漆酶催化氧化苯甲醇及其衍生物

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漆酶是一种含铜氧化酶,能够氧化酚类、胺类、醇类多种化合物,被认为是最具有研究价值和应用前景的一种氧化酶。苯甲醛及其衍生物是一类重要的化工原料,一般的化学合成法工艺条件苛刻、环境污染严重,不符合可持续发展的要求,反应条件温和酶催化方法成为了该领域的研究热点。论文优化了杂色云芝菌产漆酶的发酵条件,详尽探讨了漆酶催化氧化苯甲醇及其衍生物制备苯甲醛及其衍生物的反应工艺,促进了漆酶的应用拓宽和苯甲醛及其衍生物绿色制备工艺的研发。  本研究主要内容包括:⑴对杂色云芝菌产漆酶的发酵工艺进行了优化,研究发现杂色云芝菌在30℃、180r/m条件下恒温振荡培养,接种量采用4%为宜,诱导剂2,5-二甲代苯胺的最佳浓度为3mmol/L,发酵培养10d得到的漆酶酶活最高。最佳碳源为可溶性淀粉,并且发现使用可溶性淀粉(15g/L)和葡萄糖(1.25g/L)作为复合碳源配置培养基可显著提高漆酶酶活;最佳氮源为酵母膏,酵母膏含量为15g/L,摇瓶发酵漆酶酶活可达19650U/mL。同时研究发现,转速250r/min,在发酵96小时开始补加葡萄糖,使葡萄糖浓度为20g/L,最终漆酶发酵酶活达到36880U/ml。⑵对漆酶催化苯甲醇制备苯甲醛的工艺条件进行了探讨,最佳介质体系为TEPMO,且TEMPO与底物苯甲醇的最佳摩尔浓度比为1∶4,苯甲醇的最佳浓度为60mmol/L,最佳酶活用量为80U/ml,以60mmol/L的丙酮为氢受体,最佳助溶剂为乙腈(乙腈与混合溶剂的体积比为5∶200),通氧半小时后密闭反应36小时,最终苯甲醛的产率达98%。⑶对漆酶催化苯甲醇衍生物制备苯甲醛衍生物的工艺进行了研究,研究发现3,4,5-三甲氧基苯甲醛的产率最高(92%),对硝基苯甲醛的产率最低(40%);2-甲氧基苯甲醛和4-甲氧基苯甲醛的产率相差不大(分别为85%、80%),分析表明苯甲醛苯环上取代基的特性影响氧化反应产率,推电子基团的取代更加有利于氧化反应收率提高。
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