非水相中酶催化L-抗坏血酸酯的合成及优化

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L-抗坏血酸是一种维持人体正常生理活动所必需的维生素,同时它也具有抗氧化性。为克服L-抗坏血酸易被氧化及脂溶性差等缺点,人们合成了多种L-抗坏血酸衍生物,本文用固定化酶催化L-抗坏血酸与乙酸乙烯酯反应,生成L-抗坏血酸乙酸酯。本文第一部分利用TLIM酶催化合成L-抗坏血酸乙酸酯,TLIM酶是将疏棉状嗜热丝孢菌Thermomyces lanuginosus产生的脂肪酶固定在硅胶上制得的。实验考察了反应介质,水活度,反应底物摩尔比,温度,酶量及“pH”记忆对反应的影响。在实验方法的设计上,采取保持其它条件不变,改变单一因素的方法对条件进行优化,得出较优反应条件为:反应在无水丙酮中进行,反应底物摩尔比(乙酸乙烯酯/L-抗坏血酸)为3:1,酶的用量为30mg/mL,反应温度为40℃。结果显示,水活度和反应介质是影响酶催化反应的最为关键的两个因素,水的存在不利于酶发挥催化活性,前人总结的反应介质疏水性参数logP与酶催化活性的关系并不适用于本反应。实验中采用分子筛除水的方法得到无水丙酮,用饱和盐溶液法获得不同水活度的反应体系。另外,TLIM酶在非水溶剂中具有“pH”记忆效应,TLIM酶在pH呈中性条件下的催化活性相对较高。本文第二部分用Novozym435催化L-抗坏血酸与乙酸乙烯酯反应,Novozym435则是由南极假丝酵母脂肪酶Candida antarctica固定在大孔性丙烯酸树脂上得到的,反应过程与TLIM酶催化合成L-抗坏血酸乙酸酯的过程相似。实验对反应条件进行了优化,并与TLIM酶进行了比较。优化反应条件为:反应介质是无水丙酮,反应底物摩尔比乙酸乙烯酯/L-抗坏血酸为5:1,酶的用量为3mg/mL,反应温度为40℃。严格控制反应介质中的水量是获得高产物得率的关键,与TLIM酶相比,Novozym435受水量影响更大些,温度对它的影响也相对较大,但它能在较宽的pH范围内发挥催化活性。两种酶在各自优化条件下反应转化率均能达到90%以上,但TLIM酶的用量约为Novozym435酶的10倍。
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