检索结果-南通市图书馆

作者：张佳欣吉林大学

学位级别：硕士

酶是一种具备专一性强、催化效率高、反应条件温和、对环境友好可降解等优点的生物催化剂,且符合原子经济和绿色化学的要求。然而,近期研究表明许多酶似乎扮演着“多面手”的角色,其活性位点可催化许多不同化学反应,这种特性被称为酶催... 详细信息

酶是一种具备专一性强、催化效率高、反应条件温和、对环境友好可降解等优点的生物催化剂,且符合原子经济和绿色化学的要求。然而,近期研究表明许多酶似乎扮演着“多面手”的角色,其活性位点可催化许多不同化学反应,这种特性被称为酶催化非专一性。本论文主要研究了以超临界二氧化碳(scCO)作为反应介质在酶催化非专一性反应中的应用,拓宽了scCO在酶催化有机化学合成中的应用范畴,同时也为绿色化学的发展做出了新的贡献。在本论文中,我们首次报道了scCO可作为脂肪酶介导的烯烃环氧化反应的溶剂。最佳反应条件为:烯烃(1 mmol),HO(50%水溶液,1.4 mmol),Novozym435(15 mg),正辛酸(0.05 mmol),40?C,scCO(10 MPa,25 mL),可在较短的反应时间(1小时)内获得令人满意的烯烃环氧化产率(83–98%)。此外,Novozym435在此反应体系中表现出很好的可重复使用性。因此,这项工作不仅提出了一种绿色,温和的脂肪酶介导的环氧化方法,其收率和反应速率都比以往报道的其他脂肪酶介导环氧化方法更高,也扩大了scCO在酶催化反应非专一性中的应用。氮杂-迈克尔(aza-Michael)加成反应是构建β-氨基羰基衍生物的最有效方法之一,在化学合成中得到了普遍的研究。在本论文中,我们首次报道了以scCO为溶剂的脂肪酶催化aza-Michael加成反应。最佳反应条件为,胺(1 mmol),丙烯酸酯(1 mmol),Novozym 435(20 mg),40?C,scCO(25 mL,10 MPa),胺与丙烯酸酯的aza-Michael加成反应仅在短时间(1小时)内就有较高产率(60-93%)。值得注意的是当scCO作为反应介质时,在反应过程中未观察到氨解反应的发生。此外,Novozym 435在scCO中显示出良好的重复利用性。综上,脂肪酶在scCO中具有优异的催化能力,化学选择性和稳定性,进一步表明scCO在脂肪酶催化非专一性反应中具有巨大的潜力。

关键词：酶催化非专一性脂肪酶超临界二氧化碳环氧化反应 aza-Michael加成反应

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

脂肪酶催化合成含氮杂环类化合物的研究

脂肪酶催化合成含氮杂环类化合物的研究

作者：徐岳林吉林大学

学位级别：硕士

酶是具有生物催化功能的大分子物质,可以催化生物体内的新陈代谢,具有催化效率高、选择性强等优点,与传统的化学催化剂相比,对环境更加友好。一般来说,酶令人印象深刻的是其能催化自然选择的特定底物的特性,这种特性被称为“特异性”,... 详细信息

酶是具有生物催化功能的大分子物质,可以催化生物体内的新陈代谢,具有催化效率高、选择性强等优点,与传统的化学催化剂相比,对环境更加友好。一般来说,酶令人印象深刻的是其能催化自然选择的特定底物的特性,这种特性被称为“特异性”,但是它也限制了酶在工业生产中的应用。随着酶学研究的不断发展,许多酶被报道能够催化多种类型的反应,这种特性被称为酶催化非专一性。目前,水解酶、血红素蛋白和人工金属酶已成为催化多种非天然反应的理想催化剂。脂肪酶(EC 3.***.1.3)因其商业化程度高、底物适用性广泛以及在非水介质中具有良好的稳定性,使得脂肪酶在迅速发展的酶催化非专一性领域中用途更加广泛,成为研究较为深入的一类酶。而含氮杂环化合物是许多天然产物和药物分子的核心结构单元,在生物、医药、农药、材料等领域有着广泛的用途。本论文在课题组以往的研究基础上,对脂肪酶催化合成N-杂环类化合物进行了挖掘和探索,主要研究内容和结果如下:脂肪酶催化合成含有苯并磺胺的1,4-二氢吡啶类化合物。我们对该反应的条件进行优化和筛选:包括酶源、溶剂、温度、酶的用量,进而确定了该反应最适条件(0.3 mmol N-磺酰基酮亚胺(1),0.4 mmol靛红衍生物(2),0.4 mmol丙二腈(3),1 m L水,200 U PPL,反应温度为40°C,反应时间48 h)。在最适条件下我们以74%的产率得到标准产物,并且该方法具有广泛的底物适用范围。同时,通过对照实验,确定了脂肪酶活性中心在催化该反应中的关键作用,对脂肪酶催化该反应的相关机理进行了推测。在应用方面,本文进行了放大实验,最终以68%的产率得到目标产物。本方法解决了以往在合成此类化合物时存在的反应过程繁琐、反应时间冗长、环境不友好等问题。脂肪酶催化合成吡咯二硫化物。本节研究以β-硫代酮酰胺和氰乙酸乙酯为底物,以脂肪酶为催化剂,开发了一种合成吡咯二硫化物的绿色高效方法。在最佳条件下(1 mmolβ-酮硫酰胺衍生物(7),1 mmol氰乙酸乙酯(8),200 U PPL,5 m L乙醇,反应时间24 h),脂肪酶可在40°C下生成吡咯二硫化物,最高产率高达88%。此外,这种酶法合成吡咯二硫化物在放大实验中取得了可观的产量(70%)。同样,我们确定了脂肪酶活性中心在催化该反应中的关键作用,并推测了合成吡咯二硫化物的反应机理。与过往合成此类化合物的方法相比,该方法具有更加的温和,绿色且高效的优点。

关键词：脂肪酶酶催化非专一性 1,4-二氢吡啶糖精吡咯二硫化物

离子液体中固定化酶催化多组分反应合成苯并吡喃类化合物研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

离子液体中固定化酶催化多组分反应合成苯并吡喃类化合物研究

作者：张伟岸吉林大学

学位级别：硕士

酶可以催化多种类型的有机反应,我们将这种特性称为酶催化非专一性。这种特性使酶在一个多组分反应中促进多步反应成为可能。脂肪酶可以催化多组分串联反应合成一系列活性骨架小分子,反应条件温和并且有较高的产率。本论文主要探究了脂... 详细信息

酶可以催化多种类型的有机反应,我们将这种特性称为酶催化非专一性。这种特性使酶在一个多组分反应中促进多步反应成为可能。脂肪酶可以催化多组分串联反应合成一系列活性骨架小分子,反应条件温和并且有较高的产率。本论文主要探究了脂肪酶的固定化材料与条件,利用酶的催化非专一性设计出在离子液体中多组分串联反应,为绿色化学的发展提供了一条有效的新途径。主要研究内容和结果如下:研究脂肪酶在离子液体中催化多组分串联反应合成吲哚基4H-苯并吡喃衍生物。对一系列反应条件,包括酶源、酶量、离子液体等进行筛选,从而确定离子液体作为溶剂时的最适体系。我们发现:在温度是60 C时,60 mg毛霉脂肪酶(MML)在5 mL离子液体[EMIM][BF]中催化1 mmol底物的体系中具有最佳产率。离子液体在反应中表现出良好的可重复利用性,还发现具有供电子基团的水杨醛或吲哚比具有吸电子基团的底物产率更高。研究磁性纳米粒子固定化酶催化多组分反应合成4H-苯并吡喃衍生物。为了增加酶的稳定性和重复利用性,将毛霉脂肪酶(MML)共价固定在三聚氯氰(TCT)修饰的磁性纳米颗粒上。然后利用固定化MML,通过多组分串联反应合成官能化的4H-苯并吡喃。确定了该反应的最佳体系,固定化MML有着较高的催化活性、良好的可重复利用性和底物适用性。离子液体充当溶剂时,反应的速度和产率都有所提高,进一步说明了离子液体的工业价值。

关键词：酶催化非专一性离子液体脂肪酶多组分反应纳米材料

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

离子液体微乳液中四种有机反应研究

离子液体微乳液中四种有机反应研究

作者：夏文俭东华理工大学

学位级别：硕士

“绿色化学”是当今化学发展的主导方向,而离子液体参与形成的微乳液介质中生物催化反应和无催化剂条件下离子液体微乳介质中的反应是实现“绿色化学”目标的新途径和方法;而离子液体微乳液介质中的酶催化非专一性研究鲜有报道。本文主... 详细信息

“绿色化学”是当今化学发展的主导方向,而离子液体参与形成的微乳液介质中生物催化反应和无催化剂条件下离子液体微乳介质中的反应是实现“绿色化学”目标的新途径和方法;而离子液体微乳液介质中的酶催化非专一性研究鲜有报道。本文主要围绕着离子液体微乳液中酶催化Henry反应、Markovnikov加成反应、aldol反应和无催化剂条件下离子液体微乳液催化Knoevenagel缩合反应开展了以下研究工作。(1)Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液中酰化酶催化Henry反应:首次在Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液中研究酰化酶(Amano acylase from Aspergillus oryzae)催化芳香醛与硝基甲烷的Henry反应。以4-硝基苯甲醛和硝基甲烷为模板反应,考察了ω0值、Tx-100量、酶量、温度等因素对反应效果的影响,结果表明离子液体微乳液即做催化剂又做反应介质,能与酰化酶协同催化Henry反应,在最佳反应条件下模板反应取的了90%的产率。同时拓展了12种底物,取得了22%-90%的产率。(2)Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液中BSA催化Markovnikov加成反应:首次研究了Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液中蛋白酶和牛血清白蛋白催化N-杂环化合物与乙烯酯的Markovnikov加成反应,其中牛血清白蛋白(BSA)催化效果更好。以咪唑和醋酸乙烯酯为模板反应,考察了BSA用量、温度、底物摩尔比等因素对反应的影响,结果证明离子液体微乳液即做催化剂又做反应介质,能与BSA协同催化Markovnikov加成反应,在实验确立的最佳条件下咪唑、唑类及嘧啶等N-杂环化合物都能以一序列的乙烯酯顺利反应,取得50%-90%的产率。(3)Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液中胰蛋白酶与N-杂环化合物协同催化aldol反应研究:实验验证了Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液介质中咪唑与胰蛋白酶协同催化的不对称aldol反应。与4-硝基苯甲醛和丙酮作为模板反应系统的优化了实验条件,在筛选催化剂的过程中发现在微乳液中单独的胰蛋白酶、单独的咪唑都不能催化aldol反应。微乳液在反应中充当了反应介质,而咪唑则需和胰蛋白酶协同作用才能催化aldol反应。在最佳反应条件下,拓展了丙酮与13种芳香醛的aldol反应,得到了产率为12%-90%的13种aldol反应产品,还拓展了环己酮与7种芳香醛的aldol反应,但与前者相比后者在相对较长的时间内未能获得比前者产率更高的产品。虽然反应并没有立体选择性,但是又向绿色合成迈进了一步。(4)Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液催化Knoevenagel缩合反应:在无溶剂、无其它催化剂条件下,研究了Tx-100/HO/[Bmim][PF]微乳液催化Knoevenagel缩合反应。以4-硝基苯甲醛和丙二腈为模板反应,考察了微乳液用量、温度对反应的影响,结果表明:在35℃下反应1.5 h得到了95%的产率。在实验确立的最佳条件下拓展了丙二腈和腈基乙酸甲酯分别与六种芳香醛的Knoevenagel缩合反应,该方法能在较短时间内获得了77%-95%产率的12种产品。总之,以上研究拓展离子液体微乳液的应用范围、推动绿色化学和酶促反应方法学的发展。

关键词：绿色化学生物催化酶催化非专一性 Tx-100/H2O/[Bmim][PF6]微乳液 Henry反应 Markovnikov加成反应不对称aldol反应 Knoevenagel缩合反应

脂肪酶催化Knoevenagel缩合反应及其在多组分串联反应中的应用

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

脂肪酶催化Knoevenagel缩合反应及其在多组分串联反应中的应用

作者：王浩然吉林大学

学位级别：硕士

随着酶学研究的不断深入，许多酶已经被报道能够催化多种类型反应，这种特性称为酶催化非专一性。由于酶具有催化效率高、反应条件温和、无毒等优点，因此，在有机合成中越发受到化学家重视。本论文通过探究脂肪酶催化非专一性来设计多... 详细信息

随着酶学研究的不断深入，许多酶已经被报道能够催化多种类型反应，这种特性称为酶催化非专一性。由于酶具有催化效率高、反应条件温和、无毒等优点，因此，在有机合成中越发受到化学家重视。本论文通过探究脂肪酶催化非专一性来设计多组分串联反应，为较复杂化合物的合成提供一条环保且经济可行的途径。研究脂肪酶催化α,β-不饱和醛和活性亚甲基类化合物之间发生Knoevenagel缩合反应，该反应作为制备β-烯酮/烯酮酯类物质是非常经典的C-C成键反应。对影响该反应的因素进行了筛选和优化，包括酶源、溶剂、水含量、酶量等。并且发现不同的底物结构会导致酶对E/Z选择不同，通过空白及失活实验验证脂肪酶对该反应的重要性，简单阐述了该反应的催化机制。研究脂肪酶在2H-苯并吡喃衍生物合成中的的催化非专一性，由于2H-苯并吡喃衍生物具有非常高的药用价值，因此探讨利用生物催化法制备该化合物很有必要。这个过程考察了酶源、溶剂、水含量、反应温度及底物结构对酶促反应速率的影响，并通过一系列实验（空白实验、失活的PPL及BSA）来验证酶活性中心对该反应的重要性，简单阐述了该反应的催化机制。研究脂肪酶在苯并[g]色烯衍生物合成中的催化非专一性，苯并[g]色烯衍生物是非常重要的有机前体物质，我们研究的重点在于利用单一脂肪酶将多组分物质串联在一起得到这种相对复杂的结构。这个过程系统考察了影响该反应发生的各种因素(酶源、酶量、溶剂、水含量及反应温度)。并且研究了底物结构对酶促反应速率的影响，通过空白实验、失活的CSL及BSA来验证酶空间三维结构的重要性，简单阐述了该反应的催化机制。

关键词：酶催化非专一性脂肪酶 Knoevenagel缩合反应多组分串联反应