專利名稱：從甘油化學合成乳特寧的方法
技術領域：
本發明是有關一種乳特寧的化學合成方法。
美國專利第5413960號揭示了L.reuteri在嫌氧狀態下代謝甘油(下式I)可形成一低分子量，具有良好熱穩定性的物質乳特寧(下式II)，乳特寧具有廣效性(broad-spectrum antimicrobial effect)的抗菌作用。由于以L.reuteri代謝甘油產生乳特寧的產率及產量比較低，所需要的生產時間比較長，無法符合實際應用上的需求。
本發明提供一種乳特寧的合成方法，包含下列步驟a)使甘油在一硫酸鹽觸媒存在下轉化成丙烯醛(下式III)和水；及b)使丙烯醛和水在一酸觸媒存在下反應成乳特寧。 較佳的，本發明合成方法中的步驟a)包含使甘油蒸汽通過一固態硫酸鹽觸媒而生成含有丙烯醛及水蒸汽的氣體混合物，及冷凝該氣體混合物；及步驟b)包含將從步驟a)得到的冷凝液體導入一含有該酸觸媒的水溶液中而于其中形成乳特寧。
較佳的，本發明的合成方法中的步驟b)形成乳特寧的反應是在50℃進行。
較佳的，本發明的合成方法進一步包含加熱一液態甘油而產生該甘油蒸汽。
較佳的，本發明的合成方法進一步包含純化步驟b)所得到的產物混合物而得到一實質上純的乳特寧。更佳的，該純化包含使用高效液態層析法(HPLC)。
較佳的，該硫酸鹽觸媒為硫酸鎂或硫酸鉀。
較佳的，該酸觸媒為液態無機酸，例如0.6N硫酸水溶液。
依本發明方法所制備的純化后的乳特寧的FT-IR、GC-MS及NMR分析的結果，與文獻上所記載微生物合成乳特寧的各種圖譜相符合，說明本發明可以得到相當純的乳特寧，所以在實際應用中可以提高乳特寧的產率及產量。本發明方法亦可用于該環二聚體的制備。
圖2為依本發明方法所制備的純化乳特寧的HPLC圖譜。
圖3為依本發明方法所制備的純化乳特寧的GC-MS圖譜。
圖4為依本發明方法所制備的純化乳特寧的13C-NMR圖譜。圖號說明10..高溫爐 20..冷凝管 30..0.6N H2SO4溶液 40..水浴以分析級的高效液相層析(high performance liquidchromatography，簡稱HPLC)來分析所獲得的含乳特寧的產物混合物。HPLC光譜是被記錄于一高效液相層析儀(HPLC TSP，P-100，RivieraBeach，FL33419，USA)，其中移動相溶液為acetonitrile與水(65∶35，V/V)的混合液，每升的混合液并加入027mL的濃硫酸使移動相溶液具有0.01N的硫酸濃度，取0.1mL的樣品經0.25μm濾膜過濾后，將濾液注入一分析級離子交換管柱(長30cm，內徑7.8mm，87H3，Transgenomic，Omaha，Nevada，USA)，以該移動相溶液0.7mL/min進行流洗(elution)。采用refractive index detector(RI2000-F，SFD，Torrance，California，USA)，檢測溶離液(eluate)的吸收。結果顯示在HPLC圖譜中有2個波峰(peaks)分別為乳特寧及未反應的甘油。計算得知甘油的轉化率約為50％。發明人相信若能改善
圖1中的高溫爐10的絕熱系統、穩定溫控效果，將能進一步提升甘油的轉化率。
前述所獲得的含乳特寧的產物混合物被進一步以制備級的HPLC管柱分離純化。將10mL產物混合物注入一填充有100g Bio-Rad 50W-X8樹脂的逆相色層層析管柱(長度30cm，內徑3cm，粒徑200μm-400μm)，其中移動相溶液為acetonitrile與水(60∶40，V/V)的混合液，每升的混合液并加入1.1g的trifluoroacetic acid進行流洗(elution)，并以收集器(SF-2100W，ADVANTEC，Dublin，California，USA)收集乳特寧產物。
以分析級的HPLC來分析所獲得的純化的含乳特寧。結果如圖2所示，圖譜中除了溶劑的波峰外，只有單一的乳特寧波峰，而不再有甘油的波峰。從圖2可知經過分離純化后，我們可以得到相當純的乳特寧。
純化后的乳特寧亦被進行FT-IR分析。結果顯示，FT-IR圖譜中有4個特征吸收峰，分別為1050至1150cm-1(C-O group)；1720cm-1(C＝O group)；2880和1380cm-1(C-H group)；3450cm-1(O-H group)。
圖3為純化后的乳特寧進行GC-MS分析的結果。圖3中，分子量57為丙酮溶劑的波峰，而分子量73與147分別為乳特寧單體(monomer)及其環二聚體(cyclic dimer)。圖3結果顯示，乳特寧在溶液中是與其環二聚體呈一平衡狀態而同時存在，此與美國專利第5413960號的記載一致。易言之，本發明方法亦可用于該環二聚體的制備。
圖4為純化后的乳特寧的13C-NMR圖譜，其中主要的化學位移(chemical shifts)在40、46、56、58、90和209ppm。其中209ppm是C＝O基團的特征值，而56、58、90是C-O基團的特征值，40、46則為C-C基團的特征值。
以上依本發明方法所制備的純化后的乳特寧的FT-IR、GC-MS及NMR分析的結果，與文獻上所記載微生物合成乳特寧的各種圖譜相符合[T.L.Talarico，W.J.Dobrogosz，”Chemical Characterization ofAntimicrobial Substance Produced by Lactobacillus reuteri，”Antimicrobial Agents and Chemotherapy，vol.33，pp.674-679，1989]。
雖然本發明已參照較佳實施例披露于上，然而并非用于限定本發明。任何熟悉該領域者，在不脫離本發明的精神和范圍內，可作出各種變更與潤飾，因此本發明的保護范圍以申請專利范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種合成乳特寧的方法，包含下列步驟a)使甘油在一硫酸鹽觸媒存在下轉化成丙烯醛和水；及b)使丙烯醛和水在一酸觸媒存在下反應成乳特寧。
2.如權利要求1所述的方法，其中步驟a)包含使甘油蒸汽通過一固態硫酸鹽觸媒而生成含有丙烯醛及水蒸汽的氣體混合物，及冷凝該氣體混合物；及步驟b)包含將從步驟a)得到的冷凝液體導入一含有該酸觸媒的水溶液中而于其中形成乳特寧。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中該硫酸鹽觸媒為硫酸鎂或硫酸鉀。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其中該酸觸媒為無機酸。
5.如權利要求4所述的方法，其中該無機酸為0.6N硫酸水溶液。
6.如權利要求1至5任一項所述的方法，其中步驟b)形成乳特寧的反應是在50℃進行。
7.如權利要求2至6任一項所述的方法，其進一步包含加熱一液態甘油而產生該甘油蒸汽。
8.如權利要求1至7任一項所述的方法，其進一步包含純化步驟b)所得到的產物混合物而得到一實質上純的乳特寧。
9.如權利要求8所述的方法，其中該純化包含使用高效液態層析法(HPLC)。
全文摘要
一種合成乳特寧(3－羥基丙醛)的方法，包含使甘油在一硫酸鹽觸媒(例如硫酸鉀或硫酸鎂)存在下轉化成丙烯醛和水，及使丙烯醛與水在一酸觸媒存在下反應成乳特寧。
文檔編號C07C47/02GK1394839SQ0111998
公開日2003年2月5日 申請日期2001年7月5日 優先權日2001年7月5日
發明者宋信文, 陳俊男, 林景寬 申請人:嘉年生化產品有限公司