利用脂肪酶Novozym 435催化转酯反应对映选择性合成(R)-α-硫辛酸的手性前体

利用商品脂肪酶Novozym 435介导的对映选择性转酯反应催化拆分(R,S)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯(ECHO),以合成(R)-α-硫辛酸的手性前体。对酶促拆分反应的条件进行了优化,确定了该酶的最适反应条件:以乙酸乙烯酯为酰基供体,最适反应温度为50°C,以异丙醚为反应介质,酶最适上载量为100g/mol ECHO,可以耐受的底物浓度为1mol/L。在产品的克级制备反应中,6h底物转化率为47%,产物(R)-6-乙酰氧基-8-氯辛酸乙酯的对映体过量值(eep)为90%,时空产率高达471g/(L·d),产品总收率为36.3%。该酶法催化的转酯化反应为(R)-α-硫辛酸的合成提供了一条新的途径。

脂肪酶Novozym435改性大豆油的摩擦学性能研究

为提高食用大豆油作为润滑剂的抗磨性能,在超声振动条件下采用脂肪酶Novozym435作为催化剂使食用大豆油中的不饱和脂肪酸与甲醇进行环氧化反应,在温和反应环境下合成一种改性大豆油。利用红外、拉曼光谱仪对其结构进行表征,使用同步热分析仪TG-DSC考察其热氧化稳定性,在四球机上考察其摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜、三维表面轮廓仪、拉曼光谱分析摩擦磨斑表面的微观形貌、成分变化。结果表明:改性大豆油的酸值、碘值显著降低,饱和脂肪酸含量增加,热氧化稳定性增强;同时其抗磨性能得到显著的提升,磨斑直径降低了25.56%,磨损体积减少了54.18%。改性大豆油优异的抗磨性能主要与饱和脂肪酸的含量、优异的热氧化稳定性及磨损表面生成的有序润滑薄膜有关;由于其热氧化性能的提升,形成的有序润滑薄膜在润滑过程中作用时间大大增加,从而更加有效地抵抗摩擦过程中的磨损。

脂肪酶Novozym 435催化合成单月桂酸甘油酯

生物酶催化的有机化学反应具有选择性高、反应条件温和、环境友好等优点,本项目通过对酶催化合成单月桂酸甘油酯的反应条件和产物分离条件进行详细研究,将酶催化反应引入本科实验教学,使学生学习先进的知识技术。本项目的合成部分采用月桂酸:甘油=1:3.5(摩尔比)的投料比、5%酶用量,在52℃反应80 min;回收脂肪酶后,洗涤除去甘油,蒸馏除去叔丁醇,最后用石油醚重结晶可得到纯度90%以上的高含量产品,分离产率47%–53%,实验的稳定性和重现性好,很适合作为一个大学本科有机实验项目。

脂肪酶Novozyme435手性拆分(R,S)-扁桃酸

扁桃酸是一种重要的医药中间体,本文利用固定化脂肪酶Novozyme435作为催化剂,乙酸乙烯酯作为底物,异丙醚作为溶剂,发现当乙酸乙烯酯与扁桃酸摩尔浓度比为6,扁桃酸浓度为180mmol/L,反应温度50℃条件下底物的转化率为50%,eep(产物对应体过剩量)和ees(底物对应体过剩量)均99.9%以上,结果表明脂肪酶Novozyme435对于扁桃酸具有好的选择性。

基于响应面设计脂肪酶Novo435催化合成甘油二酯的工艺优化

以甘油、油酸为原料,优化在无溶剂体系中以固定化脂肪酶Novo435催化合成甘油二酯(diglyceride,DAG)的工艺。系统考察底物摩尔比(油酸/甘油)、反应温度、时间和加酶量等因素对油酸转化率和甘油二酯含量影响的基础上,利用响应面试验设计优化各主效因子,并经回归分析获得最优的工艺条件。所得最优条件:油酸与甘油底物摩尔比2.27、反应温度48.14℃、反应时间6.3 h、加酶量1.68%。在此条件下,实验测得油酸转化率为45.42%,甘油二酯质量分数为70.01%,与响应面模型预测值吻合。

脂肪酶N435在低沸点溶剂中催化合成聚丁二酸丁二醇酯

脂肪酶N435在温和条件下可以有效地催化合成聚丁二酸丁二醇酯。采用溶剂蒸出的多级酶催化法成功在低沸点溶剂正己烷、四氢呋喃、甲苯和乙腈中合成出聚丁二酸丁二醇酯,得到聚丁二酸丁二醇酯的重均分子量分别为1 460、1 636、3 066和4 231,多分散系数分别为1.69、1.48、1.78和1.67。低沸点溶剂甲苯和乙腈是N435催化获得高重均分子量和低多分散系数产物的优良溶剂。

无溶剂体系脂肪酶催化阿魏酸油酸甘油酯合成研究

采用Novozym 435脂肪酶作为催化剂,在无溶剂体系中进行阿魏酸乙酯和三油酸甘油酯的转酯反应,发现水活度(aw)明显影响转酯反应,阿魏酸油酸甘油酯产率在水活度<0.01到0.75范围内随着水活度的增加而提高。推测三油酸甘油酯的去油酰化是该转酯反应的限速步骤。为了提高阿魏酸油酸甘油酯的产率同时减少底物水解,采用向介质中添加甘油的方法取代提高水活度的方法。当甘油和底物三油酸甘油酯的物质的量比达1∶3时,阿魏酸油酸甘油酯的产率达29.0%。采用减压旋转蒸发去除副产物乙醇可进一步提高阿魏酸油酸甘油酯的产率。确定的脂肪酶催化阿魏酸油酸甘油酯合成的最佳反应条件为:2.0 mmol三油酸甘油酯,1.0 mmol阿魏酸乙酯,0.67 mmol甘油,110 mg Novozym 435脂肪酶,反应温度为60℃,真空度为0.001MPa,反应时间为72 h,此时阿魏酸油酸甘油酯的产率可达59.5%。固定化酶可反复使用多次,活性没有明显损失。

一种商用固定化诺维信脂肪酶435的活性表征

利用分光光度法以对硝基月桂酸酯为底物溶液对诺维信脂肪酶435进行活性表征。结果表明:诺维信脂肪酶435作用的最适温度为40~60℃,最适pH为8.00~11.00,Ba^2+、K^+,Tween-20,EDTA和PMSF都可以适当提高酶的活性,而去污剂Triton X-100以及Cu^2+、Ca^2+、Zn^2+则会使酶活性有不同程度的降低。另外反复使用10次后诺维信脂肪酶的活性仍然在80%左右。该研究可以为该酶的在生物柴油制备等应用提供一定的数据参考。

非水相脂肪酶催化阿魏酸淀粉酯的合成

以玉米淀粉和阿魏酸乙酯为原料,利用脂肪酶催化合成了阿魏酸淀粉酯,对反应介质和脂肪酶进行了筛选,同时对影响合成阿魏酸淀粉酯反应的因素进行了探究,主要考察了底物摩尔比、酶添加量、反应时间及反应温度对反应的影响。采用紫外分光光度计对取代度进行测定,并以取代度为考察指标,确定了最佳反应条件:Novozym435脂肪酶为催化剂、异辛烷为反应介质、底物摩尔比n(阿魏酸乙酯)∶n(活化淀粉)=3∶1、酶添加量为10%(以活化淀粉质量计)、反应时间18 h、反应温度65℃,在该条件下,产物的最大取代度可达0.031,并通过FTIR以及1HNMR对产物结构进行了表征。

Novozym 435酶法合成植物甾醇-共轭亚油酸酯的研究

研究了Novozym 435酶法合成植物甾醇-共轭亚油酸酯的工艺条件。通过单因素和正交试验探讨酶法合成植物甾醇-共轭亚油酸酯的影响因素,最佳工艺条件为酶用量20mg/mL,正己烷添加量6mL,酸醇摩尔比为1∶1,反应温度50℃及反应时间96h,在此条件下酯化率为40.5%。

响应面优化脂肪酶催化合成中长碳链甘三酯

采用响应面设计对脂肪酶Novozym 435在无溶剂体系中催化甘油和中长碳链脂肪酸(辛酸、癸酸和油酸混合物)酯化反应合成中长碳链甘三酯进行了研究。研究发现:反应温度、加酶量和反应时间对中长碳链甘三酯得率具有显著性影响(P<0.05),而底物摩尔比(脂肪酸与甘油摩尔比)对中长碳链甘三酯得率不具有显著性影响。优化得到的最佳条件为:反应温度90℃,加酶量6.5%(以脂肪酸和甘油的总质量计),底物摩尔比3.5∶1,反应时间12.97 h。在此条件下,平均甘三酯得率为78.5%;产品中甘三酯、甘二酯、甘一酯和游离脂肪酸含量分别为85.6%、0.3%、0.1%和14.0%;产品甘三酯中辛酸、癸酸和长碳链脂肪酸含量分别为25.4%、10.7%和63.9%,与目标中长碳链甘三酯产品指标基本一致。

脂肪酶催化外消旋对羟基苯甘氨酸甲酯水解制备对映体纯D-对羟基苯甘氨酸的新方法

基于在反应体系中添加碳酸氢铵可有效地促进酶促外消旋对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解这一有趣现象的发现 ,探讨了利用有机介质中酶促外消旋对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解制备对映体纯 D 对羟基苯甘氨酸及其衍生物的可能性 ,研究了不同来源的酶、摇床转速、水含量、对羟基苯甘氨酸甲酯浓度、反应介质及温度等因素对该反应的影响 .结果表明 ,在所研究的 11种酶中脂肪酶Novozym 4 35对该反应的催化活性和对映体选择性较高 ,叔丁醇为最合适的反应介质 ,最适水含量为0 4 % (V/V) ,对羟基苯甘氨酸甲酯的适宜浓度为 2 0mmol/L ,最适摇床转速和反应温度分别为 130r/min和 30℃ .在此优化条件下反应 2 6h后 ,底物转化率和产物ee分别为 39 8%和 95 2 % .

固定化脂肪酶催化棉籽油酯交换制备生物柴油新工艺

探索了以乙酸甲酯作为酰基受体,固定化脂肪酶催化棉籽油酯交换制备生物柴油的新工艺。研究结果表明,最佳酯交换条件为:脂肪酶Novozym 435加入量为棉籽油质量的30%,乙酸甲酯和棉籽油的摩尔比14∶1,反应温度40℃,反应时间14 h。在此条件下,精制棉籽油和粗制棉籽油的最高甲酯得率均可达到97%,且反应物乙酸甲酯和副产物三乙酸甘油酯均对脂肪酶无失活作用。该工艺有利于连续操作,脂肪酶反应40批次后的酶活没有显著变化,保持了良好的稳定性。

硬脂酸和月桂酸在Novozym 435催化下对芦丁酯化及分子筛对酯化率的影响

为了增加芦丁的脂溶性从而使其具有更优秀的抗氧化活性,以硬脂酸和月桂酸为酰基供体,在脂肪酶Novozym 435催化下对芦丁选择性酯化。经色谱柱提纯,得到两种带不同长度烃基的芦丁脂肪酸酯。用红外光谱和核磁共振波谱对芦丁硬脂酸进行了结构鉴定,表明该类酯化物的酯化反应位为鼠李糖的C4位羟基。以高效液相色谱监测酯化反应进程,分子筛添加时间对酯化率的研究结果显示,分子筛对酯化率和反应速率有提高的作用。分子筛添加时间对酯化率有影响。对于硬脂酸为酰基供体的情况,反应24 h后添加分子筛的酯化反应可以得到最大的酯化转化率46%。以月桂酸为酰基供体的酯化反应,反应11 h后添加分子筛可以得到最大的酯化转化率64.5%。

脂肪酶催化月桂酸淀粉酯的合成

在无溶剂体系中,用脂肪酶Novozym 435催化合成月桂酸玉米淀粉酯。考察时间、底物配比、酶添加量、水活度等因素对淀粉酯合成的影响。确定最适反应条件为反应时间24h、温度60℃、月桂酸与淀粉质量比4:1、酶添加量3%,取代度可达到0.1339。并使用FT-IR谱图对产物结构进行表征,说明月桂酸玉米淀粉酯合成成功。

脂肪酶催化液-固反应合成聚丁二酸丁二酯

以固定化酶Novozyme435为催化剂,在液-固混合体系中经酶催化1,4-丁二醇与丁二酸缩聚合成聚丁二酸丁二酯(PBS),考察反应条件对聚合效果的影响。采用GPC法对产物重均分子量Mw和分子量分布MwMn进行了测定;采用核磁共振法对产物结构进行了鉴定。最佳反应条件为:丁二酸与1,4-丁二醇的物质的量的比为17:23,Novozyme435用量为底物总质量的7%,聚合温度为65℃。以底物总质量200%的二苯醚为反应介质,真空条件下聚合48h,PBS的最大Mw可达到50800(MwMn=1.36)。实验表明,丁二酸在反应介质中的溶解程度和副产物水的去除是限制PBS聚合效果的最主要因素。

大环碳酸酯的Novozym-435酶促开环聚合

研究了14元环的碳酸丁二酯二聚体在固定化脂肪酶Novozym-435催化下的开环聚合反应制备聚碳酸丁二酯.聚合在常压,75℃的甲苯溶液中进行,反应条件温和.详细探讨了反应条件诸如单体浓度,酶浓度对于聚合的影响.结果显示Novozym-435具有与异辛酸亚锡可比拟的高催化活性,同时可以回收重复使用.聚合动力学研究表明碳酸丁二酯的酶促甲苯溶液开环聚合和环状内酯的酶促甲苯溶液聚合有所不同,没有表现出活性聚合的特征.

Novozyme 435选择性酸解(R,S)-3-n-丁基苯酞

Novozyme 435可以提高对映体选择性酸解(R,S)-3-n-丁基苯酞。最适的有机溶剂、水分活度、转速和转化时间分别是正己烷、0.54、150 r/min和64 h。在此优化条件下,丁基苯酞的转化率为14.8%,产物的对映体过量值为99.3%。

有机相中Novozyme435催化的丁基苯酞的有效转酯化

[目的]研究在非水相介质中脂肪酶催化丁基苯酞的转酯化可行性。[方法]以脂肪酶Novozyme435、PPL、PS、PS-C和AY为试材,通过酶法反应试验和对反应后丁基苯酞的转化量进行气相色谱分析,研究了某些关键因素如四氢呋喃(THF)、有机溶剂、含水量以及丁基苯酞与乙酸乙烯酯的摩尔比等对转酯化反应的影响。[结果]THF有助于改善水在疏水性介质中的均匀性分布,增加水在疏水性溶剂中的溶解度而降低反应介质的水活度,进而大大提高丁基苯酞在微水相有机溶剂中的转酯化得率。在该反应中,由65%(mol/mol)的THF和35%(mol/mol)的正己烷组成的二元混合溶剂为适宜的反应介质,最适含水量为0.4%(V/V),在该条件下,Novozyme435催化的转酯化可使丁基苯酞的转化率达到49.4%。[结论]脂肪酶Novozyme435对催化丁基苯酞的转酯化具有较高的催化活力。

响应面法优化脂肪酶催化脂肪酸甲酯环氧化

以Novozyme 435脂肪酶为催化剂,在单因素实验的基础上,利用响应面法优化了脂肪酸甲酯(FAMEs)环氧化工艺。选择反应时间、脂肪酶用量和H2O2与FAMEs双键的摩尔比为自变量,环氧值为响应值,建立了脂肪酶催化FAMEs环氧化体系的二次回归模型。优化后的工艺条件为:在不加脂肪酸氧载体的条件下,FAMEs 20 g,甲苯用量30 mL,脂肪酶用量3%(以FAMEs质量计),H2O2与FAMEs双键摩尔比1.7∶1,反应温度40℃,反应时间5 h。在此条件下,环氧值为4.82%,与模型预测值基本一致。