收藏本站
《宁波大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

整体型SiO_2基大孔材料固定化脂肪酶及应用

李笑迎  
【摘要】:脂肪酶是具有界面活性的一类酰基水解酶,在水和油界面上具有较高的催化活性,能催化脂类水解以及酯合成、酯交换、氨解和酸解等反应,被广泛应用于诸多工业领域。手性化合物制备方法中的酶法动力学拆分是利用脂肪酶在有机溶剂中的高活性、高立体选择性和底物专一性,能与单一对映异构体发生转酯化反应,从而达到外消旋体拆分的目的。但游离酶在使用中因难以回收进行重复利用、容易造成产物的二次污染,限制了其在工业生产中的使用,因此将脂肪酶在合适的载体上进行固定化,方便酶的回收和重复使用是解决上述问题的有效途径。SiO_2多孔材料作为无机多孔材料的一种,具有良好的热稳定性和机械稳定性。本文采用硬模板法制备具有高孔隙率、高比表面积、孔径均一的整体型SiO_2大孔材料,并通过不同方法对其进行表面改性,用作载体固定化脂肪酶,将制备得到的固定化酶用于1-苯乙醇的手性拆分,具体结果如下:(1)以具有柱撑式结构的环氧树脂大孔聚合物为模板,制备整体型大孔SiO_2材料。通过SEM、MIP、FTIR和N_2吸附-脱附法对材料孔道结构和表面性质进行表征。结果表明大孔SiO_2具有三维连续贯通的大孔孔道,孔壁由连续的SiO_2纳米薄膜构筑而成且表面存在丰富的介孔,比表面积为75.1 m~2/g,孔隙率为92.3%。以整体型大孔SiO_2为载体采用吸附法固定褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL),优化了脂肪酶的固定化条件,系统对比研究了游离脂肪酶和固定化脂肪酶的酶学性质。结果表明,在CRL浓度为0.6 mg/mL、pH为8.0、固定化时间为10 h时,固定化酶酶活达到4825 U/g。与游离脂肪酶相比,固定化脂肪酶的pH稳定性、热稳定性和储存稳定性明显提高,连续使用8次后的酶活为初始酶活的68.0%。(2)通过溶剂蒸发将环氧树脂粘附在大孔SiO_2孔壁表面,制备EP/SiO_2复合大孔材料,固定化荧光假单胞菌脂肪酶(PFL),优化了PFL的固定化条件。当脂肪酶初始浓度为0.8 mg/mL,pH为8.5,固定化时间为12 h时,固定化酶的酶活为5530 U/g。相较于游离脂肪酶,固定化脂肪酶具有更好的pH稳定性和热稳定性,固定化酶重复使用10次后,酶活保留为初始酶活的64.9%。(3)以上述制得的固定化脂肪酶PFL@EP/SiO_2为催化剂,催化1-苯乙醇的手性拆分,系统探究了反应时间、溶剂、体系水活度、催化剂用量、(R,S)-1-苯乙醇与酰基供体比对拆分反应的影响。结果表明,在本反应体系中,反应时间、水活度和催化剂用量和对反应的影响较大。当反应时间为48 h,反应溶剂选用环己烷,采用CuSO_4?5/3水合盐对控制反应体系水活度,催化剂的用量为0.15 g,(R,S)-1-苯乙醇与酰基供体摩尔比为1:3时,固定化酶催化(R,S)-1-苯乙醇转酯化反应的ee_s值达到99.5%,ee_p99.5%,转化率C为49.9%,E值大于2000。(4)通过甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯(Trim)在大孔SiO_2孔道内的原位聚合反应制备Poly(GMA-co-Trim)/SiO_2复合大孔材料固定化荧光假单胞菌脂肪酶,并用于1-苯乙醇的手性拆分。系统研究了反应时间、溶剂、体系水活度、催化剂用量、(R,S)-1-苯乙醇与酰基供体比对拆分反应的影响。结果表明,当反应时间为36 h,催化剂用量为0.20 g,(R,S)-1-苯乙醇与酰基供体摩尔比为1:4,以环己烷为溶剂,加入CuSO_4?5/3调节反应体系水活度时,固定化酶催化(R,S)-1-苯乙醇转酯化反应的ee_p值达到97.7%,ee_s为90.1%,转化率C为48.0%,E值大于200。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q814.2;TQ243.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 梁伟欣;王贵元;王奔;张亚斌;郭志光;;超疏水磁性Fe_3O_4/聚多巴胺复合纳米颗粒及其油/水分离[J];化学学报;2013年04期
2 徐又一;蒋金泓;朱利平;朱宝库;;多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J];膜科学与技术;2011年03期
3 李晋;;手性药物与药品安全性[J];今日药学;2009年10期
4 刘凤艳;庞小琳;郑轶群;甘秀石;;手性物质及其拆分方法[J];辽宁化工;2007年11期
5 王爱玲;杨江科;黄瑛;闫云君;;海藻酸钠明胶协同固定化黑曲霉脂肪酶[J];应用化工;2007年04期
6 陈悦;李东旭;;压汞法测定材料孔结构的误差分析[J];硅酸盐通报;2006年04期
7 刘厚淳,奇云;开创手性催化反应研究的新领域——2001年诺贝尔化学奖评介[J];生命的化学;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张爱军;荧光假单胞菌脂肪酶的克隆表达、酶学性质及其在手性拆分中的应用研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李宏武;多孔陶瓷材料固定化脂肪酶的制备及应用[D];河北工业大学;2015年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨鹏;滕翠青;余帆;孔海娟;余木火;韩克清;;改性纺织结构芳纶纤维增强环氧复合材料的界面性能研究[J];塑料工业;2015年12期
2 解矛盾;闫瑾;;疏水性Fe_3O_4磁性纳米粒子的表面改性修饰[J];焦作大学学报;2015年04期
3 刘山虎;许庆峰;邢瑞敏;中田一弥;;超疏水油水分离材料研究进展[J];化学研究;2015年06期
4 郑小红;陈洁忠;胡清伟;张小娟;;(±)1-[(苯甲酰氨基)甲基]-1,2,3,4-四氢异喹啉的化学拆分研究[J];中国生化药物杂志;2015年08期
5 程毅丽;康国栋;贾静璇;刘健辉;曹义鸣;;聚四氟乙烯中空纤维膜的多巴胺自聚表面改性及性能研究[J];高校化学工程学报;2015年05期
6 李晓静;韩宗元;侯俊财;;海藻酸钠-壳聚糖固定化碱性蛋白酶的研究[J];食品工业;2015年06期
7 刘洪;周巍;畅华珠;金叶玲;丁师杰;陈静;;基于多巴胺修饰的凹凸棒石有机改性[J];淮阴工学院学报;2015年03期
8 徐瑶;王慧康;吴佳涛;罗雨林;;基于超疏水超亲油铜网的小型浮油分离器的制备和性能[J];江西化工;2015年03期
9 虞凤慧;马韵升;刘圣鹏;徐泽平;李锋;刘结磊;;海藻酸钠与羧甲基纤维素钠固定化高温碱性脂肪酶[J];中国酿造;2015年05期
10 朱洪波;闫美珠;李晨;成轶杰;吴凯凡;;图像分析宏观孔孔隙率对混凝土抗压强度的影响[J];建筑材料学报;2015年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李笑迎;整体型SiO_2基大孔材料固定化脂肪酶及应用[D];宁波大学;2018年
2 刘向前;CALB的固定化及其催化合成富含EPA/DHA甘油三酯的研究[D];华南理工大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁伟欣;张亚斌;王奔;郭志光;刘维民;;仿生超疏水性表面的生物应用[J];化学学报;2012年23期
2 肖琳琳;魏雨;计剑;;基于聚多巴胺辅助自组装单分子层技术的PTFE表面修饰及其内皮细胞选择性黏附研究[J];高分子学报;2010年04期
3 王普善;;手性化学工业的发展(一)[J];精细与专用化学品;2006年14期
4 刘峻;韩小茜;李军;赵立峰;王夙;;高效液相色谱手性固定相拆分手性化合物[J];化学试剂;2006年03期
5 李爽,张凤宝,张国亮;膜法分离手性异构体研究的进展[J];膜科学与技术;2005年02期
6 梁会珺,彭彩虹;手性拆分技术的研究进展[J];精细石油化工;2004年06期
7 黄蓓,陈欢林;选择性扩散和选择性吸附手性拆分膜及其应用[J];功能高分子学报;2002年04期
8 高峰;毛细管电泳法(CE)在手性分离中的应用[J];现代仪器;2002年06期
9 唐明,王甲春,李连君;压汞测孔评价混凝土材料孔隙分形特征的研究[J];沈阳建筑工程学院学报(自然科学版);2001年04期
10 姚传义,张金红,俞耀庭;酶法手性化合物的合成与拆分[J];化工进展;2000年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祖昕;杜凯;曹方;孙玉梅;;有机溶剂处理提高固定化脂肪酶活性及稳定性[J];食品与生物技术学报;2016年01期
2 李晶晶;成家杨;;固定化脂肪酶生产生物柴油的研究进展[J];化工新型材料;2014年09期
3 邓涛;余旭亚;徐军伟;;磁性高分子微球固定化脂肪酶的研究进展[J];化工新型材料;2013年11期
4 游金坤;余旭亚;赵鹏;邓涛;;黏土吸附法固定化脂肪酶的初步研究[J];化学工程;2013年02期
5 刘春雷;于殿宇;屈岩峰;石少斌;;吸附-交联法固定化脂肪酶的研究[J];食品工业科技;2008年06期
6 鲁玉侠;蔡妙颜;郭祀远;王兆梅;;海藻酸钠包埋法制备固定化脂肪酶研究[J];现代食品科技;2007年01期
7 高贵,韩四平,王智,翁梁,王柏婧,冯雁,曹淑桂;硅藻土固定化脂肪酶[J];吉林大学学报(理学版);2002年03期
8 盛梅,曹国民;蚕丝固定化脂肪酶催化猪油水解[J];中国油脂;1999年04期
9 曹国民,冷一欣,盛梅,高广达;蚕丝固定化脂肪酶催化橄榄油水解[J];石油化工高等学校学报;1997年02期
10 金红娣;王巧映;余凯;董华平;;海藻酸钠固定化脂肪酶的制备及性质研究[J];科技创新导报;2012年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐坚;王玉军;骆广生;戴猷元;;吸附法制备固定化脂肪酶膜[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
2 王可;孙仕勇;马彪彪;任域权;范小雨;申珂璇;;双亲性蒙脱石载体固定化脂肪酶的制备与催化特性实验[A];2018年全国矿物科学与工程学术会议论文摘要文集[C];2018年
3 曾茜;顾迎迎;李鹏飞;雷福厚;王雯静;;菲环骨架高分子载体固定化脂肪酶的研究[A];中国化学会全国第十二届有机合成化学学术研讨会论文摘要集[C];2015年
4 余旭亚;游金坤;唐湘华;李俊俊;黄遵锡;;固定化脂肪酶的研究进展[A];饲用酶制剂开发与应用技术交流研讨会论文集[C];2010年
5 张玮玮;贾珺淇;王娜;余孝其;;基于微乳型凝胶的固定化脂肪酶在酮洛芬乙烯酯水解拆分中的应用研究[A];第九届中国酶工程学术研讨会论文摘要集[C];2013年
6 邵平;孙培龙;应艳杰;;无溶剂体系壳聚糖微球固定化脂肪酶制备油酸乙酯优化分析[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
7 邵平;孙培龙;应艳杰;;无溶剂体系壳聚糖微球固定化脂肪酶制备油酸乙酯优化分析[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
8 赵晶晶;邓利;王芳;谭天伟;;有机介质中固定化脂肪酶催化合成长链蜡酯及其动力学的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
9 李强;郑旭煦;殷钟意;朱俊任;;凯泰固定化脂肪酶催化花椒籽皮油转酯化反应研究[A];重庆市化学化工学会2009学术年会论文集[C];2009年
10 何金银;曾永青;吴国城;;超声波辅助脂肪酶催化合成L-抗坏血酸棕榈酸酯[A];“健康与安全”学术研讨会暨2015年广东省食品学会年会论文集[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 左永刚;利用固定化脂肪酶制取生物柴油获突破[N];中国高新技术产业导报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姚鹏;非水相中固定化脂肪酶催化酯合成反应的研究[D];北京化工大学;2000年
2 邱树毅;非水相酶催化有机硅化合物的生物转化[D];华南理工大学;1996年
3 侯晨;磁性酚类仿生粘附复合材料的制备及固定化脂肪酶研究[D];兰州大学;2016年
4 朱浩;新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究[D];兰州大学;2013年
5 刘潇;实心及中空型磁性高分子复合微球的制备及其固定化脂肪酶的研究[D];兰州大学;2013年
6 崔彦君;新型磁性高分子载体的制备、固定化脂肪酶及其催化酮洛芬手性拆分的研究[D];兰州大学;2012年
7 吴炜亮;固定化脂肪酶促酯交换反应制备低能量可可脂的研究[D];华南理工大学;2012年
8 杨建军;脂肪酶的固定化及在离子液体中催化合成生物柴油的研究[D];西北大学;2009年
9 张振乾;脂肪酶产生菌的筛选及固定化脂肪酶在生产生物柴油中的应用研究[D];湖南农业大学;2009年
10 刘凯;改性壳聚糖微球固定化生物酶及其控制造纸白水中DCS物质的研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宁;聚合物改性的纳米载体固定化脂肪酶的研究[D];安徽工程大学;2018年
2 李笑迎;整体型SiO_2基大孔材料固定化脂肪酶及应用[D];宁波大学;2018年
3 赵盼盼;新型树枝状磁性微/纳米载体的设计制备与固定化酶性能研究[D];西北工业大学;2017年
4 徐珊;优化脂肪酶固定化工艺的研究[D];暨南大学;2018年
5 蔡晓敏;新型磁柔性载体的制备及固定化脂肪酶的应用研究[D];浙江工商大学;2018年
6 刘丽颖;细菌纤维素固定化脂肪酶的研究[D];天津科技大学;2013年
7 赵美凤;冰胶固定化脂肪酶的制备及催化合成脂肪酸甲酯的研究[D];扬州大学;2013年
8 张大准;磁性纳米材料改性及固定化脂肪酶的研究[D];河南大学;2011年
9 马翠丽;基于仿生矿化固定化脂肪酶研究[D];大连理工大学;2011年
10 杜凯;固定化催化剂催化植物油转酯化[D];大连工业大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026