新型温控离子液体介质中脂肪酶催化合成乙酸苯乙酯

摘要

设计合成了三种同分异构离子液体1,3-二正戊基咪唑六氟磷酸盐([D(n-C_5)Im]PF_6)、1,3-二异戊基咪唑六氟磷酸盐([D(I-C_5)Im]PF_6)和1,3-二(2-甲基丁基)咪唑六氟磷酸盐([D(2-mb)Im]PF_6).以假单胞菌脂肪酶Pseudomonas cepacial催化合成乙酸苯乙酯为模型反应,分别考察了反应介质对酶行为的影响.结果发现,酶在离子液体[D(2-mb)Im]PF_6中的活性及反应性能明显高于有机溶剂正己烷.基于[D(2-mb)Im]PF_6离子液体的温控特点,提出了一种高温反应与低温分离相结合的乙酸苯乙酯合成路线.通过优化实验,得到合成乙酸苯乙酯的最佳反应条件为:30mg酶,1.0g离子液体,2%含水量,反应温度35.C,反应时间48h.此时,乙酸苯乙酯产率达92.3%.脂肪酶在[D(2-mb)Im]PF_6中的稳定性是在正己烷中的7.4倍,且重复使用10次后催化活性没有明显降低.此外,采用圆二色谱和内源荧光光谱法研究了不同介质中脂肪酶结构的变化.结果表明,脂肪酶在[D(2-mb)Im]PF_6中有较大的氨基酸残基裸露程度和良好的二级结构稳定性.