CTAB反胶团体系中Lipex脂肪酶催化合成油酸乙酯的研究

论文摘要

油酸乙酯主要用作润滑剂、抗水剂、树脂韧化剂,杀虫剂辅剂,是重要的化学中间品。脂肪酶可以催化酯类化合物的合成和酯交换,酶催化具有专一性好、反应条件温和以及能耗小等优点,反胶团体系脂肪酶催化的研究极大地扩展了酶的应用范围,并回避了水体系、有机体系的不足,较好的保护了脂肪酶的活性。基于此,本文对反胶团体系中催化合成油酸酸乙酯进行了系统的研究。首先,确定了催化合成油酸乙酯的反应体系,以脂肪酶Lipex为催化剂,CTAB为表面活性剂,以异辛烷为溶剂,然后对反应条件如底物摩尔比、缓冲溶液pH值、水含量、底物浓度、摇床转速、反应时间、添加剂等进行了优化,得到了最佳反应条件。在5ml反胶团体系中,体系酶浓0.002 g·L-1时,反应条件:温度25℃,缓冲溶液pH 7.0,油酸和乙醇摩尔比1:4,油酸浓度为0.01 mol·L-1,W0（水与表面活性剂摩尔比）值为10,添加PEG400 0.05g（即C（PEG400）/C（CTAB） = 0.25）,摇床转速150 r·min-1,反应36 h后,产率能达到93%。第二、首次提出了反胶团体系双底物作用的动力学模型,建立了动力学方程如下,经检验模拟计算结果与实验结果吻合较好。第三、通过激光粒度检测,得出反胶团的最佳粒径在150nm左右,并验证了CTAB阳离子端与Lipex脂肪酶有相斥作用。对加入添加剂后的反应体系进行了红外检测,傅立叶红外光谱显示添加了PEG400的反胶团体系的N—C键振动伸缩减弱,证实了在加入PEG后表面活性剂CTAB与Lipex脂肪酶的相互作用得到减弱,这可能是添加PEG400后产率提高的主要原因。最后通过ExPASy软件对Lipex脂肪酶进行分析,通过荧光分析检测表明,PEG400的加入使Lipex脂肪酶的构象发生变化。可见,Lipex酶的空间构象直接影响酶的活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• §1-1 反胶团体系
• 1-1-1 反胶团体系的概念
• 1-1-2 反胶团体系的制备方法
• 1-1-3 反胶团体系的应用
• §1-2 脂肪酶催化反应研究进展
• 1-2-1 脂肪酶简介
• 1-2-2 不同反应体系中的酶促反应
• 1-2-3 酶催化反应的优点与限制
• §1-3 反胶团体系中的酶催化反应的基本概念
• 1-3-1 概述
• 1-3-2 反胶团体系中脂肪酶促反应的优势
• 1-3-3 荧光光谱检测反胶团中的酶
• 1-3-4 反胶团体系中的酶活检测
• 1-3-5 反胶团体系中的酶活的主要影响因素
• 1-3-6 反胶团体系中酶催化的动力学
• §1-4 油酸和油酸乙酯的理化性质
• 1-4-1 油酸乙酯的性质
• 1-4-2 油酸乙酯的生产制备方法及其研究进展
• §1-5 本论文的研究目的和内容
• 第二章 反胶团体系脂肪酶催化合成油酸乙酯
• §2-1 引言
• §2-2 实验仪器与检测方法
• 2-2-1 实验仪器和试剂
• 2-2-2 实验方法
• 2-2-3 检测方法
• §2-3 反应体系的确立和反应条件的优化
• 2-3-1 酶的选择
• 2-3-2 表面活性剂的确定
• 2-3-3 溶剂的选择
• 2-3-4 醇酸配比的影响
• 2-3-5 缓冲液pH值的影响
• 2-3-6 水含量的影响
• 2-3-7 底物浓度的影响
• 2-3-8 摇床转数的影响
• 2-3-9 反应时间的影响
• 2-3-10 添加剂的筛选
• 2-3-11 PEG400 添加量的影响
• 2-3-12 重复性实验
• §2-4 小结
• 第三章 反胶团体系酶促反应的动力学研究
• §3-1 引言
• §3-2 实验仪器与检测方法
• 3-2-1 实验仪器和试剂
• 3-2-2 脂肪酸含量的测定
• §3-3 动力学模型的确立
• §3-4 模型的求解和动力学分析
• 3-4-1 动力学参数的确定
• 3-4-2 动力学方程
• 3-4-3 验证实验
• §3-5 小结
• 第四章 反胶团体系的表征与分析
• §4-1 引言
• §4-2 实验仪器与检测方法
• 4-2-1 实验仪器和试剂
• 4-2-2 反胶团粒度的检测
• 4-2-3 红外检测体系配比
• 4-2-4 荧光检测方法
• §4-3 体系胶团粒径的测定与分析
• §4-4 含添加剂反胶团体系的傅立叶红外光谱分析
• §4-5 Lipex 脂肪酶的理化性质及其含添加剂反胶团体系的荧光光谱分析
• 4-5-1 Lipex脂肪酶的性质
• 4-5-2 PEG400 添加量对反胶团体系荧光光谱的影响
• §4-6 小 结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果