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非水相中脂肪酶催化维生素酯类衍生物的合成
维生素是人体内必需的水溶性或脂溶性营养物质，具有多种生物活性。其中，脂溶性维生素（如维生素A、D、E、K等）在体内存储较多，但它们存在于食物中常以脂肪酯或酸酯的形式存在，人体无法直接吸收利用。因此，将脂肪酸与维生素醇酯化可以有效提高维生素的吸收率和生物利用率，这种化合物称为维生素酯类衍生物。脂肪酶因其在生物体内参与脂类代谢及其广泛的应用领域而成为了重要的酶类。然而，传统的酵素催化合成方法通常在水相条件下进行，这使得酵素催化反应具有一定的限制性。因此，非水相中脂肪酶催化维生素酯类衍生物的合成逐渐成为了研究的热点。
目前，生物质转化已成为很多领域的研究热点，当然这其中也涉及到维生素脂肪酯的生产。维生素E和维生素A均是具有多重生理活性的化合物，其中维生素E常被用作食品和医药行业的抗氧化剂，维生素A也同样大量应用于食品和保健品。非水相酶催化合成技术具有传统釜式化学反应和传统的酶法反应所不具备的优势：使用不同的基质来合成维生素酯类衍生物，反应条件温和、反应速率快、废物少、易于分离纯化等。因此，非水相酶催化合成技术能够大大提高脂溶性维生素的生物利用率、节约制备成本、改善产品质量。现将本文阐述非水相中脂肪酶催化维生素酯类衍生物合成的原理与发展情况作一综述。
一、非水相酶催化合成技术的原理
传统的催化合成技术常常需要水相催化剂作为反应介质，其中水不仅作为化学反应的催化剂，也同时作为反应介质。然而，在水相条件下，许多酶的酶活性及化学稳定性可能会受到影响。非水相催化合成技术则使用有机物作为反应介质，酶催化反应在其中进行。由于有机物中脂肪酶的马来酰亚胺（MALDI）活性和化学稳定性得以增强，因此通常采用这种技术获得高纯度的脂肪酶催化反应产品。
一般而言，非水相酶催化合成技术使用以下步骤：首先，按照一定的配比，将需要合成的基质和脂肪酶催化剂加入反应器，反应器通常是一个大型反应器或一个生物反应器。在反应器中，基质通过脂肪酶的催化作用进行酯化反应。当反应结束后，从反应器中取出产物，并使用有机溶剂沉淀和分离产物。通过水洗和蒸馏，可以得到纯度较高的产品。
非水相酶催化合成技术主要有以下三个优点：
1. 条件温和
非水相酶催化合成技术不需要使用很高的温度和压力条件，因此通常比传统的催化合成技术更温和。这样，脂肪酶催化的基质和反应介质就能够保持比较稳定的状态，这也有利于提高产物的质量。
2. 反应速率快
在非水相条件下，脂肪酶能够更加快速地进行酯化反应，这也使得产物分别更加容易。这对于实现大规模的产量非常有利。
3. 较少生成废物
使用传统的催化合成技术，反应生成大量的废物和污染物，容易对环境产生不良影响。然而，在非水相酶催化合成技术中，产物可以较为纯净地得到分离和提取，因此废物大大减少，这些废物或者是可重复使用的溶剂，或者是有机小分子废物，对环境污染小。
二、非水相中脂肪酶催化维生素酯类衍生物的合成方法
非水相中脂肪酶催化维生素酯类衍生物的合成路线通常分为两种：一种是单步法，即将维生素醇与脂肪酸在脂肪酶的催化下在有机溶剂中酯化反应，反应时间不同，产物酯化率不同，酯化率高可达到95%以上。另一种则是将维生素醇选用某些亲水性较低、楼价较大的衍生物来酯化，并采用二步法反应，先将脂肪酸乙酯溶解在脂肪酶中，然后将选择的衍生物加入反应器中，在催化作用下进行脂肪酸酯化反应。本部分对这两种方法进行了简要介绍。
单步酯化反应法
在单步法维生素酯化反应中，常用的脂肪酸衍生物包括油酸、棕榈酸、硬脂酸等，常用的溶剂则包括类链烷烃、氨基醇、叔丁基甲醇等有机溶剂。通常反应条件为催化剂用量1%M/α-DCI-NH-sucrose，反应温度可以控制在50-70℃，反应时间为4-5小时。反应结束后，产物经过过滤、沉淀、洗涤和干燥，就可以得到较高纯度的维生素酯类衍生物。
二步法酯化反应法
与单步法不同的是，二步法酯化反应法将酯化反应分为两个步骤。首先，在选定的有机溶剂中将维生素醇与选择的酰化试剂（通常是酰化活性较强的亲水性较低的衍生物）进行酯化反应，%，反应时间通常为4-5h。然后，在有机溶剂中加入催化剂脂肪酶，接入CO2或N2气体，并调节温度使其达到合适温度，此时加入脂肪酸乙酯并进行反应，接着进行过滤、洗涤、蒸发以及干燥等步骤，得到维生素酯类衍生物。该反应方法可以使维生素酯类衍生物的合成效率提高并达到产业化水平。而且，采用这种方法能够制备同种维生素酯类衍生物的各种异构体形式，从而满足不同应用领域的需要。
三、结论
总之，在非水相条件下利用脂肪酶对维生素酯类化合物进行酯化反应是一种温和、快速、环保的方法。不同的有机溶剂和催化剂配比方式可以得到较高酯化率和产率的维生素酯类衍生物，并且可根据具体需要合成不同形式的同种维生素酯类衍生物。随着反应技术的不断发展，非水相中脂肪酶催化维生素酯类衍生物的合成方法也将越来越成熟，为脂溶性维生素的利用开发提供了更加标准化的生产技术和方法。