脂肪酶催化合成单甘酯对映体及二甘酯的研究

摘要

单甘酯、二甘酯，在粮油、食品、医药、高分子合成等领域都有着广泛的用途。单甘酯（MAG）有3种异构体，即位置异构体sn-2-MAG和两个对映异构体sn-1-MAG和sn-3-MAG。其中光学纯异构体又有特殊的作用，可作为结构脂质、磷脂合成的中间体，与药物分子连接生成可以控制释放的前体药物等。本文对脂肪酶催化制备单甘酯、二甘酯进行了研究。主要内容包括： ⑴以在有机溶剂中用固定化脂肪酶Novozym435催化的油酸与甘油的酯化合成反应为研究对象，考察了体系中溶剂对单甘酯对映体选择性酯化反应的影响。将非水相酶催化过程中酶催化活性、对映体选择性的变化与有机溶剂的性质参数进行了关联。结果发现：酶的催化活性和对映选择性分别受溶剂不同物化参数的影响。前者与溶剂疏水性参数Log P有一定相关性；而后者与溶剂分子体积和Log P关联较好。 ⑵以在有机溶剂中用固定化脂肪酶Candida sp．99-125催化的油酸与甘油的酯化合成反应为研究对象，考察了溶剂对反应的影响。脂肪酶Candida sp．99-125在极性溶剂中易失活，对映体过量值ee与溶剂的分子体积、Log P都呈负相关性。在小分子溶剂或高极性溶剂体系，可获得较高ee值。 ⑶以脂肪酶Candida sp．99-125为催化剂合成二甘酯。分别研究了固定化脂肪酶催化的甘油解、酯化反应，及游离脂肪酶催化的酯化反应。并对影响反应过程的几个重要参数进行了研究，如底物摩尔比、酶剂量、脱水方式等。与前人研究相比，采用油酸、甘油摩尔比1：4，40℃，固定化酶加入量4%，自然挥发脱水，反应时间缩短到10 h，二甘酯产率58%。初步研究环糊精与酶粉混合作为催化剂催化酯化反应，控制搅拌桨转速150r/min，加水量10%，二甘酯产率可达61%。 ⑷鉴于TLC/FID分析方法的优点，建立了蜡酯的TLC/FID分析方法，此方法具有很好的重复性和准确性。

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第一章 文献综述

1.1单甘酯、二甘酯的性质及用途简介

1.1.1单甘酯

1.1.2二甘酯

1.2生产方法及研究现状

1.2.1化学法

1.2.2酶法

1.3脂肪酶催化反应机制

1.3.1脂肪酶催化机理

1.3.2有机相酶催化

1.4甘油酯的分析方法

1.4.1薄层色谱法

1.4.2高效液相色谱法

1.4.3毛细管气相色谱法

1.5本文的研究思路和内容

第二章 实验材料及方法

2.1实验材料

2.1.1脂肪酶及其他试剂

2.1.2实验仪器

2.2实验和分析方法

2.2.1脂肪酶的选择

2.2.2有机溶剂的选择

2.2.3单甘酯的合成方法

2.2.4二甘酯的合成方法

2.2.5分析方法

第三章 脂肪酶Novozyme435催化合成单甘酯对映体的研究

3.1引言

3.2无溶剂体系合成单甘酯

3.2.1底物摩尔比的影响

3.2.2反应时间的影响

3.2.3转速的影响

3.2.4水含量的影响

3.3有机溶剂体系合成单甘酯

3.3.1有机溶剂对酶活性的影响

3.3.2有机溶剂对酶选择性的影响

3.3.3酯化合成单甘酯反应条件考察

3.4表面活性剂体系合成单甘酯

3.6本章小结

第四章 固定化Candida sp.99-125脂肪酶催化合成单甘酯对映体的研究

4.1引言

4.2有机溶剂体系酯化合成单甘酯

4.2.1有机溶剂对酶催化活性的影响

4.2.2有机溶剂对对映体过量值的影响

4.3酯化合成单甘酯反应条件的考察

4.3.1初始水含量的影响

4.3.2加酶量的影响

4.4小结

第五章 二甘酯合成反应条件研究

5.1引言

5.2固定化脂肪酶Candida sp.99-125催化合成二甘酯

5.2.1甘油解反应制备二甘酯

5.2.2酯化反应

5.3游离酶催化酯化反应的初步研究

5.3.1传质对反应的影响

5.3.2加水量对反应的影响

5.3.3底物摩尔比的影响

5.4小结

第六章 TLC/FID分析方法开发-蜡酯的分析

6.1引言

6.2 TLC/FID工作原理

6.3 TLC/FID测定蜡酯组成

6.3.1基本条件

6.3.2展开剂的选择

6.3.3试样蜡酯混合物各物质峰位置确定

6.3.4试样蜡酯混合物各物含量分析

6.3.5小结

第七章 结论与建议

7.1结论

7.2创新点

7.3问题和建议

参考文献

致谢

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