1摇
材料与方法
1郾 1摇
材料与试剂
蔗糖及所有有机溶剂均为国产分析纯
;
假丝酵
母脂肪酶
(candida rugosa lipase,CRL) (10 000 U / g),
购于北京高瑞森科技有限公司
。
1郾 2摇
仪器与设备
Agilent 1200
型高效液相色谱仪
,
美国安捷伦科
技公司
;Alltech 3300
型蒸发光检测仪
( ELSD),
美
国格雷斯公司
;TH2-82A
型恒温水浴振荡器
,
金坛
市江南仪器厂
。
1郾 3摇
实验方法
1郾 3郾 1摇
蔗糖
鄄
6
鄄
乙酯合成方法
将
4 mmol
蔗糖
、0郾 1 g
酶
、12 mmol
乙酸乙烯酯
、
0郾 1 mmol
表面活性剂
、6 mL
蒸馏水
、4 mL
醇类溶剂
置于
50 mL
具塞三角瓶中
,
放入恒温摇床
,180 r / min
振荡
。 35 益
条件下反应
5 h,
每隔一定时间用
6 mol / L
NaOH
调节反应液至初始
pH
值
。
1郾 3郾 2摇
产物分析方法
采用高效液相色谱蒸发光散射检测法
(HPLC -
ELSD)
对产物进行分析
。
反应结束后
,
沸水浴
5 min
使得脂肪酶失活
,
其中反应液中的有机溶剂基本可
挥发除去
,
将剩余的反应液定容至
100 mL,
膜过滤
后进行高效液相分析
,
每组做
3
个平行实验
。
色谱
条件
:ZORBAX SB- Aq 4郾 6 mm 伊 250 mm,5 滋m,
流
动相
:
去离子水
,
流速
0郾 8 mL / min,
柱温
30 益,
进样量
5 滋L。
蒸发光检测器温度
85 益,
氮气流速
1郾 5 L / min。
记录色谱图
,
计算酯化率和蔗糖
鄄6鄄
乙酯的选择性
,
见式
(1)、
式
(2)。
酯化率
=
生成产物蔗糖酯的量
初始蔗糖的量
伊 100% ; (1)
蔗糖
鄄6鄄
乙酯的选择性
=
蔗糖
鄄6鄄
乙酯的量
蔗糖总酯的量
伊 100% 。
(2)
2摇
结果与分析
2郾 1摇
表面活性剂种类对反应的影响
表面活性剂的分子结构和极性是影响两相体系
胶束催化的重要因素
。
实验组中分别加入阳离子表
面活性剂十六烷基三甲基溴化铵
(CTAB),
阴离子
表面活性剂十二烷基苯磺酸钠
( SDBS)、
十二烷基
硫酸钠
(SDS),
非离子表面活性剂聚氧乙烯脱水山
梨醇单油酸酯
( Tween -80)、
失水山梨糖醇脂肪酸
酯
(Span -80),
以及不加表面活性剂的空白对照样
品
,
观察在两相体系中表面活性剂种类对蔗糖
鄄6鄄
乙
酯合成的影响
。
实验结果如表
1。
表
1摇
不同表面活性剂种类对合成蔗糖
鄄6
乙酯反应的影响
Tab. 1摇 Influences of different type of surfactants on
synthesis of sucrose鄄6鄄acetate
%
表面活性剂 酯化率 蔗糖
鄄6鄄
乙酯选择性
CTAB
63郾 2
50郾 9
SDBS
47郾 1
53郾 4
SDS
45郾 5
52郾 7
Tween鄄80
53郾 1
52郾 2
Span鄄80
52郾 6
52郾 9
空白
49郾 8
46郾 3
摇 摇
由表
1
可知
,
加入阳离子表面活性剂
CTAB,
酯
化率比空白对照提高许多
,
原因一是因形成的胶束
产生了反应界面扩大效应
,
使反应物之间接触概率
大增
;
二是因在偏碱性催化酯交换反应中
,
阳离子表
面活性剂形成的胶束的正电荷能使反应中间体
(
带
负电荷
)
易于形成
。
同理
,
由于阴离子表面活性剂
形成的胶束所带的负电荷不利于反应中间体的形
成
,
其酯化率比空白组有所下降
。
非离子表面活性
剂形成的胶束不带电
,
对中间体产生无影响
,
所得到
的酯化率比空白组略有提高
。
同时
,
我们观察到加
入表面活性剂
CTAB
的实验组具有较高的蔗糖
鄄6鄄
乙酯选择性
,
因此
,
表面活性剂选择为
CTAB。
2郾 2摇
两相体系中有机溶剂对反应的影响
在反应的水和有机溶剂两相体系中
,
由于有机
溶剂极性的差异
,
使其与底物形成不同空间取向的
结合
,
从而使酶与底物形成不同的活性中间态而影
响产物的生成
。
本实验选取了无毒性的醇类有机溶
剂作为反应介质
,
实验结果如表
2。
由表
2
可知
,
选择仲丁醇
-
水两相体系作为反
应介质
,
合成蔗糖
鄄6 鄄
乙酯时具有较高的酯化率和
蔗糖
鄄6 鄄
乙酯选择性
,
这可能与仲丁醇的刚性结构
有关
。
因此选取仲丁醇作为反应体系中的有机
溶剂
。
2郾 3摇
两相体系中水质量分数对反应的影响
水质量分数是两相体系中合成蔗糖酯的一个重
要因素
。
相比于有机溶剂
,
蔗糖在水中具有非常好
的溶解性
,
增加水质量分数可以提高反应体系的传
质
,
但水的存在也会引起反应底物乙酸乙烯酯和产
32
第
33
卷 第
4
期
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
钱俊青等
:
表面活性剂存在下两相体系酶法催化合成蔗糖
鄄6鄄
乙酯
