旋体为酯时,可以将分离的第二光学异构体的非电离形式(即酯)进行消旋,得到具有不同手性异构体的外消旋体。通过将拆分的第二光学异构体重新转化成外消旋体,可以允许进一步通过本申请提供的方法进行手性拆分,以得到更多的第一光学异构体。

在某些实施方式中,本发明进一步包括将所述分离的第一光学异构体的可电离形式转化成非电离形式。在某些实施方式中,所述分离的(和/或纯化的或浓缩的)第一光学异构体的可电离形式可以被进一步反应,使其中的可电离基团恢复为可水解的官能团。例如,在某些实施方式中,所述分离的第一光学异构体的可电离形式是D-泛解酸,可以将其内酯化以得到D-泛解酸内酯,从而将其中的可电离基团(即羧基)恢复为可水解的官能团(即内酯)。

本领域技术人员可以使用已知的方法和设备进行本发明方法中的电渗析步骤。电渗析的设备和方法请参见《中华人民共和国行业标准—电渗析技术HY/T034.1~034.5--1994》。

在某些实施方式中,所述电渗析处理是在电渗析池中进行的,其中所述电渗析池具有以离子交换膜分隔的淡化室与浓缩室。在某些实施方式中,所述离子交换膜是均相膜或异相膜。在电渗析处理过程中,在外加电场的驱动下,利用离子交换膜的选择透过性(例如,阳离子可以透过阳离子交换膜,阴离子可以透过阴离子交换膜),阴离子和阳离子分别向阳极和阴极移动。

本领域技术人员根据其实际需要可以选择本领域已知的多种离子交换膜来进行电渗析。在某些实施方式中,离子交换膜为阴离子交换膜,例如Q膜。在某些实施方式中,离子交换膜为阳离子交换膜,例如S膜。在某些实施方式中,离子交换膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜。在某些实施方式中,阳离子交换膜允许阳离子通过而排斥阻挡阴离子通过。在某些实施方式中,阴离子交换膜允许阴离子通过而排斥阻挡阳离子通过。在某些实施方式中,阳离子交换膜与阳极之间、阴离子交换膜与阴极之间形成的隔室为浓缩室,阳离子膜与阴离子膜之间形成的隔室为淡化室。在某些实施方式中,阳离子交换膜和阴离子交换膜是市售的,例如,来自Novasep公司、Eurodia公司、山东天维膜技术有限公司、浙江千秋环保水处理有限公司等。

在某些实施方式中,本领域技术人员可以根据其实际需要选择所述均相膜或异相膜的膜堆尺寸,例如为10*20cm、10*30cm、20*30cm等。在某些实施方式中,本领域技术人员可以根据其实际需要选择所述均相膜或异相膜的膜对数,例如,5对、10对、15对、20对等。

在某些实施方式中,所述电渗析处理包括将所述混合物置于所述淡化室,溶剂置于所述浓缩室,通过对所述电渗析池通电,使得所述淡化室中的所述第一光学异构体的可电离形式迁移到所述浓缩室的所述溶剂中。

在某些实施方式中,所述电渗析处理过程中调节流量从而调节浓缩室、淡化室的压力,使得浓缩室的压力是淡化室的压力的1倍、2倍、3倍、4倍、5倍或者以上任意两个数值范围之间的任意数值。在某些实施方式中,所述电渗析处理是在恒定电压的条件下进行的,直至淡化室电导率小于30μs/cm、40μs/cm、50μs/cm、60μs/cm、70μs/cm、80μs/cm、90μs/cm、100μs/cm、110μs/cm、120μs/cm、130μs/cm、140μs/cm、150μs/cm等。在某些实施方式中,所述恒定电压是10V、15V、20V、25V、30V、35V、40V、45V、50V等。

在某些实施方式中,所述溶剂包括纯水。

在某些实施方式中,所述电渗析处理是在一个电渗析池中进行。在某些实施方式中,在所述电渗析池中可以重复进行本发明所述方法的步骤b),从而提高分离效率。例如,可以将浓缩室清液循环泵入所述电渗析装置中电渗析池的淡化室,以在该电渗析池中重复所述电渗析的步骤。

在某些实施方式中,所述电渗析处理在多于一个的串联的电渗析池中进行。例如,将浓缩室清液泵入二级、三级、四级、甚至更多级的电渗析装置的淡化室,重复本发明所述方法的步骤b),从而提高分离效率。在某些实施方式中,不同电渗析池之间的浓缩室、淡化室的压力相同。在某些实施方式中,不同电渗析池之间的浓缩室、淡化室的压力不同。在某些实施方式中,不同电渗析池之间的电压相同。在某些实施方式中,不同电渗析池之间的电压不同。

使用本发明的方法拆分得到的光学异构体的纯度大于90%,例如,大于91%、大于92%、大于93%、大于94%、大于95%、大于96%、大于97%、大于98%、大于99%、甚至为100%。在某些实施方式中,使用本发明的方法拆分得到的光学异构体的纯度用ee值表示,本领域技术人员可以根据本领域的常规技术手段(例如,HPLC法)测量或计算ee值,例如,某外消旋体包含A、B两个光学异构体,则ee值=A%-B%。

本发明与现有技术相比至少具有以下优点:

1.本发明的优点之一在于采用生物催化(例如,酶催化)技术与电渗析技术相结合,利用酶催化产生的产物电离程度不同,使用电渗析技术来拆分外消旋体中的光学异构体,反应条件温和,减少了操作步骤;

2.以电渗析技术代替传统有机溶剂萃取等常规提取手段,大大减少了有机溶剂的使用量,降低了生产成本,减少了环境污染;

3.提高了产物的提取率,产品纯度好,可直接应用,无需进一步精制,减少了工序,更有成本优势;

4.工艺简单易行,便于自动化操作,提高运行安全指数,改善工人工作环境。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步描述,但本发明的保护范围不限于此。

实施例一

1.酶转化液的制备:2L体系,加入600g消旋泛解酸内酯,加入含有D-泛解酸内酯水解酶的固定化细胞300g,pH7.0&30℃,200rpm机械搅拌,15N NH3.H2O滴定维持pH值为7.0,反应3h;

2.酶转化液的预处理:先用滤布过滤,然后用0.2μm的微滤膜过滤,再用50KD的超滤膜过滤;

3.电渗析分离:使用均相膜膜堆B(尺寸:10*30cm;膜对数:5对),将超滤液清液泵入电渗析淡化室,浓缩室放入2L纯水,调节流量使三室压力相等,恒压10V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

将浓缩室清液泵入二级电渗析装置的淡化室,浓缩室放入2L纯水,调节流量使三室压力相等,恒压10V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

4.浓缩酸化:将电渗析浓缩室清液打入浓缩设备减压浓缩至约400ml,加硫酸至pH1左右使其内酯化;

5.析晶:浓缩后将酸化液上层移出,得到D-泛解酸内酯259.2g,收率为43.2%(对DL-泛解酸内酯计),HPLC测定D-泛解酸内酯的ee值为98.9%。

实施例二

Figure BDA0001980259250000111

1.酶转化液的制备:3L体系,加入900g消旋泛解酸内酯,加入含有D-泛解酸内酯水解酶的细胞90g,pH7.0&30℃,200rpm机械搅拌,15NNH3.H2O滴定维持pH值为7.0,反应5h;

2.酶转化液的预处理:先用蝶式离心机离心,然后用0.4μm的微滤膜过滤,再用20KD的超滤膜过滤;

3.电渗析分离:使用异相膜膜堆Z(尺寸:10*20cm;膜对数:10对),将超滤液清液泵入电渗析淡化室,浓缩室放入3L纯水,调节流量使浓缩室压力是淡化室的3倍,恒压25V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

将浓缩室清液泵入二级电渗析装置的淡化室,浓缩室放入3L纯水,调节流量使浓缩室压力是淡化室的3倍,恒压25V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

将浓缩室清液泵入三级电渗析装置的淡化室,浓缩室放入3L纯水,调节流量使浓缩室压力是淡化室的3倍,恒压25V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

将浓缩室清液泵入四级电渗析装置的淡化室,浓缩室放入3L纯水,调节流量使浓缩室压力是淡化室的3倍,恒压25V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

4.浓缩酸化:将电渗析浓缩室清液打入浓缩设备减压浓缩至约500ml,加硫酸至pH1左右使其内酯化;

5.析晶:浓缩后将酸化液上层移出,得到D-泛解酸内酯364.5g,收率为40.5%(对DL-泛解酸内酯计),HPLC测定D-泛解酸内酯的ee值为97.6%。

实施例三

1.酶转化液的制备:1L体系,加入20ml 3-环己烯-1-甲酸甲酯,加入10g Novozyme435脂肪酶,pH7.5&35℃,200rpm机械搅拌,1N NaOH滴定维持pH值为7.5,反应5h;

2.酶转化液的预处理:先用滤纸过滤,然后用0.4μm的微滤膜过滤;

3.电渗析分离:使用均相膜膜堆S(尺寸:10*20cm;膜对数:10对),将超滤液清液泵入电渗析淡化室,浓缩室放入1L纯水,调节流量使三室压力相等,恒压14V运行,直至淡化室电导率降至<100μs/cm;

将浓缩室清液泵入二级电渗析装置的淡化室,浓缩室放入1L纯水,调节流量使三室压力相等,恒压14V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

将浓缩室清液泵入三级电渗析装置的淡化室,浓缩室放入1L纯水,调节流量使三室压力相等,恒压14V运行,直至淡化室电导率<100μs/cm;

4.浓缩室清液处理:将电渗析浓缩室清液打入浓缩设备减压浓缩至约350ml,加硫酸至pH5左右,加等体积乙酸乙酯萃取,收集有机相,减压蒸馏,得到(R)-3-环己烯-1-甲酸,ee值>99%,收率约为25.2%;

5.淡化室清液处理:将三级淡化室清液合并,打入浓缩设备减压浓缩至约400ml,加等体积乙酸乙酯萃取,收集有机相,减压蒸馏,得到(S)-3-环己烯-1-甲酸甲酯,ee值为74.1%,收率约为41.2%。

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