离子液体中的酶促反应综述

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1、精选公文范文管理资料离子液体中的酶促反应综述　　离子液体(Ionic[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料liquids,ILs)具有几乎为零的蒸汽压、高的热稳定性、化学稳定性、宽的液态温度范围、较强的溶解性与催化活性等优异理化特性,因而被称为21世纪的“绿色溶剂”,现已被广泛应用于分离与萃取[1,2]、电化学[3,4]、纳米技术[5,6]、生物技术[7]以及工程技术[8,9]等各个领域中。　　酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物大分子,酶催化的反应称为酶促反应。大量的研究表明:酶促反应具有高效、高选择性和反应条件温和等特性[

2、10],作为一种绿色合成方法是现代合成方法学的重要发展方向之一。酶促反应的介质最初采用的是水,但在水中酶分子的空间结构容易改变而失去催化活力[11],另外许多有机反应难以在水相中进行;直至非水介质中酶促反应研究的出现,极大推动了酶在合成化学中的应用[12,13]。结合酶和ILs的优点,所以ILs中的酶促反应引起了研究者的关注。现在ILs中的酶催化反应主要包括有机合成反应[14]和聚合反应[15]两大类,由于酶和ILs两者都具备对环境友好的优点,所以在ILs中的酶促反应是极具研究意义的课题之一。本文对近年来在ILs中的酶促反应进行了综述。　　1离子

3、液体中酶促有机合成反应　　脂肪酶(Lipases)是由活细胞产生的具有催化功能的蛋白质分子,它通常具有催化活性,因此酶通常被作为催化剂。　　近年来酶催化反应的研究越来越受到关注,其中酶应用于小分子催化反应主要包括:酯交换反应、水解反应和氧化还原反应等[16]。　　Lazano[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料P等[17]以脂肪酶催化丁酸乙烯酯与正丁醇的酯交换反应合成丁酸丁酯,反应介质采用4种ILs([C2MIm]-BF4、[C2MIm]NTf2、[C4MIm]PF6和[C4MIm]NTf2)以及2种有机溶剂(正丁烷、己烷),

4、研究结果表明脂肪酶在ILs中的催化活性远高于其在有机溶剂中的活性,并且酶的活性随着ILs极性的增强而增大,在连续操作过程中脂肪酶也仍然保持着较高的活性。　　NaraSJ等[18]研究了2-羟甲基-1,4-苯丙二氧烷与乙酸乙烯酯在疏水性和亲水性ILs中进行的酯交换反应,亲水性ILs中酶的活性与其在有机溶剂中的活性相当,而疏水性ILs中酶的催化活性明显高于其在亲水性ILs中的活性。　　酶具有高度的选择性,酶在不对称合成领域也有着广泛的应用。　　LiuYY等[19]采用酶催化水解的方法合成手性β-氨基酸(图1),结果表明,在ILs中的反应可以很好提高R

5、构型产物的比例。　　2[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料离子液体中酶促聚合反应　　　　ILs中酶促聚合反应包括缩聚反应、自由基聚合反应和开环聚合反应等[10],酶催化聚合反应可以在温和的条件下高效专一地合成普通方法难以合成的功能高分子,且对环境友好,具有其它合成方法无可比拟的优越性。　　　GorkeJT等[20]研究了5种不同的内酯(β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯和ε-己内酯)在[bmim]NTf2中,CALB(CandidaantarcticalipaseB)酶催化开环聚合反应(图2)。当单体(β-丙内酯、

6、δ-戊内酯和ε-己内酯)与酶的比例为1∶100(质量比)时,聚合度分别为170、25和85;当单体为β-丁内酯、γ-丁内酯时,聚合度仅为5;β-丙内酯与β-丁内酯共聚所得聚合物的聚合度高达180;另外,实验还考察了水的含量对酶催化聚合反应的影响,当ILs中水的含量从1.95%减小到0.60%时,聚合物的分子量从8000g/mol增加到20000g/mol;实验还发现,聚合反应在强亲水性的ILs([bmim]-NO3、[bmim]N(CN)2、[bmim]EtSO4)中无法进行。　　Yo-shizawa-FujitaM等[21]利用L-丙交酯在3种

7、ILs([bmim]-BF4、[bmim]PF6、[bmim]NTf2、[bmim]N(CN)2)中进行开环聚合,实验发现聚丙交酯在[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料[bmim]BF4、[bmim]PF6、[bmim]NTf2中均能聚合,其中在[bmim]BF4中聚合的分子量最高为55000g/mol,其中在[bmim]PF6中聚合的分子量为4000g/mol,均比在甲苯中聚合的分子量要高,但是产率都较本体聚合的低,主要是因为ILs对聚合物有良好的溶解性,聚合物不能及时从ILs中分离出来。　　　　ChanfreauS等[22

8、]在[hmim]PF6中利用Novozyme-435分别催化丙交酯、丙交酯与乙交酯发生均聚和共聚反应,在90℃时聚丙交酯的产率为63%,