二氢-3-羟基-4,4-二甲基-2(3H)呋喃酮的合成方法

简介

二氢-3-羟基-4,4-二甲基-2(3H)呋喃酮，又被称为D-泛解酸内酯，英文名为D-(-)-Pantolactone，天然存在预菜籽油等物质之中[1]，常温常压下为白色结晶粉末或晶体，湿度敏感，容易吸湿受潮，易溶于水和常见的有机溶剂例如乙醇，乙醚，二氯甲烷以及氯仿等。它的熔点为92℃，沸点130℃/ 2.4kPa，该物质是是维生素B5（一种水溶性必需维生素）的降解产物，也是一种医药化学中间体，多用于维生素类药物分子和生物活性分子的制备。可用作混旋泛酸钙的中间体，用作医药中间体用途用于合成D-泛酸钙,D-泛醇[2]等。

合成

方法一：化学酶法

泛酸俗称维生素B5，是辅酶A合成的前体，而二氢-3-羟基-4,4-二甲基-2(3H)呋喃酮是D-泛酸合成的前体。二氢-3-羟基-4,4-二甲基-2(3H)呋喃酮的化学合成是以甲醛和异丁醛为起始原料,经醛缩合,腈化及内酯化等反应生成DL-泛解酸内酯,再经选择性拆分得到该物质。化学法与酶法相结合有助于高效，绿色地合成高光学纯度的D-泛解酸内酯。生产方法用异丁醛与甲醛缩合，生成α,α-二甲基-β-羟基丙醛，后者与氢氰酸在氯化钙参与下进一步缩合并水解、酸化、内酯化制得该品[3]。

方法二：微生物酶法

利用筛选并保藏的能高产D-泛解酸内酯水解酶的微生物菌株串珠镰孢霉菌Fusariummoniliforme SW-902(即CGMCCNo.0536)，在优化条件下发酵产酶,发酵液酶活达到3～6U/l，酶制剂0.5～1.5U/g(干菌体);游离酶或其固定化细胞用于DL-泛解酸内酯水解，酶一次转化率25～45%；对底物总转化率70～90%；酶转化液中的D-泛解酸内酯化后得到的纯品D-泛解酸内酯对消耗DL-泛解酸内酯底物的得率为86.07%[4-5]。

方法三：酶循环法

将缬氨酸在过氧化氢酶和α‑酮异戊酸还原酶的作用下,进行酶转化得到α‑酮异戊酸。将所述α‑酮异戊酸与四氢叶酸在羟甲基转移酶和氯化镁的作用下,反应制备酮泛解酸。将所述酮泛解酸在α‑酮异戊酸还原酶的作用下，进行酶转化得到泛解酸。将所述泛解酸制备得到泛解酸内酯。本发明操作过程简单，转化条件温和，生产效率高，产品质量好，过程中使用的酶可以循环使用，属于节能环保，绿色高效的生产技术，便于工业化生产[6]。

参考文献

[1]杨剀舟,魏征,王佳雅,等.顶空固相微萃取-气质分析油茶籽油挥发性成分方法优化[J].粮油食品科技, 2021, 29(4):8.

[2]冯晓亮,吾国强,吕延文,等.D-泛醇的合成[J].现代化工, 2006, 26(z1):186-186.DOI:CNKI:SUN:XDHG.0.2006-S1-046.

[3]汪钊,黄美娟,高亮,等.化学酶法合成D-泛解酸内酯的研究进展[J].发酵科技通讯, 2016, 45(4):6.DOI:CNKI:SUN:FJKJ.0.2016-04-001.

[4]应向贤,汪钊,赵嫚,等.多酶重组细胞及多酶级联催化合成D-泛解酸内酯的方法.CN201910366856.3[2023-07-04].

[5]陈华,张旭东,夏理山.一种镰刀菌菌株及其发酵生产D-泛解酸内酯水解酶的方法.CN201811570594.4[2023-07-04].

[6]林文龙,徐新,丁亚梅,等.一种D-泛解酸内酯的制备方法:CN202011486014.0[P].CN112679453A[2023-07-04].