微波和离子液体对Novozym 435 在非水相中催化转酯反应协同影响的研究

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微波和离子液体是两种迅速发展的“绿色催化”技术,一方面,微波加热有加热速度快且均匀、节能环保、促进酶催化反应等优点,已成为一种良好的辅助加热催化手段;另一方面,离子液体作为一种新型反应介质,有不易挥发、热稳定性好、溶解度高、高极化潜力、高微波吸收能力、污染小等优点,比传统有机反应介质有更广阔的应用空间,尤其它的高极化和微波吸收能力使其成为在微波加热条件下更具潜质的反应介质。在酶催化有机反应领域,酶活力低、反应速率慢、转化率低是限制酶催化反应的瓶颈,为此科研工作者一直在积极寻找行之有效的解决方法。目前学者发现微波和离子液体对有机合成反应有协同促进作用,它们能发挥各自的优点来提高有机反应的酶活力和反应速度等,可是对两者联用在酶催化反应中的研究还非常有限,影响因素、作用机理等都不甚清楚。本论文的研究目的是研究微波和离子液体在非水相中对酶催化转酯反应中酶活性、选择性等的影响,探寻两者联用对酶催化转酯反应是否有协同促进作用,为酶催化领域寻找一种新的催化方法。因为(S)-2-辛醇是液晶材料、有光学活性的药物和农药重要的手性中间体,生物柴油(脂肪酸甲酯或乙酯)是石油等不可再生能源的重要替代产品,所以本文选择了Novozym435催化拆分(R,S)-2-辛醇和Novozym435催化合成脂肪酸甲酯这两个酶催化转酯反应作为研究对象,研究微波和离子液体对酶催化转酯反应的影响。通过比较四种条件下的酶活力和选择性,即无离子液体传统加热、有离子液体传统加热、无离子液体微波加热和有离子液体微波加热四种条件,证明了微波和离子液体对Novozym435催化的转酯反应有协同促进作用。随后又筛选得到了微波和离子液体条件下的最佳反应条件,还研究了热稳定性和重复利用性,结果表明Novozym435和离子液体在微波条件下均有较好的稳定性和重复利用性。通过研究,证明了微波和离子液体对Novozyme435催化的转酯反应有协同促进作用,为酶催化反应提供了一种新的催化手段。
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