有机介质中1-(2-甲氧基-3-甲基-4-氯-苯基)-2-丙醇的酶促不对称转酯化反应及其动力学研究

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S—1-(2-甲氧基-3-甲基-4-氯-苯基)-2-丙醇是一种新型的特异性杀虫剂——S—呋喃虫酰肼的关键合成中间体。本文即采用有机介质中酶促不对称转酯化反应,以消旋的1-(2-甲氧基-3-甲基-4-氯-苯基)-2-丙醇和乙酸乙烯酯为底物,利用脂肪酶所特有的高对映体选择性,优先催化R—1-(2-甲氧基-3-甲基-4-氯-苯基)-2-丙醇发生转酯化反应,得到R—构型酯及S—构型醇,从而实现动力学拆分的目的。其反应过程如下:通过对酶、酰基供体及反应溶剂的筛选,确定了较佳的脂肪酶、酰基供体及溶剂分别为Novozym 435、乙酸乙烯酯和正己烷。随后考察了反应温度、底物浓度和传质等各个因素对反应的影响,确定了该酶反应的最佳反应条件为1-(2-甲氧基-3-甲基-4-氯-苯基)-2-丙醇及乙烯酯摩尔浓度均为93.16mmol/l,酶量为2mg/ml,反应温度40℃,摇床转速230rpm。反应14h后,反应转化率、底物的e.e.值及产物的e.e.值分别可达到50.34%、97.33%和95.99%左右。此外,考察了酶的重复利用情况,重复利用20次后,酶的选择性基本不变,但酶活有很大的丧失,说明它的稳定性还有待提高。根据实验结果和对反应过程的分析,确定反应为一个存在可逆的乙酸乙烯酯抑制的三底物-三产物乒乓反应机制。由此推倒出过程速度方程及初速度动力学方程,推导出反应的初速度方程为:在实验最佳反应体系和优化反应条件下,拟合得到的一组最佳模型参数为:Vm=112.06mmoll-1h-1,KmA=42.72mmoll-1,KmBR=135.38mmoll-1,KiA=1076.24mmoll-1。拟合结果表明模型的拟和值和实验数据能较好的吻合。
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