离子液中的酶催化反应一一酰合成反应
化学先生 / 2019-08-06
R. Madeira Lau等以脂肪酶CaLB(Nov435)为催化剂,在离子液中进行酰胺化反应(图示9-3)发现,可得到比在有机溶剂中更快的反应速率。采用无水离子液发生酰胺化反应。当离子液的含水量为10%(体积分数)时,则发生酰胺化的逆反应一售水解。
2001年Seongsoon Park等在MOEMIm][BF4]四氟硼酸铵合1-甲基3-甲乙醚基眯唑盐]、[EMIm][BF4]、[BMIm][BF4]、[PMImJ[BF4]、[Ppyr][BF4]、[PMPyr][BF4]、[BMIm][PF6]、[BMIm][BF4]等多种离子液中,试验了pseudomonas cepacia(PCL)催化的苯乙醉乙酰化反应。发现在未纯化的离子液中,酶不显示催化活性;在离子液纯化后,苯乙醇的乙酰化反应速率与在非极性有机溶剂中相当。
但采用Candida antarctical脂肪酶B(CAL-B)催化葡萄糖的6-O-酰化反应(图示9-4)时发现,在离子液[MOEMIm][BF4]中,反应转化率为99%,其中93%为葡萄糖6-O-酰化产物;而在丙酮作有机溶剂时,产率只有72%,生成葡萄糖6-O酰化产物的选择性为76%;在THF中转化率虽然可达99%,但生成葡萄糖6-0-酰化产物的选择性仅为53%。
这是因为葡萄糖在有机溶剂中的溶解度很小,而乙酰化产物在有机溶剂中的溶解度较大,使得产物易发生二步酰基化。在最佳的离子液中,对葡萄糖的溶解性大约是丙酮和四氢呋喃的100倍,这就使得酰化产物在离子液中的选择性,要比在有机溶剂中高得多。
2002年Nicole Kaftzik等在由乳糖和N-乙酰葡萄糖胺合成N-乙酰乳糖胺时(图示9-5)用离子液[MMIm][MeSO4]/水(25:75,体积比)来控制产物的第二步水解反应,得到了比在水作溶剂时高将近一倍的产率(58%),有力地证明了在离子液中进行酶催化转糖基作用的可行性。