脂肪酶催化环己酮制备己内酯研究

发布时间：2021-09-24 02:27

　　聚ε-己内酯（PCL）是一种新型的可降解材料,与传统的塑料或者金属材料相比,具有很多优秀的性能,受到了各个行业领域的广泛关注,因此对于其单体ε-己内酯（ε-CL）的研究也成为重中之重。已经报道了很多关于ε-己内酯的合成途径,其中化学合成方法具有一定的安全隐患,而且会导致资源不完全利用,造成浪费,同时会对于环境的安全与清洁造成一定程度的破坏。相比之下,酶催化的方法合成所需的条件更加温和,而且催化剂可以实现多次回收,重复利用,这一过程操作简单,可行性强,而且符合绿色化学所倡导的循环方法。本文主要研究了生物催化反应中多种因素对于反应体系的影响,最终确定最佳的试验方案。本课题通过研究国内外的相关文献,开发了一种通过来自T.laibacchii CBS5791细胞的固定化脂肪酶介导的环己酮化学-酶促级联反应合成ε-己内酯的新方法。首先在过氧化氢的存在下,脂肪酶催化活化的酰基供体乙酸乙酯进行过水解反应,并原位产生过乙酸;在第二步中,过乙酸通过化学途径氧化环己酮生成ε-CL。同时我们提出了第三个反应的存在:副产物乙酸可以在脂肪酶催化作用下原位氧化生成过氧乙酸参与环己酮的化学氧化过程,从而形成循环。这... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

环己酮和ε-己内酯的高效液相色谱图

青岛科技大学研究生学位论文43和3-3）。这可能是由于随着反应温度的升高，促进了化学反应（过氧乙酸氧化环己酮）的进行，并且脂肪酶活性响应升高，二者共同导致ε-己内酯的产率增加[72,84,85]。当温度进一步升高时，ε-CL的收率没有增加，可能是由于脂肪酶的稳定性降低和部分失活所致。反应体系中的中间产物过氧乙酸在反应过程中起重要作用。过氧乙酸浓度增加，由于敏感氨基酸发生氧化致使酶失活[76]。如果反应温度升至60℃，在较低的过乙酸浓度下即可发生脂肪酶活性的损失[86]。因此，合适的温度对于提高产量非常重要，而56.5℃可能是最佳温度。图3-1在55℃时环己酮的初始浓度和环己酮与UHP的摩尔比相互作用的等高线图和响应面Figure3-1ContourplotandresponsesurfaceoftheinitialconcentrationofcyclohexanoneandthemolarratioofcyclohexanonetoUHPat55℃图3-2环己酮与UHP摩尔比为1.25时，环己酮的初始浓度和反应温度相互作用的等高线图和响应面。Figure3-2Contourplotandresponsesurfaceoftheinitialconcentrationofcyclohexanoneandthetemperaturewhencyclohexanone:UHP=1.25.

青岛科技大学研究生学位论文43和3-3）。这可能是由于随着反应温度的升高，促进了化学反应（过氧乙酸氧化环己酮）的进行，并且脂肪酶活性响应升高，二者共同导致ε-己内酯的产率增加[72,84,85]。当温度进一步升高时，ε-CL的收率没有增加，可能是由于脂肪酶的稳定性降低和部分失活所致。反应体系中的中间产物过氧乙酸在反应过程中起重要作用。过氧乙酸浓度增加，由于敏感氨基酸发生氧化致使酶失活[76]。如果反应温度升至60℃，在较低的过乙酸浓度下即可发生脂肪酶活性的损失[86]。因此，合适的温度对于提高产量非常重要，而56.5℃可能是最佳温度。图3-1在55℃时环己酮的初始浓度和环己酮与UHP的摩尔比相互作用的等高线图和响应面Figure3-1ContourplotandresponsesurfaceoftheinitialconcentrationofcyclohexanoneandthemolarratioofcyclohexanonetoUHPat55℃图3-2环己酮与UHP摩尔比为1.25时，环己酮的初始浓度和反应温度相互作用的等高线图和响应面。Figure3-2Contourplotandresponsesurfaceoftheinitialconcentrationofcyclohexanoneandthetemperaturewhencyclohexanone:UHP=1.25.


本文编号：3406911