《非水相中酶法合成乳酸丙基葡萄糖糖苷酯的初步研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非水相中酶法合成乳酸丙基葡萄糖糖苷酯的初步研究（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华东理工大学 硕士 学 位 论 文第 工 页摘要本论文主要研究了 在非水相中 脂肪酶催化合成一种新型的 a - 经基酸衍生物 乳酸丙基葡萄糖糖昔酷.本论文主要分为三个部分。 第一部分研究了 完整细胞固 定化酶在无溶剂体系 中 转酷合成乳酸丙基糖昔醋， 对影响酶催化的 各种因素进行了 考察。 发现在一定 条 件下完 整细胞固 定化酶 可有效 取代N o v o z y m 4 3 5 ， 使 糖昔的 转化率 达7 3 % a第二部分探讨了在有机相体系中直接酷化合成乳酸丙基糖普酷， 系统考察了 反应体系中脂肪酶的种类， 溶剂， 固定化酶浓度， 底物浓度和反应温度等对反应 的影响。 结果表明， 高浓
2、度的糖昔抑制酶的活性。 通过添加硅胶防止酶的活性位 点被糖昔饱和， 提高了 转化率和初速度; 同 时加入分子筛有效移去体系中的 水分，在最优反应条件下糖昔转化率达7 5 %0 ， 研究了乳酸和丙基糖昔醋化反应的动力学， 发现在一定条件下反应不 存在外扩散限制， 为动力学控制， 符合米氏方程乙 此 夕 卜。反应存在底物抑制， 底物浓度 对反 应速率的 影响 符合P i n g - P o n g 反 应机理，由 此 推导了 反 应动力学 模型， 并求 得 各 模 型 参 数 。 ) 夕 产 一 一关 键 词 : 乳 酸 丙 基 糖 普 酷 ; 乳 酸 ; 丙 基 葡 萄 糖 昔 ; 脂 肪 酶
3、; 酶 法 合 成 少第 H页硕士 学 位 论 文 华东理工大学Ab s t r a c tP r o p y l g l y c o s i d e l a c t a t e , a n o v e l a - H y d r o x y A c i d s D e r iv a t iv e , w a s s y n t h e s i z e d i n n o n - a q u e o u s m e d i u m u s i n g如a s e a s b i o c a t a l y s t . D i ff e r e n t c a t a l y s t s a n
4、 d o r g a n i c m e d iu m w e r e i n v e s t ig a t e d t o o p t i m iz e t h e e s t e r i fi c a t i o n r e a c t i o n .I n t h i s t h e s i s , t h e s t u d i e s i n c l u d e t h r e e a s p e c t s . F i r s t , t h e c e ll - b o u n d e n z y m e m a d e i n o u r l a b w a s u s e d
5、 t o s y n t h e s i s o f p r o p y l g l y c o s i d e l a c t a t e b y t r a n s e s t e r i fi c a t i o n i n s o l v e n t - fr e e m e d iu m , w h i c h c o u l d r e p l a c e N o v o z y m 4 3 5 e f fi c i e n t l y u n d e r s o m e c o n d it i o n s . T h e o p t i m u m c o n d i t i
6、o n w a s e s t a b l i s h e d a n d a 7 3 % c o n v e r s i o n c o u l d b e o b t g i n P dS e c o n d , d i r e c t e n z y m a t i c s y n t h e s i s o f p r o p y l g l y c o s i d e l a c t a t e i n o r g a n i c s o l v e n t w a s s t u d i e d . P a r a m e t e r s s u c h a s d i ff e
7、r e n t li p a s e , s o l v e n t t y p e , e n z y m e c o n c e n t r a t i o n , s u b s t r a t e c o n c e n t r a t i o n a n d t e m p e r a t u r e w e r e s t u d ie d . I t w a s f o u n d t h a t t h e a c t iv i t y o f l i p a s e w a s r e d u c e d w h e n e x p o s e d t o h i g h c
8、 o n c e n t r a t i o n o f g ly c o s i d e . T h e p r e s e n c e o f s i l i c a g e l , h o w e v e r , c o u l d a v o i d t h e c o a t i n g o f t h e b i o c a t a ly s t b y g l y c o s i d e a n d i m p r o v e s i g n i f i c a n t ly t h e c o n v e r s i o n a n d i n it i a l r a t e
9、 . A n d a d d i t i o n o f m o l e c u l a r s i e v e s c o u ld e l i m i n a t e t h e h y d r o l y s i s o f e s t e r a n d a ll o w t h e c o n v e r s i o n o f g l y c o s i d e t o 7 5 % u n d e r t h e o p t im iz e d c o n d i t i o n s .F u r t h e r m o r e , a s t u 勿 o n t h e k i
10、n e t i c s o f t h e e s t e r if i c a t io n o f l a c t i c a c i d a n d g ly c o s i d e w a s c o n d u c t e d . T h e f a c t t h a t e ff e c t s o f s u b s t r a t e c o n c e n t r a t i o n o n i n i t i a l r a t e o f t h e r e a c t i o n f o l l o w e d Mi c h a e l e s - Me n t e
11、n e q u a t i o n s u g g e s t s t h a t t h e r e a c t i o n a g r e e s w i t h t h e P in g - P a n g B i B i m e c h a n i s m . I n h ib it i o n b y e x c e s s o f g l y c o s i d e h a s b e e n i d e n t i f i e d . T h e k i n e t i c c o n s t a n t s h a v e b e e n c a l c u l a t e d
12、 f o r t h e r e a c t i o n i n t h e a b s e n c eo f a n y s i g n i fi c a n t e x t e r n a l d i ff u s i o n l i m i t a t i o n s .K e y w o r d s : p r o p y l - g l y c o s i d e l a c t a t e ; l a c t i c a c i d ; p r o p y l - g l y c o s i d e ; l i p a s e ; e n z y m a t i c s y n t
13、 h e s i s华东 理工大学 硕 士 学 位 论 文第 1页第一章 绪论1 . 1非水相酶学简介 1 . 1 . 1非水相酶学的发展历史酶是一类由 生物细胞产生且具有催化活性的 特殊蛋白 质。 由 酶催化的反应具 有专一性强 ( 酶催化具有区 域选择性和立体选择性) 、 催化效率高、反应条件温 和 ( 常温常压) 等优点。 但酶在实际 应用中也存在一些问 题， 其中 包括:( 1 ) 有 些酶的提取纯化繁琐， 故其价格相当昂贵; ( 2 ) 反应以 后， 要从反应混合物中回 收有活性的 酶以 重复使用， 这在技术上有一定的困 难; ( 3 ) 酶的 稳定性较差， 一 般认为不能在有机溶剂
14、、 强酸、 强碱或高 温下使用， 而且有些酶即使在较温和的 条件下使用， 也会很快失去活性。 决大多数化工过程是在有机相中 进行的， 有些 底物或产物在水中不易溶解， 有的不稳定，这就大大限制了 酶在化工中的 应用。为了克服酶的这些固有缺点， 可以从两方面入手。 一方面是对酶本身的性能 进行改进。这其中除了 应用生物工程的方法改造微生物以 使酶的生产成本降低 外， 还可以 将来自 生物体的酶“ 改性” 或“ 修饰”以 利于回收和提高其稳定性。 酶的固 定化是其中的一个重要方面，另一方面是从改变酶反应的 外部环境入手。在非水相中进行酶催化反应早在 1 9 1 3年就有报道，但真正引起大家广泛的
15、兴 趣是 在1 9 8 4 年Z a k s e t 动” 研究 报 道 在非 水 相中 可 进 行 酶的 催化反 应之 后. 大 量的 研究发现， 与过去认为酶只能在水溶液中 反应的传统观念相反， 酶在非水相 ( n o n - a q u e o u e m e d i a , 也 称为 非 水介质) 中 也具 有催 化活性。 通过非水相中 的酶 催化可以完成多种化学反应， 如氧化、 脱氢、 还原、 脱氨、 轻基化、甲 基化、 环 氧 化、 酷 化、 酞 胺化、 开环反 应、 聚合反 应等等 12 1 。 并且己 被应用于 许多方面， 如内 、 外消 旋体的 拆分、 区 域 选择 性 转化
16、、 酶 催化 聚合、 肤合成、 酶 法分析等i3 1 非水相酶学发展历史见表1 . 1 0表1 . 1非水相醉促反应的发展历史1 9 6 71 98 4s u s p e n d e d 运呷a n i c m e d i aE n zy m a t ic c a t a l y s i s i n o r g a n i c m e d i a a t 1 0 0 1CA . a n d K l i b a n o v ,1 9 8 8 E n zy m a t i c c a t a ly s i s i n n o n - a q u e o u s s o l v e n t s ( E n z y m e人a n d K li b a n o v ,第 2页硕士 学 位 论文 华东理工大学p o w d e r ) A M . f6 1 1 9 9 2 C a t a ly s i s 勿 。 - c h y m o tr y p s m e n t r a p p e d i n
