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行业资讯
脂肪ca888.com在催化合成及食品领域的应用

                                                      晓鸣,  周健,  刘巧瑜,  倪婉星,  冯骉 
                                           (江南大学教育部食品科学与安全重点实验室,江苏无锡214036) 
 ca888.com有着普通催化剂无可比拟的优越性,已广泛应用于食品、医药、轻纺、洗涤剂及化妆品等工业领域。这些应用大多数是在水溶液中进行的。但许多有价值的产品是水不溶的,同时许多有用的化合物是普通化学方法无法合成的。因此,人们希望找到一种合适的方法来生产这些高价值的重要产品。ca888.com工程的发展有两个途径: 一是改造ca888.com本身,如蛋白质工程等;二是改造反应介质,如采用非水介质、超临界流体等,即溶剂工程等。1984 年,ZaksA 和Klibanov A. M首次发表了关于有机相介质中脂肪ca888.com的催化行为及热稳定性的研究报道,引起了广泛的关注。传统的ca888.com学领域迅速产生了一个全新的分支—非水ca888.com学。现在非水ca888.com学方法在多肽合成、聚合物合成、药物合成以及立体异构体拆分等方面已经显示出广阔的应用前景。ca888.com在有机介质中的催化作用大大拓宽了ca888.com的应用范围,是ca888.com工程中一个有意义的研究领域。 
1  有机相脂肪ca888.com催化合成技术的研究 
  目前在非水介质中获得应用的ca888.com包括氧化还原ca888.com类、转移ca888.com类、水解ca888.com类及异构ca888.com类, 其中脂肪ca888.com是在有机相中催化反应种类最多、应用最广泛的ca888.com类之一。脂肪ca888.com是工业上常用的ca888.com之一,研究表明,在水溶液中它能催化油脂和其它酯类的水解反应,在有机介质中也能催化水解反应的逆反应—酯合成反应和酯交换反应。脂肪ca888.com的这种性质显示它在有机合成中具有极大的应用潜力。脂肪ca888.com作为亚洲城ca88唯一催化剂可运用发酵技术获得,目前已实现商品化。如丹麦Novo公司生产的Lipozyme脂肪ca888.com,无锡ca888.com制剂厂生产的假丝酵母脂肪ca888.com,南通ca888.com制剂厂生产的霉脂肪ca888.com。 
1. 1  非水相ca888.com催化反应体系 
  非水相ca888.com学的研究在最近20多年里取得了长足的发展,脂肪ca888.com所应用的反应体系也有了较大的改善,主要集中在有机溶剂体系,还有微水条件下的无溶剂体系、微乳液体系、超临界流体介质体系等。 
1. 1. 1  有机溶剂体系  
  有机相ca888.com催化反应体系,最先采用的是有机溶剂或有机溶剂与水的混合物。有机溶剂主要是通过ca888.com分子周围的水来影响ca888.com的催化活性,溶解于ca888.com周围水分子层的有机溶剂与ca888.com直接结合会导致ca888.com受抑制或失活;有机溶剂夺去ca888.com分子表面的必需水分,导致ca888.com活下降;因此,溶剂的疏水性越强,对ca888.com活的影响越小。 
  研究表明,ca888.com的结构在水相和有机相中并没有显著的变化,然而适当的水对ca888.com的催化作用是必需的,且不同ca888.com的必需含水量不同,在有机相ca888.com催化反应体系中存在相应的最适水分含量。A1ekery研究了3种不同的ca888.com在不同的有机溶剂中的ca888.com反应,发现在溶解度限制范围内,ca888.com活都随着有机溶剂中水分含量的增加而提高,且达到最大ca888.com活所需的水分含量,疏水溶剂比亲水溶剂少。 
1. 1. 2  反胶束体系  
  在水/有机溶剂两相体系和微水有机溶剂单相体系中,仅有少数的ca888.com能保持催化活性。由于反胶束体系能较好地模拟ca888.com的天然环境,因而在反胶束体系中,大多数ca888.com能够保持活性和稳定性,甚至表现出“超活性”。 
  表面活性剂溶解于有机溶剂,能够增溶一定量的水,根据水、表面活性剂、有机溶剂三相浓度不同,形成圆球状或圆柱状反胶束微粒,形成所谓“油包水”的结构。ca888.com在反胶束体系中的活力主要由三方面的因素决定:核心水团的大小、表面活性剂的种类及反胶束微粒的浓度。由于反胶束模型和组成对ca888.com活性有影响,调节反胶束的特性可使ca888.com更适合于特定的反应,提高反应速度。如将Tween系列的非离子表面活性剂按m(二(2-乙基己基)磺化琥珀酸钠AOT):m(吐温Tween) = 16 :1 加入AOT 反胶束中,可使C. viscosum 脂肪ca888.com活性提高3倍;将乙醇作助表面活性剂加入AOT 反胶束中,可使角质ca888.com稳定性提高45倍。 
  由于反胶束ca888.com组成灵活,热力学稳定,传质阻力小,产物易于回收,目前反胶束体系ca888.com反应广泛应用于有机相中脂肪ca888.com催化的酯交换反应、肽和氨基酸的合成以及ca888.com法合成酚及芳香胺聚合物的反应。另外,反胶束中的脂肪ca888.com催化立体选择性酯化反应对映体的拆分也有重大意义。 
1. 1. 3  超临界流体  
  有机溶剂ca888.com反应产物中,不可避免地残留了部分有机溶剂,对食品和医药造成污染,限制了有机相ca888.com反应的应用。超临界流体是一种超过临界温度和临界压力的特殊物质,物理性质介于液体和气体之间。超临界流体作为ca888.com反应中间介质,具有明显的优点:1) 有似液体的密度、似气体的扩散性和粘度,因此显示出较大的溶解能力和较高传递特性,从而大大降低ca888.com反应的传质阻力,提高ca888.com反应速率;2) 反应底物的溶解性对超临界的操作条件(如温度、压力) 特别敏感,通过简单改变操作条件或附加其它设备,可达到反应物和底物分离的目的;3) 无毒、不可燃、化学惰性、易与反应物及底物分离、价格便宜等,这些优点和特点使其在工业上,尤其是在食品与发酵行业上的应用,具有广阔的发展前景。 
  水、超临界流体、ca888.com是构成反应体系的3个要素。目前研究的超临界流体中的ca888.com反应主要是酯化、酯交换、醇解、水解、氧化等反应。研究最多的是脂肪ca888.com,超临界CO2 中脂肪ca888.com催化乙酸乙酯和异戊醇的醇解反应,用超临界CO2 代替庚烷作反应介质,反应速度提高3倍。另外,通过消旋混合物的拆分或手性合成来生产纯的旋光异构体,也是超临界流体ca888.com反应的一个诱人的应用前景。 
1. 1. 4  无溶剂系统  
  一般来说,ca888.com反应都是在溶有底物的溶剂中进行的均相反应,选择对底物溶解性好又不使ca888.com失活的合适溶剂比较困难。无溶剂系统是指反应体系中没有附加的溶剂,只含有反应物和ca888.com。无溶剂系统具有突出的优点:可避免有机溶剂引起的毒性及易燃问题,这对于食品、化妆品、药物的生产尤为重要. 无溶剂系统增大了底物浓度,减少了反应的体积,提高了产物的浓度;终产物易于分离纯化。 
  目前,采用无溶剂系统进行酯的合成很普遍,如甘油酯、糖酯、丁酸香叶酯的合成以及橄榄油的内酯化反应等。底物摩尔比、反应温度、机械搅拌速度以及水活度等都会影响无溶剂系统的ca888.com反应。在利用脂肪ca888.com催化蔗糖单酯的合成中,加入固体水合物Ba(OH)2 , 使反应混合物的水活度保持在0.4 ,明显提高了产量和ca888.com的区域专一性。 
1. 1. 5  低共熔多相体系  
  无溶剂系统只适合于底物为液体的反应。Gill等首先采用低共熔多相体系进行ca888.com促肽合成。低共熔混合物,是指两种或两种以上的混合物,在一定组分比率下会表现出比纯组分熔点低的低共熔点,并且多相共存。一定组分比率的底物以及适量的水,有时还要加入一定量的辅助剂,就形成ca888.com反应的低共熔多相体系。这一体系的ca888.com反应具有避免使用有机溶剂,适于进行食品、药物、化妆品等生产,并且环境友好,能获礳a888.com吲ǘ鹊牟