α-蒎烯生物環(huán)氧化反應(yīng)的影響因素探討.pdf

1、α-蒎烯環(huán)氧化物本身具有清涼氣息、可作為高級香料，也是一種重要精細(xì)化工中間體，可進(jìn)一步合成多種高附加值、具有生理活性的化學(xué)品?；瘜W(xué)法實現(xiàn)環(huán)氧化雖反應(yīng)迅速，但副反應(yīng)多，設(shè)備腐蝕大，環(huán)境污染嚴(yán)重;而以酶為催化劑的生物法環(huán)氧化具有反應(yīng)溫和、收率高、綠色工藝等優(yōu)勢。
　　本文通過比較不同體系中固定化脂肪酶催化α-蒎烯環(huán)氧化反應(yīng)過程，確定選擇以酯為溶劑及過水解底物、過氧化脲（UHP）為氧源的有機(jī)溶劑體系為最優(yōu)選擇，反應(yīng)過程中均可保持95％以

2、上的反應(yīng)選擇性?？疾祯サ姆N類、溫度、酶量等因素對反應(yīng)的影響，從反應(yīng)速率和酶批次穩(wěn)定性綜合考慮，以丙酸乙酯為最佳溶劑、30℃下酶加載量為30mg時α-蒎烯3h的環(huán)氧轉(zhuǎn)化率可達(dá)到87％左右，經(jīng)6批次反應(yīng)后仍可達(dá)到47.6％。探討了丙酸乙酯為唯一?；w時的反應(yīng)機(jī)制，無外加水時，其過酸平衡濃度可達(dá)59.2 mmol/L;認(rèn)為酶利用丙酸產(chǎn)過酸的反應(yīng)速率和過酸平衡濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于酯，平衡濃度僅為7 mmol/L;丙酸乙酯的水解和過水解反應(yīng)為一對競爭性

3、反應(yīng)，因此有機(jī)體系中更有利于環(huán)氧化反應(yīng)。
　　在丙酸乙酯體系中考察各個因素對酶活的影響，發(fā)現(xiàn)脲素、溶劑等因素對酶毒害作用不大;對H2O2與過酸單因素對酶活影響結(jié)果如下:H2O2濃度在220～525 mmol/L，剩余酶活900min內(nèi)均為92％左右;過酸濃度為60mmol/L時，900min后剩余酶活為93％。過酸與H2O2協(xié)同毒害作用更為明顯:保持過氧乙酸濃度為60 mmol/L，當(dāng)H2O2濃度為分別為220、320、525 m

4、mol/L時，900min后剩余90％、70％、11％酶活。
　　酶催化乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸戊酯、己酸乙酯過水解，反應(yīng)幾乎均在60min后達(dá)到平衡，其過酸平衡濃度依次遞減，分別為434mmol/L、234mmol/L、101mmol/L和82mmol/L。而對于α-蒎烯Chemical epoxidation反應(yīng)，測定丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯體系反應(yīng)速率常數(shù)，三種體系中速率常數(shù)都隨溫度升高而變大，如丙酸乙酯體系中當(dāng)溫度從3