[發明專利]一種高內相乳液催化有機酯水解的方法

有效

• 申請號: 202110290345.5
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113061599B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 章圣苗;孫艷;朱蕓;王彥華
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C12N11/089
• 分類號: C12N11/089;C12N9/20;C12P13/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王術娜

本發明提供了一種高內相乳液催化有機酯水解的方法，屬于酶催化技術領域。本發明以物理接枝法將脂肪酶固定到ZIF?8上形成兩親性ZIF?8@脂肪酶納米粒子，該ZIF?8@脂肪酶納米粒子既用于穩定高內相乳液，又作為催化有機酯水解反應的催化劑，而高內相乳液能夠將ZIF?8@脂肪酶納米粒子固定在油水界面，使得有機酯與ZIF?8@脂肪酶納米粒子的接觸面積增大，從而大大提高催化水解反應的速率和效率。本發明的高內相乳液催化有機酯水解的方法對硝基苯棕櫚酸酯的水解反應在30分鐘內即可完成，轉換率可以達到50％以上，與現有ZIF?8@CRL乳液相比，具有更高的轉換率。

技術領域

本發明涉及酶催化技術領域，尤其涉及一種高內相乳液催化有機酯水解的方法。

背景技術

酶是一種具有催化能力的生物催化劑，具有很多的優點，例如催化反應條件溫和、高催化效率和高度的化學選擇性等，這些優點使得酶在手性拆分和藥物合成等領域具有非常重要的意義。脂肪酶在結構和功能上非常相似，它們都以相同的“α/β水解酶折疊”方式進行折疊，該結構是由不同數量的α-螺旋、β-折疊組成的兩層親水的α-螺旋和夾在兩層α-螺旋中間疏水的β-折疊。脂肪酶中含有像蓋子一樣，由一個或者兩個短的α-螺旋構成的具有兩親性的結構。在水溶液中，這個蓋子覆蓋在酶的催化活性位點上，此時脂肪酶不具有活性，只有當脂肪酶與油水界面接觸時，這個蓋子歷經構象重排露出活性位點，使得反應底物可以接近活性位點，此時脂肪酶處于活性構象。因此酶催化只能發生在油-水兩相體系，這種傳統的兩相體系反應的接觸面積小、反應效率低且酶循環性差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高內相乳液催化有機酯水解的方法，該方法對于有機酯具有高催化速率和高轉換率。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種高內相乳液催化有機酯水解的方法，包括以下步驟：

將2-甲基咪唑、六水合硝酸鋅和水混合，進行配位，將所得ZIF-8納米粒子分散液與脂肪酶混合，進行接枝，得到ZIF-8@脂肪酶納米粒子；

將所述ZIF-8@脂肪酶納米粒子的水分散液作為水相，以有機酯油溶液作為油相；

將所述水相和油相混合，進行剪切乳化，形成高內相乳液后，進行催化水解反應，分離，得到水解產物。

優選的，所述六水合硝酸鋅和2-甲基咪唑的摩爾比為1:(50～70)；所述六水合硝酸鋅與水的用量比為0.00744g:1mL，所述2-甲基咪唑與水的用量比為(0.1026～0.1437)g:1mL。

優選的，所述配位在攪拌條件下進行，所述攪拌的轉速為600～900rmp，所述配位的反應時間為12～24h。

優選的，所述脂肪酶包括皺落假絲酵母脂肪酶、南極假絲酵母脂肪酶B或洋蔥伯克霍爾德菌脂肪酶；所述脂肪酶與水的用量比為(0.001～0.008)g:1mL。

優選的，所述接枝在攪拌條件下進行，所述攪拌的轉速為600～900rmp，所述接枝的反應時間為1～5h。

優選的，所述ZIF-8@脂肪酶納米粒子在水相中的濃度為0.02～0.06g/mL。

優選的，所述有機酯油溶液的溶劑包括正庚烷，所述有機酯油溶液中的有機酯包括對硝基苯丁酸鹽或對硝基苯棕櫚酸酯；所述有機酯油溶液的濃度為1～5mg/mL。

優選的，所述水相和油相的體積比為1:3～3:17。

優選的，所述剪切乳化的轉速為10000～12000rmp，乳化時間為30s。

優選的，所述催化水解反應的時間為30～120min。