[發(fā)明專利]一種由苯乙酮一步合成手性醇、手性酯的毫米球催化劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010899337.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN112029760B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊恒權(quán);郭曉苗;劉憲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N11/14
• 分類號(hào): C12N11/14;C12P41/00;C12P7/22;C07C67/03;C07C69/157;C07C29/88;C07C29/145;C07C33/22;B01J35/08;B01J35/02;B01J35/00;B01J33/00;B01J23/44
• 代理公司: 太原申立德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發(fā)明屬于催化材料領(lǐng)域，具體涉及一種由苯乙酮一步合成手性醇、手性酯的毫米球催化劑。所述催化劑內(nèi)部組裝有金屬和酶，粒徑大小為0.9～3.0mm，機(jī)械強(qiáng)度高達(dá)3.0～15.0N，其制備方法是將負(fù)載金屬納米Pd的氧化硅納米顆粒與負(fù)載南極假絲酵母脂肪酶B的氧化硅納米顆粒，加入去離子水中攪拌混合均勻，制得雙組分氧化硅混合液；將雙組分氧化硅混合液連續(xù)滴落在平鋪的超疏水氧化硅粉末上，緩慢滾動(dòng)形成具有氧化硅疏水外殼的液滴毫米球；收集液滴毫米球，使其緩慢干燥；最后經(jīng)丙酮淋洗后真空干燥，即可獲得封裝金屬?酶雙催化劑的毫米球，該催化劑可直接裝填到固定床反應(yīng)器中進(jìn)行苯乙酮一步合成手性醇、手性酯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化材料領(lǐng)域，具體涉及一種由苯乙酮一步合成手性醇、手性酯的毫米球催化劑。

背景技術(shù)

一步串聯(lián)合成手性產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)綠色高效過程的重要途徑，因?yàn)闊o需分離中間產(chǎn)物，可克服平衡限制，提高反應(yīng)效率，減少副產(chǎn)物。在一步串聯(lián)催化反應(yīng)中，不同活性的多功能催化劑通常需要雙級(jí)聯(lián)和多組分工藝，金屬-酶催化劑是一類由酶和金屬納米粒子組成的新型催化劑，具有化學(xué)和生化催化劑的功能，可用于化學(xué)酶串聯(lián)反應(yīng)。但是每個(gè)催化活性中心要求不同介質(zhì)，金屬往往傾向于高溫、有機(jī)溶劑，而酶反應(yīng)條件溫和，實(shí)現(xiàn)二者不兼容催化活性中心在微尺度上高效耦合具有重大意義。而現(xiàn)有的體系主要靠機(jī)械混合兩種催化劑，或者制備金屬-酶雜化催化劑，這些方法均難以達(dá)到高效耦合，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中一步串聯(lián)反應(yīng)催化劑無法達(dá)到高效耦合、實(shí)現(xiàn)連續(xù)化反應(yīng)，提供了一種可直接裝填到固定床反應(yīng)器進(jìn)行由苯乙酮一步合成手性醇、手性酯的毫米球催化劑及其制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

內(nèi)部組裝有金屬和酶的毫米球催化劑，所述催化劑內(nèi)部組裝有金屬和酶，粒徑大小為0.9～3.0mm，機(jī)械強(qiáng)度高達(dá)3.0～15.0N。

內(nèi)部組裝有金屬和酶的毫米球催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將介孔氧化硅粉末超聲分散于去離子水中，然后逐滴加入Na₂PdCl₄水溶液，30～50℃條件下連續(xù)攪拌4～6小時(shí)后，加入硼氫化鈉水溶液，最后將混合液離心分離，并依次通過去離子水和無水乙醇各洗滌三次，在60～80℃真空干燥6～8小時(shí)，得到負(fù)載金屬納米Pd的氧化硅納米顆粒；

步驟2，稱取辛基三甲氧基硅烷修飾的氧化硅，用無水乙醇浸潤(rùn)5～10min，然后分散于磷酸緩沖鹽溶液，加入南極假絲酵母脂肪酶B溶液，放入搖床中緩慢震蕩8～12h后形成混合液，將混合液進(jìn)行抽濾、洗滌、并用丙酮淋洗；最后在30～50℃下真空干燥，即可得到負(fù)載南極假絲酵母脂肪酶B的氧化硅納米顆粒；

步驟3，稱取負(fù)載金屬納米Pd的氧化硅納米顆粒與負(fù)載南極假絲酵母脂肪酶B的氧化硅納米顆粒，加入去離子水中攪拌混合均勻，制得雙組分氧化硅混合液；

步驟4，將雙組分氧化硅混合液加入到注射器中，通過注射泵將雙組分氧化硅混合液連續(xù)滴落在平鋪于玻璃板表面的超疏水氧化硅粉末上，然后放入搖床中，液滴在搖床作用下緩慢滾動(dòng)，形成具有氧化硅疏水殼的雙組分液滴毫米球；

步驟5，將步驟4中雙組分液滴毫米球平鋪于干潔的玻璃培養(yǎng)皿中，然后放入搖床中，使其在滾動(dòng)過程中緩慢干燥，干燥溫度控制在30～50℃，8～24小時(shí)后用丙酮淋洗，進(jìn)一步在50℃下真空干燥后得到封裝金屬-酶雙催化劑毫米球。