基于微流控反应技术的酶促含糖黄酮类化合物区域选择性酯化及抑菌活性研究

发布时间：2020-05-13 05:02

【摘要】：“绿色化学”是当今社会提出的新概念,是一个多学科交叉的研究新领域。酶催化有机反应是绿色合成的一种重要手段,它具有反应条件温和、专一性强和选择性高等优点,具有广阔的应用前景。含糖黄酮类化合物是自然界中含量较高的黄酮类化合物,具有抗肿瘤、抗炎、抗菌抗病毒等多重生理活性,在食品、化妆品以及制药领域有很大的应用前景。但由于其脂溶性较差,生物利用度低,使其应用受到了一定的限制,因此黄酮类化合物的结构修饰成为了许多化学家研究热点。此外,微流控技术是微分析化学领域一直研究的热点,具有传质传热速度快、反应产率高、操作安全和易于放大等独特的优势。随着微加工技术的迅速发展,发现在微流控中可实现高效地酶促反应,在生物催化领域也取得突破性进展。基于此,本文首次利用微流控技术进行酶催化含糖黄酮类化合物的酯化反应,合成一系列结构新颖的含糖黄酮酯类衍生物,并考察了其抗菌活性。论文研究了在微流控反应器中脂肪酶催化含糖黄酮类化合物的区域选择性酯化反应。以三种含糖黄酮类化合物(橙皮苷、新橙皮苷、新橙皮苷二氢查耳酮)与三种乙烯酯化合物(乙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、棕榈酸乙烯酯)发生酯化反应,最后获得六种含糖黄酮酯类衍生物,产物经薄层分析,1H-NMR,13C-NMR,HPLC,ESI-MS等手段表征分析和验证。论文考察了微流控反应器中底物结构、底物摩尔比、反应时间等因素对酶促含糖黄酮酯化反应的影响。结果表明,反应最佳条件为在微流控条件下脂肪酶催化,溶剂为DMSO/叔戊醇=1:4的混合溶剂,底物摩尔比为1:8,在温度52℃下反应35 min。最后还研究在微流控反应器中和摇床反应器中酯化反应结果的对比实验,实验结果发现反应在微流控反应器中能得到更好的转化率。论文考察了在微流控反应条件下底物结构对含糖黄酮类化合物酯化反应的影响。实验结果显示,该技术对于黄酮类化合物具有较高的区域选择性,区域选择性可以达到99%,且该技术对于链长较长的乙烯酯类化合物具有较高的酯化效率。本论文还考察了含糖黄酮酯类衍生物的抗菌活性。结果表明,经过酯化修饰的含糖黄酮衍生物的抑菌作用有明显增强。
【图文】：

微流控系统,微流,材质,玻璃

图 2-1 (a) Ehrfeld Mikrotechnik 设计的不锈钢材质的微流控系统；(b) Haswell 设计的控反应器；(c) CYTOS 型微流控反应器；(d) Jensen 设计的以单晶硅为材质的微流控(e) African 玻璃微流控反应器。Figure 2-1 (a) the stainless steel microfluidic system made by Ehrfeld Mikrotechnik (bmicroreactor made by Haswell (c) the stainless steel microreactor made by Cyrmicroreactor is made of Monocrystalline silicon design by Jensen (e) the glass microreby African.目前用于制造微通道的材料多种多样，其中主要以无机材料和有机为主，如单晶硅、玻璃、石英、金属、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、氧烷(PDMS)和聚碳酸酯（PC）等。随着微流控技术广泛的应用以及分需求，制造微管道的材料也在不断的更新。单晶硅是最初应用于微管道它具有良好的热稳定性和机械性能[98]，但是硅材料有易碎、成本较高、

微流控,乙烯酯,新橙皮苷,叔戊醇

图 3-2 微流控反应装置图Figure 3-2 the equipment of microreaction橙皮苷、新橙皮苷二氢查耳酮）溶解在 10 mL 溶剂（DMSO/叔戊醇=1:4）中，2 mmol 月桂酸乙烯酯或棕榈酸乙烯酯溶解于 10 mL 溶剂中，然后分装于两只 mL 进样器中备用。然后进入微流控反应器进行反应。接下来的反应流程和方 B 相同。摇床一锅法的反应方法(A)：取 10 ml 锥形瓶，将 0.1 mmol 含糖黄酮类化合（橙皮苷、新橙皮苷、新橙皮苷二氢查耳酮）和 0.8 mmol 乙烯酯类（月桂酸乙酯、棕榈酸乙烯酯）完全溶解于 4 ml 溶剂中，并加入 0.18 g 脂肪酶，混合均匀，后放在 52℃恒温振荡箱中反应，转速 180-200 rev/min，反应过程中用 TLC 定监测。反应结束后，，过滤酶并旋蒸叔戊醇，然后用冰水和乙酸乙酯萃取除去SO，减压蒸馏乙酸乙酯，粗产物用正己烷洗涤多次，产物经柱层析分离提纯。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R284;R285

【参考文献】