離子液體三相微乳液在生物催化中的應(yīng)用研究.pdf

1、離子液體擁有許多獨(dú)特的性質(zhì)，如:幾乎可以忽略的蒸汽壓、超強(qiáng)的溶解能力、強(qiáng)大的可設(shè)計(jì)性以及可以與某些溶劑形成三相等，這些性質(zhì)使得離子液體的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要涉及到的領(lǐng)域有:酶催化反應(yīng)、萃取、有機(jī)合成等。
　　 本文利用親油性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[Bmin]PF6，并借助混合表面活性劑形成了具有穩(wěn)定中相的三液平衡體系。以離子液體、表面活性劑和鹽的水溶液為三組分繪制了擬三元相圖，研究形成三液平衡體系所需的各個(gè)組

2、分的含量范圍，結(jié)果表明在研究范圍內(nèi)存在較大區(qū)域的連續(xù)三相微乳液。利用擬三元相圖，配制不同組成的三相微乳液，研究脂肪酶、底物以及產(chǎn)物等對其各相體積的影響，從而確定各相體積變化最小的三相微乳液為反應(yīng)介質(zhì)。在該介質(zhì)中進(jìn)行了脂肪酶催化水解4-硝基苯丁酸酯反應(yīng)，并考察了反應(yīng)條件對水解反應(yīng)的影響，其中溫度、pH、反應(yīng)時(shí)間對酶活性有較大的影響，且在緩沖溶液的pH=8、溫度為45℃時(shí)反應(yīng)速率最大。在最優(yōu)條件下，對三相微乳液與兩相微乳液兩個(gè)體系中的酶催化

3、反應(yīng)進(jìn)行了動力學(xué)研究，根據(jù)米氏方程求得了兩個(gè)人體系中的Vmax和Km值。其中，三相體系的Vmax約是兩相體系的5倍，充分體現(xiàn)了三相微乳液在酶促水解p-NPB反應(yīng)方面的優(yōu)越性。為了進(jìn)一步闡述三相微乳液在酶催化方面的優(yōu)勢，考察了酶在其中的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)培育72h后脂肪酶的殘余活性仍能達(dá)到72％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于兩相微乳液。通過紅外光譜分析得出洋蔥伯克霍爾德菌脂肪酶在三相微乳液中的蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ帶結(jié)構(gòu)與水溶液中極其相近，這也就充分解釋了其在三相微乳液中催

4、化性能的顯著。
　　 為了進(jìn)一步探討三相微乳液在酶催化領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)越性，還以其為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行了酶催化手性拆分反應(yīng)。以布洛芬為底物，皺褶假絲酵母菌為脂肪酶主要來源，采用酶促酯化的方法對其進(jìn)行手性拆分。高效液相色譜建立了檢測R-布洛芬、S-布洛芬及其酯的方法，其中R-布洛芬和S-布洛芬能夠得到較好的分離，而布洛芬酯未能分離開。對兩相微乳液和三相微乳液兩個(gè)體系中酶法拆分反應(yīng)進(jìn)行了比較，三相微乳液中脂肪酶的對映體選擇性和活性均高于兩相微