脂肪酶催化拆分外消旋2-甲基-1-丁醇的研究

作     者：江丽葵 

作者单位：四川大学 

学位级别：硕士

导师姓名：宋航

授予年度：2002年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：脂肪酸 酶固定化 酶催化酯交换 (S)-2-甲基-1-丁醇 

摘      要：酶具有高效率和高度立体选择性，是一般催化剂所无法比拟的，它们在有机合成中有极其重要的应用价值。近年来，随着非水相酶催化理论的发展，非水介质中酶催化反应正获得越来越多的研究和应用，尤其是脂肪酶在非水有机溶剂中催化拆分制备手性物质。 本文应用非水有机溶剂中脂肪酶催化酯交换反应的理论，用猪胰脂肪酶(PPL)和酵母脂肪酶(CCL)催化外消旋2-甲基-1-丁醇与三丁酸甘油酯的酯交换反应，以获得高纯度的(S)-2-甲基-1-丁醇。为了提高酶催化的活性和稳定性，利用吸附法将两种酶固定在几种疏水性程度不同的载体上，考察了不同的固定化方式、不同性质的载体、固定化温度、固定化时间等因素对固定化效果的影响，寻求这两种酶的较优的固定化条件。利用游离脂肪酶及其固定化酶在非水相中催化拆分外消旋2-甲基-1-丁醇，考察了有机溶剂、固定化酶量、反应时间、底物配比、水含量等因素对酯交换反应的影响。 实验结果表明，在实验确定的反应条件下：有机相中通过PPL，CCL游离酶及其固定化酶催化酯交换反应拆分外消旋2-甲基-1-丁醇，四种酶都有很好的催化活性和立体选择性;固定化酶的热稳定性及操作稳定性优于游离酶。用减压精馏方法分离反应生成的混合物，得到高纯度的光学活性2-甲基-1-丁醇。实验中用高效液相色谱检测酯交换的反应进度，气相色谱仪检测减压精馏提纯的2-甲基-1-丁醇的纯度，旋光仪测定最终产物(S)-2-甲基-1-丁醇的旋光度。产品(S)2-甲基-1-丁醇的光学纯度达到98％以上。