CALB脂肪酶的固定化及其拆分2-辛醇的研究

以AB-8、HZ-841、HZ-802三种大孔树脂做载体,采用物理吸附法,制备出固定化南极假丝酵母脂肪酶(CALB),并用其进行了拆分2-辛醇的研究。其中AB-8树脂做载体拆分效果最佳,其蛋白吸附量为37.94 mg/g树脂,吸附率94.86%,转酯化酶活3 000 U/g固定化酶,对映体选择性E=104。单因素优化实验得到的最佳拆分条件为:温度40℃,加酶量2.67 g/L,底物醇浓度3.76 mol/L。在该条件下,产物转化率可达50%,e.ep为97.8%。固定化pH在5.0~9.0内对拆分效果无显著影响。     

固定化假单胞菌脂肪酶催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯转酯化拆分

设计制备出比表面积290.6 m2/g、平均孔径和孔体积16.5 nm和1.66 cm3的功能化介孔载体G-NH2-MCF,G-NH2-MCF共价结合假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas sp Lipase,PSL),获得了固定化酶PSL/G-NH2-MCF。在甲苯溶剂中,乙酸乙烯酯作酰化剂,固定化酶PSL/G-NH2-MCF催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯的转酯化拆分反应,转化率为15.6%,(S)-3-羟基丁酸乙酯的对映体过量值(eeS)为17.8%,(R)-3-乙酸基丁酸乙酯对映体过量值(eeP)为96.2%,对映选择性参数E为61;而在相同条件下,使用游离酶PSL催化拆分反应,转化率、eeS、eeP和E值分别为2.16%,1.95%,88.2%和16,PSL经G-NH2-MCF固定化后催化性能得到明显提高。同时研究了固定化酶PSL/GNH2-MCF催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯转酯拆分的反应条件对转化率和对映选择性的影响规律。     

固定化假单胞菌脂肪酶催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯转酯化拆分

设计制备出比表面积290.6 m2/g、平均孔径和孔体积16.5 nm和1.66 cm3的功能化介孔载体G-NH2-MCF,G-NH2-MCF共价结合假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas sp Lipase,PSL),获得了固定化酶PSL/G-NH2-MCF。在甲苯溶剂中,乙酸乙烯酯作酰化剂,固定化酶PSL/G-NH2-MCF催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯的转酯化拆分反应,转化率为15.6%,(S)-3-羟基丁酸乙酯的对映体过量值(eeS)为17.8%,(R)-3-乙酸基丁酸乙酯对映体过量值(eeP)为96.2%,对映选择性参数E为61;而在相同条件下,使用游离酶PSL催化拆分反应,转化率、eeS、eeP和E值分别为2.16%,1.95%,88.2%和16,PSL经G-NH2-MCF固定化后催化性能得到明显提高。同时研究了固定化酶PSL/GNH2-MCF催化(R,S)-3-羟基丁酸乙酯转酯拆分的反应条件对转化率和对映选择性的影响规律。     

大孔树脂D380固定化硫酸软骨素裂解酶

目的以大孔树脂D380为载体,戊二醛为交联剂,进行硫酸软骨素裂解酶(ChSase)的固定化,并考察固定化酶的酶学性质。方法分别考察加酶量、吸附温度、吸附时间、吸附pH值、戊二醛交联浓度、交联时间及交联温度对ChSase固定化效果的影响,并分析该固定化酶的最适反应温度、最适反应pH值、米氏常数(Km)及其操作稳定性。结果ChSase的最佳固定化条件为:加酶量150U/g树脂,吸附温度15℃,吸附时间6h,吸附pH值7.0,戊二醛交联浓度0.01%,交联时间3h,交联温度4℃。以此条件制备的固定化酶,其酶结合效率可达79.1%。该固定化ChSase的最适反应温度为45℃;最适反应pH值为7.0;Km达1.46×10-1g/L,较游离酶高;具有较好的操作稳定性。结论以大孔树脂D380为载体固定化ChSase是可行的,所得固定化酶有较高的使用效率和稳定性,适合于工业化生产。     

煤基活性炭固定化脂肪酶制备手性苯乙醇

在有机溶剂中制备高选择性固定化脂肪酶是获得高对映体纯度的手性药物中间体的关键步骤.探讨了不同类型的活性炭作为固定化酶载体,应用于拆分手性1-苯乙醇反应,用N2吸附法和扫描电镜表征了活性炭载体.以固定化酶催化拆分(R,S)-1-苯乙醇为典型反应,研究了用不同活性炭为载体制备的催化剂的催化活性以及反应效果随反应时间的变化规律.结果表明,以微孔活性炭作载体制备的固定化酶催化活性最好,当反应时间达到12.8h时,转化率达到最大理论转化率50%.     

树脂吸附法固定Candida rugosa脂肪酶

Candida rugosa脂肪酶具有优良的催化性能,对其进行固定化可以很方便地实现酶的回收和再利用。采用南开大学化工厂生产的4种阴离子交换树脂和4种大孔吸附树脂为载体,对来源于Candida rugosa的脂肪酶进行了吸附固定化,结果表明,以大孔吸附树脂AB-8为载体的固定酶比活性最高。固定化酶制备过程中缓冲液的最适宜pH值为7.2,最佳固定化时间为1 h,载体和酶的最佳质量配比为10∶1。与游离酶相比,固定化后酶活损失大约30%,但稳定性平均约提高60%。     

利用色氨酸酶酶法拆分D,L-丝氨酸制备D-丝氨酸

以D,L-丝氨酸为底物,采用色氨酸酶将L-丝氨酸转化为L-色氨酸,并进一步分离纯化拆分得到D-丝氨酸。该文对色氨酸酶酶法拆分条件进行了响应面优化,酶促反应最佳条件为:温度45℃,pH=8.0,反应时间18 h,底物D,L-丝氨酸质量浓度30 g/L,色氨酸酶用量为6 g/L,经过两次转化,L-丝氨酸的总转化率可达95.4%。酶促反应液经NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂与001×7强酸性阳离子交换树脂纯化,重结晶后得到D-丝氨酸,化学纯度99.4%,α2D0=-15.3°(ρ=0.1 kg/L,2 mol/L HCl),总回收率为66.6%。     

固定化粘质沙雷氏菌脂肪酶催化制备脂肪酸甲酯

将实验室构建的产粘质沙雷氏菌脂肪酶的基因工程菌于20 L发酵罐中发酵,并将分离提取获得的粗脂肪酶液用sol-gel包埋法和大孔吸附树脂吸附两种方法进行固定化,考察了醇油比、含水量、反应温度、反应时间、催化剂用量对生物柴油产率的影响。实验结果显示采用大孔树脂吸附法制备的固定化酶的催化效果优于sol-gel包埋法制备的固定化酶,在优化条件下,以大孔树脂吸附法制备的固定化酶可使生物柴油的单批转化率达到88%。     

固定酶法催化合成生物柴油Ⅰ.大孔树脂固定化脂肪酶的制备

研究了用于生物柴油酶催化的大孔树脂固定化脂肪酶的制备过程,考察和优化了脂肪酶固定化方法及条件。结果表明,采用大孔树脂D3520作载体,以载体涂布法固定化脂肪酶的最适固定化条件为:酶用量为酶∶树脂=0.16∶1(质量比),吸附时间1~3 h,pH值范围为9.0~9.4,固定化温度40℃。酶活力可达91.49 U/g,酶活回收率约为54%。     

用壳聚糖修饰的大孔SiO_2材料固定化脂肪酶拆分萘普生甲酯

以壳聚糖(Chitosan,CS)修饰的大孔SiO_2材料为载体,通过吸附法固定柱状假丝酵母菌脂肪酶(Candida rugosa lipase,CRL)获得了CRL/CS-SiO_2固定化脂肪酶。并以催化拆分萘普生甲酯水解反应为对象,研究大孔SiO_2载体性能以及CRL固定量对反应的影响。结果表明,该CRL/CS-SiO_2固定化酶在结构上仍然保持载体Si O_2材料的微米级孔道,且CRL以纳米薄层的形式较为均匀地涂覆在孔道表面上。该固定化酶催化生成(S)-萘普生的转化率和选择性都远高于游离酶,其产物转化率随着CRL酶固定量的增加而增大,当CRL负载量为53.2 mg/g,反应120 h时,(S)-萘普生的转化率可达到44.6%,对映体过剩值eep达到100%,对映体选择性远大于200。     

Enantioselective esterification of ibuprofen with ethanol as reactant and solvent catalyzed by immobilized lipase: experimental and molecular modeling aspects

BACKGROUND: In recent years enantioselective esterification of racemic ibuprofen performed in organic co‐solvent media such as isooctane and cyclohexane and catalyzed by lipases, has been proposed as an effective way to increase the concentration of S‐ibuprofen in the racemic mixture. In this contribution, the enantioselective enzymatic esterification of (R,S)‐ibuprofen with ethanol catalyzed by commercial Novozym 435 without the addition of a co‐solvent is thoroughly investigated. Experimental data are further analyzed considering the results of extensive molecular modeling calculations. RESULTS: The conversion of ibuprofen towards the ethyl esters and the enantiomeric excess towards S‐ibuprofen are greatly affected by the ethanol and water contents of the reaction media. The optimum conditions for the esterification of racemic ibuprofen in a batch‐type reactor were as follows: molar ratio of ethanol to ibuprofen = 7, 4.8% v/v of water, 160 mg of Novozym 435, 45 °C and 200 rpm. Under these conditions an enantiomeric excess of 54% and 63% of ibuprofen conversion were reached. CONCLUSIONS: Results showed that the reaction in excess of the esterifying alcohol in a system free of additional organic solvents is possible if the proper conditions are set. Molecular modeling calculations demonstrated that the formation of dead‐end compounds between the enzyme and ethanol/water may account for lipase inhibition at high concentrations of those compounds. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

酶促酯化拆分-化学消旋串联法制备S-布洛芬

以消旋布洛芬为反应底物，探究了酶促酯化拆分布洛芬的工艺。利用南极假丝酵母脂肪酶B的对映体选择性催化布洛芬选择性酯化，并对醇的种类、反应介质、底物摩尔比、酶量、干燥剂种类和添加量、温度及时间等反应条件进行了优化，以56%的收率得到了光学纯的S-布洛芬，接下来对酯化产物进行化学法消旋。以二甲亚砜为反应介质，利用二异丙基氨基锂催化布洛芬发生外消旋反应，完全消旋后再进行酶促拆分仍能达到之前的效果。如此循环7次布洛芬的利用率可达到90%以上。     

表面活性剂包衣的固定化脂肪酶在有机介质中催化酯化反应

以大孔吸附树脂为载体,将来源于Candidarugosa的脂肪酶用吸附法固定化后用谷氨酸双十二烷基酯核糖醇进行包衣,用于在有机溶剂中催化月桂酸和月桂醇的酯化反应。结果表明,AB 8型大孔吸附树脂为最佳载体,最适有机溶剂为异辛烷,酶固定化后再包衣,酶的比活较未包衣前提高了60%—90%。     

无溶剂体系中共吸附固定化脂肪酶催化合成植物甾醇酯

以大孔树脂NKA吸附固定化脂肪酶为催化剂,以月桂酸和植物甾醇为反应物,在无溶剂体系中合成植物甾醇酯;以NKA为载体共吸附固定葡聚糖与酶,考察了反应温度、底物摩尔比、糖种类及葡聚糖添加量和反应时间对酶催化性能的影响. 结果表明,在酸/醇摩尔比6:1、葡聚糖与酶共同吸附固定时分子量为10 kDa的葡聚糖添加量为酶量7.5%的条件下,60℃下反应12 h,酯化率高达96.2%,酯化反应时间比简单吸附固定化酶缩短4 h.     

Effect of co‐solvent addition on the reaction kinetics of the lipase‐catalyzed resolution of ibuprofen ester

BACKGROUND: The addition of co‐solvent is not limited to enhancing the catalytic rate, it could also assist in situ racemization in the dynamic kinetic resolution of racemic compounds by increasing the reactivity of the base catalyst employed. In the current work, reaction media with the presence of DMSO were investigated in Candida rugosa lipase (EC 3.1.1.3)‐catalyzed hydrolysis of ibuprofen ester that focuses on the thermodynamic effect, reaction stability and implication for the kinetic parameters. RESULTS: The introduction of 2% DMSO increased the reaction rate, conversion, and enantioselectivity of the Candida rugosa lipase‐mediated resolution. However, the performance of the particular enzymatic reaction was reduced when a higher DMSO concentration was added. At lower reaction temperatures, the medium with 2% DMSO exhibited an increase in enantioselectivity, which was attributed to a higher activation energy difference between the fast‐ and slow‐reacting enantiomers compared with the water‐isooctane medium. Additionally, the presence of DMSO had a significant effect on the kinetic parameters, shown by a lower value of Michaelis constant compared with that of a normal reaction without DMSO, which resulted in a fast reaction rate. Finally, inhibition due to the uncompetitive substrate inhibitor was reduced, while the non‐competitive product inhibitor consequently increased. CONCLUSION: This work has demonstrated that only 2% of DMSO can be tolerated by the free Candida rugosa lipase in the resolution of ibuprofen ester. However, it is still able to give significant positive effects on the hydrolysis rate, kinetic parameters and enantioselectivity as well as reaction stability. © 2012 Society of Chemical Industry     

脂肪酶催化拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯

研究了脂肪酶拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯。从10种脂肪酶中筛选出了脂肪酶Lipase PS-D,该酶能够有效拆分外消旋6-羟基-8-氯辛酸乙酯,并对反应条件进行了优化,确定了该酶的最适反应条件:温度30℃,pH=7.0,摇床转速170 r/min,确定了有效表面活性剂为乳化剂OP,在此优化条件下反应1 h,得到(R)-6-羟基-8-氯辛酸乙酯的对映体过量值ee为93.1%,底物摩尔转化率为54.3%,总收率为91.4%。该研究为(R)-硫辛酸的制备提供了一条可行途径。     

大孔树脂吸附纯化葡萄籽原花青素的研究

采用大孔树脂对葡萄籽原花青素进行吸附纯化,以吸附率和解吸率及纯化效果为指标,比较了7种大孔树脂对原花青素的吸附解吸性能。研究了上样量、洗脱剂浓度、上样流速、洗脱剂用量对原花青素纯化效果的影响。结果表明,AB-8大孔树脂对葡萄籽中原花青素的吸附效果最好,树脂体积为20 mL,上样量为80 mL,上样流速为40 mL/h,用40%的乙醇洗脱,洗脱剂用量为100 mL,洗脱流速为80 mL/h时的纯化效果最好,该条件下原花青素洗脱率为94.37%,所得溶质纯度可达89.63%。     

高选择性脂肪酶的筛选及其拆分布洛芬

为了实现脂肪酶在有机相中对外消旋布洛芬的高效拆分,筛选得到了一株具有高立体选择性的脂肪酶产生菌-扩展青霉TS414(Penicillium expansum TS414). 实验探讨了水分、温度、有机溶剂、酶浓度、醇结构和醇浓度对酶促拆分反应的影响,确立了酯化反应的最佳反应体系：布洛芬6.46 mmol/L,脂肪酶53.3 mg/mL,正丙醇40 mmol/L,异辛烷15 mL,水0.5%(j),60℃条件下反应50 h. 在此条件下,拆分反应的转化率和对映体选择率分别为42%和429.63. 结果表明,Penicillium expansum TS414脂肪酶是一种较为理想的用于外消旋布洛芬拆分的工具酶,在布洛芬手性拆分方面具有广阔的应用前景.