[香樟树]脂肪酶催化有机相催化合成乙酸芳樟酯

　　[目的]以乙酸酐和芳樟醇为底物，采用脂肪酶催化合成乙酸芳樟酯。
　　[方法]研究不同类型脂肪酶对反应的催化作用，研究不同类型固定化载体对脂肪酶活性的影响及催化合成乙酸芳樟酯的条件。论了固定化脂肪酶的有机相。[结果]获得了Novozym 435高催化效率脂肪酶，确定了最佳固定化条件，测定了固定化脂肪酶催化有机相中乙酸芳樟酯的合成。应条件：异辛烷是最好的有机溶剂，芳樟醇和乙酸酐的摩尔比为1：1.5作为底物，底物浓度为0.5 mol / L将反应在45℃下振荡24小时。酸里哪酯的产率较高。[结论]该反应体系的建立为工业生物催化合成乙酸芳樟酯奠定了良好的基础。机相;醋酸芳樟酯;脂肪酶;资产编号S132 CLC代码文件A项目编号0517-6611（2016）07-001-03乙酸芳樟酯，也称为agarate乙酸，乙Linal的化学名称为3，7-乙二甲基-1，6-辛二烯-3-醇，其优雅的香气类似于薰衣草和铃兰，可从薰衣草中提取。罗马时代，香草被广泛用作香草。于其高效率，其香气具有清爽，清爽和清爽的效果。自古以来就被用于医药和香水领域。现代，醋酸芳樟酯是薰衣草的主要成分，已被广泛用于制备各种香料，如香皂，香气，食用香料等，以及在日化，烟草和食品工业中也发挥着重要作用[1]。年来，随着中国化学，卷烟和食品工业的快速发展，对乙酸芳樟酯的需求也在增加。而，由于自然资源有限，从天然植物中提取乙酸芳樟酯不仅在提取过程中复杂，而且产量远远不能令人满意，结果研究了乙酸芳樟酯的化学合成及乙酸芳樟酯的改进。效具有重要的经济和社会效益。催化技术在有机相中有很多的应用前景：与化学的发展，有机相和酶固定化技术的催化酶动力学越来越多地考虑到，脂肪酶催化有机相，不仅可用于油脂。解产生脂肪酸，还能改善某些质量差的油脂。如，它可以用于橄榄油与硬脂酸的脂质交换，以制备可可脂[2]。用于催化油脂之间的酯交换反应，或脂肪酸和甘油的酯化反应，制备单酰基甘油[3]。
　　外，脂肪酶的区域选择性可用于催化特定的高级脂肪酸和糖分子的脂肪酸酯化，由此获得硬单酰基酯由一般化学方法来制备[4]。外，脱氢芳樟醇被用作原料通过préestérification和氢化制备乙酸里哪酯的，这表明制备乙酸芳樟酯的过程中具有高的选择性和优点成本低[5]。以看出，有机相酶催化技术的工业应用，将使传统化学工业朝着节约资源和能源的方向发展，提供了一个非常广泛和有吸引力的视角。有机相中，乙酸和芳樟醇作为脂肪酶催化合成乙酸芳樟酯的底物，比较了不同固定化载体对脂肪酶活性的影响。佳的固定条件。确定了固定化脂肪酶催化合成有机相中乙酸芳樟酯的最佳条件，为今后的工业化生产奠定了基础。料与方法材料与仪器测试材料与耗材。Mucor miehei，在Novo Nordisk购买;大孔树脂D101，购自天津光复化学研究所;由蚌埠医学院的Arthrobacter Y-605（Arthrobacter Y-605）研究中心的实验室进行了分离和检查;壳聚糖（购自Sigma）;脂肪酶（Pocrine Panereasli Pase（PPL），购自Sigma，橄榄油），购自Sinopharm Chemical Reagent Co.，Ltd .;从Novozymes购买的Cdidaetieli Pase B;磷酸氢二钾和甘氨酸，均为分析纯，购自西安化学试剂厂;分析纯乙酸酐，购自上海医药上海化学试剂有限公司购自天津市富辰化学试剂厂的50％分析纯戊二醛;芳樟醇，（芳樟醇）> 97％，购自上海石化化学研究所有限公司;用于测试的氢氧化钠，聚乙烯醇等必须使用3A分子筛仪器，旋转恒温控制旋转柜，由上海志成分析仪器厂，恒温磁力搅拌器，上海公司生产的测量仪器和仪表去除，上海梅英普。品：为的Eppendorf，德国气相色谱高性能珀金埃尔默，香樟树PERKIN翡翠仪器有限公司，冷冻干燥，产品公司基督德国产品高速冷冻离心机。验方法脂肪酶的固定化。定化是更广泛和更有效地生产酶的方法。要方法目前世界上有许多制备固定化酶的方法。成熟的固定化方法大致可分为吸附法[6]，交联法[7]，涂层法[8]，共价组合法[9] 4类，同时考虑到选择制备酶的方法，固定化酶的状态和载体的来源，涂布方法和吸附方法，以进行固定化研究。肪酶。酶溶液将一定量加入到预处理的载体，均匀地搅拌并在真空下干燥，在30℃，得到的酶溶液中的一定量的被除去固定化酶吸附法，并加入经预处理的支撑，将混合物通过搅拌首先在30°C摇晃。4小时后，抽滤，然后用缓冲溶液洗涤并干燥以获得固定化酶脂肪酶水解单元的测定国际单位脂肪酶定义为酶释放量1μg在测量条件下每分钟分子脂肪酸。肪酶活性的单位通过橄榄油乳液与聚乙烯醇的方法测定[10]：4毫升含4％PVA的橄榄油乳液（聚合度1750）和5ml 0.025mol / L pH7.0的缓冲溶液和1ml酶溶液。
　　应在37℃下进行15分钟，加入15ml 95％乙醇以完成反应。果用0.05mol / L NaOH溶液滴定，酚酞用作指示剂。体对固定化脂肪酶的活性具有很大影响，并且还有许多可用于固定脂肪酶的载体。孔树脂，硅藻土，活性炭和脱乙酰壳多糖被选为载体初步筛选中，大孔树脂比其它三个载波通过测量酶活性显著更高的酶活性。此，在试验中，大孔树脂主要用作筛选其他条件的载体。肪酶合成酯的反应体系。反应乙酸酐和芳樟醇底物加入到带塞100mL烧瓶中和乙酸酐相对于芳樟醇反应底物的摩尔比为1.2和1.5之间，并加入有机溶剂保持基质浓度在0.2和1.0之间。

　　
　　点/升，在33~50℃下搅拌反应3~36小时。过气相色谱测定产物的组成。用美国Perkinelmer气相色谱仪，DB-1毛细管柱，氢火焰FID检测器，氮气作为载气，柱温为保持80分钟，保持3分钟，然后将温度升至220℃至15℃/分钟。果和分析固定条件的选择添加量的支持对固定化效果的影响。同的添加大孔树脂的对酶的固定化的效果在K2HPO4-KH2PO4与400毫克的粗酶含量，8.0的pH，固定化温度的缓冲溶液中相比在30℃和0.1摩尔/ L的浓度，可在图1中可以看出，当载流子的量增加时，第一固定化酶增加水解酶活性，然后减小，使选择最佳的大孔树脂为2.5mg / mg粗酶。pH缓冲液对酶固定的影响。用大孔树脂的最佳剂量和K2HPO4-KH2PO4 0.1摩尔/ L被用作缓冲溶液，调查上的固定效果不同磷酸盐pH缓冲液的效果酶。图2中可以看出，当pH为6.4时，酶的固定效果最好。同缓冲溶液对酶固定化效果的影响。K2HPO4-KH2PO4，甘氨酸-NaOH和磷酸氢二钠，磷酸二氢钾分别用作缓冲溶液，并在吸附效应的3种缓冲溶液的不同的影响在不同的条件下进行了比较。
　　过测量固定化酶的水解活性，发现用K 2 HPO 4 -KH 2 PO 4缓冲溶液固定脂肪酶是最好的。脂肪酶的合成在水相和芳樟己酸酯的有机溶剂合成的不同阶段乙酸芳樟酯，正庚烷，异辛烷，正己烷，正戊烷的能力的比较和在相同条件下用脂肪酶Novozym 435比较反应转化率。可在图3中可以看出，转化率和反应催化linalylhexanoate在异辛烷中都优于其它有机溶剂，并且比在水相中的反应高得多。是因为有机相中酯化反应的热力学平衡更可能向合成酯的方向移动[11]。于乙酸芳樟酯合成的脂肪酶的最佳筛选由于酶的特异性，不同酶的催化效率不同。过比较来自四种不同微生物来源的PPL，Y-605，MML和Novozym 435脂肪酶来研究乙酸芳樟酯合成的结果。图4中可以看出，由于不同脂肪酶的酯活性不同，合成乙酸乙酯的转化率也不同。中，Novozym435和MML具有更高的酯化活性。在45℃下进行有机溶剂的不同实验条件下对异辛烷的乙酸芳樟酯反应的合成效果出各种实验条件对乙酸芳樟酯的合成的影响是通过正交试验研究。
　　过高效气相色谱的实时检测获得乙酸里哪酯的实时转化率，其显示底物浓度是最重要的因素，其次是比率摩擦到基质上。添加量和水含量对测试的影响相对较小。着反应时间的增加，乙酸芳樟酯的转化率也增加，但乙酸芳樟酯的转化率在24至36小时内没有显着增加， 36小时的转化率下降（表1）。）。此，为了降低能耗并提高性能，选择24小时作为最佳合成时间。论和讨论大孔树脂是固定化酶载体idéal.Lexpérience使用K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液如当pH为6.4的质量比树脂酶2.5：1，效果可以实现最佳固定。效气相色谱法测定乙酸芳樟酯的转化率，研究了固定化脂肪酶催化合成乙酸芳樟酯在有机相中的条件，并确定了条件最佳反应：当异辛烷用作有机物质时。
　　剂，乙酸酐与芳樟醇的摩尔比为1.5：1，底物浓度为0.5mol / L，反应在干燥振荡器中于45℃搅拌24小时。这些条件下，乙酸芳樟酯的产率更高。时，脂肪酶的选择和分批添加可以显着降低酶失活对转化率的影响。反应的底物乙酸酐是强力的脱水剂，并且由于乙酸酐的脱水，添加的脂肪酶容易解吸脂肪酶周围的水分包封层，导致其失活。肪酶。了减少酶的失活对转化率的影响，采用分批脂肪酶添加法来确保新酶的连续进料。该试验中，使用以三份加入脂肪酶的方法以获得良好的效果。实验利用微生物酶催化乙酸芳樟酯的合成，为工业生物催化合成乙酸芳樟酯奠定了良好的基础。前，由芳樟醇作为原料合成乙酸里哪酯，其主要分为乙烯酮法和酯化乙酸酐的方法。烯酮方法对乙烯酮有毒，具有化学活性，需要高反应条件[12]，因此进一步研究了乙酸酐的酯化方法。此基础上，作者对反应条件进行了改进和进一步改进，并选择了适当的微生物酶作为催化剂。芳樟醇的酯化中常用的催化剂包括磺基水杨酸和磷钨酸催化剂，这些催化剂常常有低的转化率，反应和不良反应的选择性低的缺点，对示例测试磺基团。水杨酸作为催化剂获得的结果具有较低的转化率和较多的副反应。磷钨酸用作催化剂时，需要在较高温度下的长期反应并且能量消耗相对较高。者改进了上述缺点并取得了良好的效果，但转换率仍然不理想。未来的研究中，应重新检查不同的脂肪酶，以找到更适合乙酸芳樟酯合成的酶。
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