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。

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。

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。

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 % .

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。

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。

两种不同结构共聚酯对脂肪酶降解反应的对比

采用两种酸一种醇和两种醇一种酸分别对PBS改性,合成了不同化学结构的共聚酯PBSA和PBSH,并在磷酸缓冲液中以它们为底物,研究了对脂肪酶N435降解反应的异同。采用质量损失率和GPC评价了降解前后共聚物分子质量的变化;WAXD和TG分析了酶降解前后共聚物结晶度和热性质的变化;POM对降解后的材料进行了形貌观测。研究结果表明:相比PBS,PBSA和PBSH对脂肪酶的感受性有很大提高,24 h后降解率分别达到90%和60%以上,并且PBSA降解速率比PBSH快很多;降解后2种共聚物相对分子质量变化不大,但分子量分布系数变宽;结晶度增大;降解3 d后PBSA的热稳定性降低,而PBSH的热稳定性提高。

无溶剂体系脂肪酶催化合成阿魏酸双油酸甘油酯

对无溶剂体系中脂肪酶催化合成新型油脂抗氧化剂阿魏酸双油酸甘油酯进行了研究。以Novozym 435脂肪酶为催化剂,以阿魏酸乙酯和三油酸甘油酯为底物,合成阿魏酸双油酸甘油酯。探讨了减压旋转蒸发、底物比、温度、反应时间、酶的稳定性等因素对产率的影响。结果表明,无溶剂体系中,在110mg Novozym 435催化下,水活度小于0.01,转速为180r/min,底物比(阿魏酸乙酯∶三油酸甘油酯)为1∶2,温度为50℃,真空度为0.001MPa,旋转蒸发反应120h时的产率最高。固定化酶可反复使用多次,活性没有明显损失。

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%。

脂肪酶不对称水解兽药中间体对甲砜基苯丝氨酸乙酯的初步研究

对脂肪酶不对称水解对甲砜基苯丝氨酸乙酯进行研究,确立了对甲砜基苯丝氨酸乙酯酶促不对称水解的最适条件。微水有机溶剂体系为叔丁醇,脂肪酶为Novzyme 435。并以此为基础确定了最适的催化拆分条件:底物浓度为2.5 mg·mL-1,酶添加量为2.0 mg·mL-1,摇床转速为160 r·min-1,反应介质水含量为0.2%,微水相pH值为8.0,反应温度为30℃。Zn2+的加入能加快底物的转化率,但同时严重影响E值。在最适条件下反应192 h,DL-苏式-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的底物对映体过量百分数由最初的35.13%上升到了92.54%,所对应的底物转化率为68.62%。

脂肪酶选择性水解酰胺工艺条件的初步研究

对脂肪酶Nov435选择性水解拆分2-氯-N-(1-(4-氯苯基)乙基)乙酰胺的工艺进行了研究。通过对反应介质、转化时间、底物浓度、温度和转速等影响因素的考察,得到较优的拆分工艺为:反应介质为含水体积分率为0.2%的甲苯,酶添加量0.04g/mL,底物浓度为0.3%,反应温度40℃,转速为220r/min,转化时间为24h。在该拆分工艺条件下,产物2-氯-N-(1-(4-氯苯基)乙基)乙酰胺最高得率34.3%,产物的对映体过量值为99%以上。

响应面法优化酶促脂肪酸甲酯化工艺条件

为了获得菜籽油脂肪酸酶促甲酯化合成生物柴油的最佳反应条件,首先采用Plackett-Burman法对影响酯化率的5个因素进行筛选,发现酶质量分数、反应温度、摇床转速和反应时间4个因素显著影响酯化率。基于该4因素的最陡爬坡试验、Box-Behnken设计及响应面分析结果表明:反应温度是影响酯化率的最显著因子,反应时间的作用效果相对较弱,反应温度和摇床转速具有明显的互作效应。在优化条件下,醇/脂肪酸摩尔比1.25∶1、酶质量分数11.5 g/kg脂肪酸、反应温度42.2℃、摇床转速199 r/min,反应6 h后,酯化率可达95.67%,与响应面拟和方程的预测值(96.52%)吻合良好。

酶法改性环氧大豆油的流变学与摩擦学性能研究

为扩大大豆油的应用范围,采用脂肪酶Novozym435催化大豆油环氧化改性合成环氧大豆油,对环氧大豆油进行了红外光谱和核磁共振氢谱表征,并考察其流变学和摩擦学性能。结果表明:成功合成了环氧大豆油;相较于大豆油,环氧大豆油的黏度指数增大,黏温性能更优异;相较于矿物润滑油和大豆油,环氧大豆油的平均摩擦系数及磨损体积减少率分别为21.6%、17.0%和71.2%、64.9%,减摩抗磨性能显著提升。环氧大豆油可在摩擦表面形成致密、厚实的物理化学吸附膜,从而有效减摩抗磨,提高润滑性。

亲水改性PBS基共聚物的N435酶降解差异性及分子模拟

在水相体系中,采用脂肪酶Novozym435对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)分子主链中氧醚键在醇段和酸段的不同位置的共聚物聚(丁二酸丁二醇-co-丁二酸二甘醇酯)[P(BS-co-BDGA)]和聚(丁二酸丁二醇-co-二甘醇酸丁二醇酯)[P(BS-co-DEGS)]进行酶促降解研究.以分子对接模拟探讨了酶对亲水性底物的识别及相互作用机制.通过对降解前后不同摩尔比的共聚物薄膜的质量损失率、亲水性、热性能以及降解产物的分析,研究了PBS改性共聚物的降解规律.结果表明,随着降解时间的推移,所有共聚物薄膜的质量损失率升高,亲水性增强,热分解温度升高;降解5 d后,P(BS-co-BDGA)降解产生的低聚物种类比P(BS-co-DEGS)的多.分子对接结果表明,醚键在酸段的P(BS-co-BDGA)型酯键与Novozym435酶活性位点的结合比醚键在醇段的P(BS-co-DEGS)型酯键更稳定,因此,在N435脂肪酶作用下,P(BS-co-BDGA)比P(BS-co-DEGS)的降解效果好.实验结果表明,当DGA摩尔分数为20%时,降解效果最佳.

影响酶促合成脂肪族聚酯相对分子质量的因素

以脂肪酶N435催化合成了PHS基脂肪族聚酯,研究了反应条件、溶剂及第三单体的引入对聚酯相对分子质量(Mn)的影响。结果表明:反应24 h后产物的Mn较高,Mw/Mn较小;反应温度为80℃时产物的Mn最高;N435以5%用量为最佳;适当增加二苯醚的用量有利于反应进行;丙三醇的加入可生成具有支化结构的聚酯,少量丙三醇、ε-CL和短链二醇的添加可提高聚酯的Mn,CHDM的空间结构不会影响酶催化聚合反应活性。

单体结构对酶促合成脂肪族聚酯聚合度的影响

选择具有不同碳链长度、其它官能团和空间效应的单体,在80℃的二苯醚体系中,采用固定化南极假丝酵母脂肪酶N435催化缩聚,得到一系列的脂肪族聚酯.利用核磁共振氢谱1H NMR表征了所得产物的化学结构,凝胶渗透色谱GPC分析了相对分子质量及分布,并计算了聚合度.研究表明:单体中等链长的1,5-戊二醇Pe DO得到的聚合物的聚合度最高,短碳链的二醇难聚合,长碳链的己二酸二乙酯DEA反应活性高于丁二酸二乙酯DES;单体中官能团的位置、侧基的诱导效应与空间效应都会影响聚合度;单体与酶分子的氢键作用也对聚合度有一定的影响.

葡萄糖酯的酶催化合成及烟用加香研究

以Novo435脂肪酶作为生物催化剂,叔丁醇作为反应溶剂,酶促葡萄糖与4种低级脂肪酸(异戊酸、正己酸、正辛酸、月桂酸)分别合成相应的脂肪酸葡萄糖酯。反应产物经电喷雾一级质谱(ESI-MS)和高效液相色谱电喷雾质谱联用(HPLC/ESI-MS)分析表明:低级脂肪酸均可以与葡萄糖发生酯化反应,产物以葡萄糖酯单酯为主。低级脂肪酸葡萄糖酯的热裂解产物多为醛、酮、酸、酯类等小分子挥发性香味化合物。产物的烟草加香应用能显著提高卷烟的香气量,明显减少卷烟的杂气,改善烟气细腻柔和度。

焦甜香料2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮的制备及加香应用

呋喃酮经乙酰氧化反应和Novozym435脂肪酶脱乙酰基反应合成了2,4-二羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮。目标产物结构经1HNMR、^(13)CNMR和HRMS确证,利用热裂解-气相色谱-质谱联用法对其在卷烟中的迁移、裂解行为进行了模拟测定,并将其添加到卷烟中进行感官评价。结果表明,乙酰氧化反应最优条件为:呋喃酮10 mmol、甲苯为溶剂、无水四乙酸铅为乙酰氧化试剂、n(无水四乙酸铅)∶n(呋喃酮)=3∶1、反应温度90℃、反应时间6 h。脱乙酰基反应的最佳条件为:底物浓度为0.8 mol/L、Novozym435脂肪酶用量为底物质量(500 mg)的10%、2.8 m L磷酸盐缓冲溶液(pH为8.0)为溶剂、反应温度为40℃、反应时间12 h。在上述条件下,产物产率分别为90%和79%。目标产物在卷烟中以直接迁移为主,同时可裂解释放出具有焦甜香气的香味物质2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4(H)吡喃-4-酮、呋喃酮、麦芽酚等;目标产物以卷烟烟丝质量的0.002%加入到卷烟中,可以显著提升焦甜香韵、改善口感;添加目标产物卷烟与对照卷烟烟气危害指数无显著差别,表明其在卷烟中使用安全。