(2)酶催化法一步合成

清华大学的刘铮、钧戈等人对脂肪酶催化合成盐酸克林霉素棕榈酸酯进行的研究[4] 。其工艺路线如下:

脂肪酶因其特殊的区域选择性而被选用为一步法合成盐酸克林霉素棕榈酸酯的催化剂,无需封锁保护3、4位羟基,直接催化棕榈酸乙烯酯与对应2号位羟基反应,生产工艺大大改善,生产效率也显著提高。

1。2离子液体

1。2。1离子液体简介

自从1992年Wilkes等人合成了对水和空气稳定的离子液体以来,离子液体成为酶催化反应溶剂的又一项新的选择。离子液体(或称室温熔融盐[5])在天然产物的萃取、有机合成的领域等体现了优良的应用潜力。目前将离子液体应用在酶催化反应中的研究探索主要有:将离子液体作为固定化酶的载体;将离子液体应用在不同的生物催化反应中;离子液体的物理性质对酶活和稳定性的影响等[6]。离子液体是由阴、阳离子组成的离子化合物,通常在常温下是液态,所以称作是离子液体。离子化合物物理性质一般都是高熔点、高沸点和高硬度,轻微离子间作用力,低晶格能,低熔点。离子液体中是没有中性分子的,只有阴、阳两种离子,这也是与普通液态物质相比的不同之处。同时离子液体拥有独特的理化性质,是一种具有优良发展潜力的新型“软”功能材料。自 1914 年 Walden 等人[7]第一次发现并报道离子液体至今,离子液体的发展历程是从卤化铝酸盐型酸性的离子液体到咪唑、吡啶、季铵盐型等离子液体,再成为现在如今越来越受关注的功能型离子液体,这三个发展历程[8]。直到现在,当下离子液体的种类实在非常繁多,如果按有机阳离子分类的话,可以将离子液体简单分为四类:咪唑盐、吡啶盐、季铵盐和季磷盐;要是以阴离子分类的话,又可以将离子液体大致分为两大类:一类是卤化盐,对水非常敏感;另一类则是以阳离子多半为烷基咪唑离子,负离子通常是四氟硼酸[BF4]-和六氟磷酸[PF6]-,这种离子液体被称为新离子液体。这类新离子液体的组成是固定的,并且对水和空气一般是稳定的 [9]。因而正是有这些优点,我们本次实验选用的是正是这种新离子液体1一丁基一3一甲基咪唑六氟磷酸盐来尝试进行一下我们的酶催化转酯化反应。

离子液体与有机溶剂、水溶剂、超临界流体等相比有许多优点[10]: 

(1)具有疏水性、饱和蒸气压低、良好的导电性及PH可调节性;

(2)具有溶剂和催化剂的双重功能;

(3)组成离子液体的阴、阳离子可以通调整来满足需要;

(4)离子液体有可能改变反应机理,使反应的多选择性和催化剂的催化活性更高;

(5)离子液体溶解性好,对多种物质如无机物、有机物、高分子材料以及有机金属化合物均具有良好的溶解性;

(6)大多数离子液体具有良好的热稳定性和化学稳定性,可以重复回收利用,反应后易分离,绿色环保;

(7)离子液体较难挥发,甚至在很高的温度和真空度下仍然能够保持稳固的液态。

因此,离子液体不会变为蒸气而扩散到大气中去,避免了在有机溶剂反应体系对人体的危害和对环境的污染问题,被人们称为“绿色溶剂”。同时,它具有很宽的液态温度范围,使我们能在更广的温度范围内(-40~300℃)研究和控制反应。对于特定的合成反应,离子液体的多样性为设计和创造出最佳酶促反应体系提供了更加广阔的选择空间。

1。2。2离子液体在脂肪酶催化酯交换反应中的应用论文网

张星辰主编的书《离子液体——从理论基础到研究进展》中介绍,R。M。Lau等人首次用脂肪酶证明离子液体作为溶剂进行生物催化实验在工业生产中应用的可行性,实验是通过使用脂肪酶作催化剂,离子液体作为溶剂,催化丁酸乙酯和正丁醇的转酯化反应,并且有不错的效果,在反应4h时,产率已达到81%,同时发现固定化酶和游离酶催化效果差不多。并且书中还有提到P。Lazano等人用含有2%水的离子液体和有机溶剂中进行反应,研究结果发现脂肪酶在离子液体中的催化活性高于有机溶剂,并且在离子液体作为溶剂的连续反应中脂肪酶的稳定性一直很好[11]。其实酶在离子液体中的性质也是会存在差异的,不同的离子液体中的酶的性质也会不一样。许多酶在离子液体中的表现通常会比它在有机溶剂中更好。固定化酶的反应介质和载体都可以是离子液体。离子液体的种类和酶的种类都是能够影响酶在离子液体中的表现的因素。酶一般在以下离子液体中具有活性:含[BF4]-、[PF6]-,[Tf2N]-阴离子的离子液体,但是在含 有[NO3]-、[CH3COO]-、[CF3SO3]-、[CF3COO]-阴离子的离子液体中不具活性[12]。又因为盐酸克林霉素不溶于离子液体而溶于水,据此,本实验选用1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐来作为溶剂尝试进行酶催化反应。

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