微乳液介質(zhì)中的酶催化反應(yīng)和苯酚硝化區(qū)域選擇性研究.pdf

1、眾所周知，簡單酸與醇的酯化反應(yīng)在有機(jī)酯的生產(chǎn)中，尤其是在有機(jī)、生物有機(jī)、藥物及相關(guān)的精細(xì)化學(xué)品合成中扮演著重要角色。為了追求較高的轉(zhuǎn)化率和快的反應(yīng)速率，人們采用了很多種方法，其中利用生物催化劑——酶來催化反應(yīng)進(jìn)行，正引起越來越多的關(guān)注。因?yàn)檫@種催化劑可以在溫和的條件下進(jìn)行，并且環(huán)境友好。 酶催化的介質(zhì)工程經(jīng)歷了水→有機(jī)溶劑→微乳液的過程。許多酶在兩相體系或有機(jī)介質(zhì)中具有不同程度的催化活性。而在反相微乳體系中，由于能較好地模擬天然

2、環(huán)境，大多數(shù)酶能保持其良好催化活性和穩(wěn)定性，甚至出現(xiàn)超活性。近些年來在反相微乳液中進(jìn)行酶催化反應(yīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。 微乳液是由表面活性劑、助活性劑、水、油等組成的各向同性、透明或半透明的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，由表面活性劑形成的微乳溶液以其局部濃度效應(yīng)、靜電效應(yīng)、極性效應(yīng)、定位效應(yīng)和微粘度效應(yīng)等影響、調(diào)節(jié)和控制著許多化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，表面活性劑及其微乳液對化學(xué)反應(yīng)的影響一直是人們所感興趣的研究領(lǐng)域之一。其中除微乳催化作用外，在有機(jī)合成中

3、使用反相微乳液的另一個優(yōu)勢就是利用油/水界面作為一種或多種試劑的調(diào)節(jié)模板，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)反應(yīng)的區(qū)域選擇。 本論文深入研究AOT/正己烷、CTAB/正已烷、CTAB/異辛烷、DBSA/異辛烷反相微乳液中脂肪酶催化合成異丁酸異戊酯的反應(yīng)，考察了微乳體系的含水量w<,0>、緩沖溶液的pH值、反應(yīng)溫度等因素對酯合成反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響；并優(yōu)化出各自的最佳反應(yīng)條件。研究結(jié)果表明，與有機(jī)相中的酯合成反應(yīng)相比，CTAB/正己烷反膠束體系中酶活力最多

4、可提高至近6倍；在DBS/異辛烷反相微乳液體系中脂肪酶(CCL)表現(xiàn)出了優(yōu)于CTAB/異辛烷反相微乳液體系的效果，并提出了該體系中微乳催化、酶催化和質(zhì)子酸催化的三重催化機(jī)理。 本論文還采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法研究了在AOT/異辛烷/水、CTAB/正癸醇/異辛烷/水、DBSA/異辛烷/水三種反相微乳液中進(jìn)行苯酚硝化反應(yīng)的選擇性，研究結(jié)果表明，苯酚在微乳液體系中的硝化反應(yīng)具有明顯的鄰位選擇性，陰離子表面活性劑DBSA體系的鄰位選擇性最高，