脂肪酶和杂多酸的固定化及性质的研究
刘勇
学位类型硕士
导师吾满江·艾力
2006-06-14
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业有机化学
关键词脂肪酶 耦合固定化 吸附-絮凝 杂多酸 增塑剂
摘要

环保和经济发展的需要,在化工生产中,人们力求寻找一种既对环境友好,又能提高经济效益的绿色催化剂来进行实际生产应用,而各种新型的固定化技术和固定化载体材料更是层出不穷。脂肪酶和杂多酸催化剂以其自身独特的选择性、催化活性及对环境友好等优点,越来越引起人们的关注。但由于已开发的催化剂存在着催化活性组分易于溶脱、机械强度较低、催化剂的表面性质及催化机理较为复杂等缺陷,所制备的催化剂在实际生产中并没有得到广泛的应用。如何研制开发高效、长寿命、利于循环使用、对环境友好的新型脂肪酶和杂多酸催化剂,己成目前催化领域研究的一大热点。絮凝固定化技术作为一种既古老又新颖的固定化技术,正逐渐引起人们的重视。早在二十世纪七十年代末,国外就已经有人把这种方法用于微生物细胞的固定化,而用于脂肪酶的吸附-絮凝固定化技术国内外至今鲜有报道。本文研究了吸附-絮凝方法、固定化时间、温度、缓冲溶液的pH 值及离子强度等条件对固定化酶活性和蛋白负载量的影响,确定并比较了自由酶和磁性固定化酶的最适应用条件、稳定性等理化性质。脂肪酶的最佳固定化条件是:在33℃下,用0.03mol/L 的磷酸二氢钾–氢氧化钠缓冲液控制体系pH 为7.0,酶与树脂(质量比1:8)作用吸附1h 后,用0.2ml 絮凝剂聚丙烯酰胺(w(PAM)=0.5%)处理,得到活力较高的固定化脂肪酶。活力为405U/g,酶活回收率可以达到40%。实验结果证明,酶固定化后,具有较好的操作稳定性:与游离酶相比其最适pH值偏向碱性一侧,对酶的水解稳定性及存贮稳定性均较游离酶有很大程度地提高,可以在更宽的温度范围、pH范围内发挥催化作用,操作半衰期也有较明显地延长;固定化酶米氏常数Km 值较游离酶Km 值高4 倍,酶在固定后与底物的亲和力降低。固定化酶操作方便,易于与反应体系分_______离,可重复使用,对工业化应用有很大的现实意义及实用价值。对杂多酸的固定化工艺进行探讨,选择活性炭、硅胶(SiO2), TiO2作为载体,采用不同的负载方法(如回流吸附法、饱和浸渍法),制备出一系列的负载型杂多酸,并且考察了催化剂在柠檬酸和正辛醇为原料合成无毒增塑剂柠檬酸三辛酯的反应中的催化性能,考察了原料摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对酯产品收率的影响。实验结果表明:通过改变催化剂预处理温度和杂多酸负载量,可有效地调整催化剂的反应性能,负载磷钨杂多酸是合成酯的良好催化剂;PW12/C在175℃活化1h后,负载量1.40(gHPW/gC),催化柠檬酸酯化反应在130℃ ,酸醇摩尔比为1:5.5,催化剂用量为柠檬酸质量的6%,2h 后,酯化率达到91%,而且催化剂回收方便,对环境无污染,有着广泛的应用前景。

文献类型学位论文
条目标识符http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/3459
专题新疆维吾尔自治区精细化工工程技术研究中心
作者单位中国科学院新疆理化技术研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
刘勇. 脂肪酶和杂多酸的固定化及性质的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2006.
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