试析猪胰脂肪酶催化制备光学戊醇的研究

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1、四川大学硕士学位论文猪胰脂肪酶催化制备光学戊醇的研究姓名：雷永诚申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：宋航20040430四川大学硕士学位论文＼654317猪胰脂肪酶催化制备光学戊醇的研究化学工程专业研究生雷永诚指导老师宋航教授酶具有高效率和高度立体选择性，是一般催化剂所无法比拟的，它们在有机合成中有极其重要的应用价值。近年来，随着非水相酶催化理论的发展，非水介质中酶催化反应正获得越来越多的研究和应用，尤其是脂肪酶在非水有机溶剂中催化拆分制备手性物质。本文应用非水有机溶剂中脂肪酶催化酯交换反应的理论，用猪胰脂肪酶(PPL

2、)分别催化外消旋2．甲基．1．丁醇分别与三丁酸甘油酯、乙酸乙烯酯和三乙酸甘油酯的酯交换反应，以获得(S)．2一甲基一1．丁醇。在对以三丁酸甘油酯为底物来制备光学戊醇的进一步研究中，采用TLC在30—55％的拆分进度范围内快速、简便的监控拆分反应进度，其误差与用HPLC相比不超过3％；产品的分离提纯方面，精馏流程简单，可以直接得到产品，易于工业化，但对于小规模实验难于得到高纯度产品；柱层析分离能力出众，但处理量小，耗费试剂多，难以工业化，实验室研究宜二者结合，扩大规模宜用精馏；通过实验，确定了反应至55％为最佳拆分点，以获得高

3、纯度、高产率的产品；温度和水分的升高不仅使PPL酶活降低，而且会引起选择性降低．甚至可能使PPL选择性整体表现出逆转。在以乙酸乙烯酯为底物兼作有机溶剂的新体系中，通过实验研究，除去反应副产物乙醛，保证拆分顺利进行；实验确定了游离PPL在该体系拆分的较佳操作参数：温度25℃，pH；7。5，底物浓度2-甲基．1一丁醇：乙酸乙烯酯为1：1．6(mol／m01)，转速260rpm。在该条件下能获得光学纯度为72．3％的(S)一2·甲基一1．丁醇。催化拆分过程的能力方面，固定化酶优于游离酶，极性载体效果好于疏水性载体，在考察的载体中，

4、硅藻土固定化酶尤为出色。通过实验，得到以三乙酸甘油酯为底物、PPL催化制备光学戊醇的操作参数条件：含水量O．4％(V／V)，温度40"C，pH=7．5，底物浓度2．甲基一1．丁醇：四川大学硕士学位论文三乙酸甘油酯为1：1．3(mol／m01)，转速260rpm。实验中获得了光学纯度为62．6％的产品。催化拆分能力的比较实验证实，固定化酶效果优于游离酶，极性载体好于疏水性载体，在考察的载体中，硅藻土固定化酶最佳。尽管改变底物使得产品的纯度降低，但从经济上的、扩大生产规模的角度，本文的研究有着一定的积极意义；同时，为寻找制备光学

5、戊醇更好的途径提供了重要的依据和经验。关键词脂肪酶酶固定化酶催化酯交换(S)一2一甲基-1-丁醇II婴业查兰堡主芏堡堡墨StudyofPreparativeProductionof(s)-2一Methyl-1-ButanolviaPorcinePancreaticLipaseCatalysisMajor：ChemicalEngineeringGraduateStudent：LeiYongchengSupervisor：Prof．SongHangLipasehasgreatpotentialascatalystsforusei

6、norganicsynthesis，becauseoftheirhJ【gllcatalyticefficiencyandstereoselectivity．Asresearchoflipasecatalyzedreactioninnon—aqueousphaseproceeds，morestudyandapplicationarereportedBecauseoftheimportanceofchiraldrugs，considerableeffortshavebeenmadeindevelopingbiotransform

7、ationfortheproductionofchimldmgs．Withthetheoryoflipases’catalyzedtransesterificationinnon—aqueousorganicmedia,racemic2-methyl-1-butanolwasresolutedbyporcinepancreaticlipase(PPL)withtributyrin，vinylacetateandtriacetinrespectivelyservedassubstrateandorganicphase．Thus

8、，anopticalactivealcohol，0)一2一methyl一1一butanolwasobtained．Inthepreparativeresearchofthealcoh01withtributyrinservedassubstrateandorganicphase，ATLCm