有机相酶法合成己二酸单乙烯蔗糖酯的研究

以蔗糖和己二酸二乙烯酯(DVA)为原料,采用单因素法和均匀设计法对脂肪酶Novozym-435在有机溶剂中选择性地催化合成己二酸单乙烯蔗糖酯进行了研究。考察了有机溶剂种类及含水量、反应温度、酶质量浓度、底物摩尔比对产物产率的影响,得到蔗糖单(己二酸单乙烯酯)酯(SMVA)、蔗糖双(己二酸单乙烯酯)酯(SDVA)的适宜合成条件及相应的产率分别为:在叔丁醇介质中,不含水,反应温度49℃,酶质量浓度30 mg/mL,糖酯摩尔比1∶3.2的条件下,反应4 d,SMVA的产率为13.69%;在丙酮介质中,不含水,反应温度47.5℃,酶质量浓度30 mg/mL,糖酯摩尔比1∶3.3的条件下,反应3 d SDVA的产率为28.82%。用FTIR、HPLC、HPLC-MS和TLC等对产物SMVA、SDVA等进行了表征。     

叔丁醇体系中脂肪酶催化合成蔗糖乙酸酯

以蔗糖和乙酸乙烯酯为底物,脂肪酶催化合成蔗糖乙酸酯并分离得到了三氯蔗糖生产的关键中间体蔗糖-6-乙酸酯。今对催化合成蔗糖乙酸酯的反应溶剂进行比较,确定叔丁醇为较好的反应介质,详细考察了各反应参数:酶种类、初始水活度、底物摩尔比、酶用量、反应温度和时间对酯化反应效果的影响,确定了该反应体系的最优工艺条件:蔗糖40mmol?L?1,乙酸乙烯酯/蔗糖(mol/mol)=5,初始水活度aw=0.75,温度60℃,20%(w/w,酶/蔗糖)固定化脂肪酶LipozymeTLIM催化,反应24h后酯化率达84.70%。通过硅胶柱层析分离得到高纯度的其中一种产物,经二维核磁(2D-NMR)结构分析后,确定其为蔗糖-6-乙酸酯,占总酯化产物的质量达48.30%。     

具有杀虫活性蔗糖酯的合成

分别以酯交换法和酰氯法合成了辛酸蔗糖酯和己酸蔗糖酯两种杀虫活性蔗糖酯,其中酯交换法产物单酯含量高,而酰氯法反应速度快。实验在n(蔗糖):n(辛酸乙酯)=2:1,DMF为溶剂,碳酸钾为催化剂,(98±2)℃条件下反应16 h制备了辛酸蔗糖酯,辛酸乙酯的转化率为68．5％(多酯按二酯计算,下同);在n(蔗糖):n(己酰氯)=2:1,DMF为溶剂、吡啶为助剂,65℃条件下反应1．5 h制备了己酸蔗糖酯,己酰氯的转化率为53．9％。产物经傅里叶红外光谱分析、薄层层析分离和分光光度分析,确定辛酸蔗糖酯和己酸蔗糖酯中n(单酯):n(多酯) 分别为1．48:1和1．37:1。以P(辛酸蔗糖酯)=4 mg／mL水溶液对舞毒蛾(Lymantria dispar)1龄幼虫进行杀虫实验,触杀方式36 h后校正死亡率达72．5％。     

脂肪酶固定化研究和应用

采用硅藻土作载体,进行了脂肪酶的固定化。利用固定化酶选择性催化1-苯乙醇与乙酸乙烯酯的转酯化反应,得到R-乙酸苯乙酯,进行1-苯乙醇的拆分。实验考察了不同吸附方法固定化酶的效果,确定效果最好的固定方法为载体涂布法,并对该法的固定化条件进行了优化。制备的固定化酶的转酯比活比游离酶提高了14．3倍。固定化没有改变酶的选择性．对映体过剩值仍大于98％。初步探讨了固定化酶和游离酶的反应过程。     

蔗糖-6-苯甲酸酯的合成研究

采用高效液相色谱法研究二丁基氧化锡区域选择性催化合成蔗糖 6 苯甲酸酯的反应过程 ,得到第一步反应的适宜条件为 :n(蔗糖 )∶n(二丁基氧化锡 ) =1∶1,反应温度为 80～ 12 0℃ ,反应时间为 5～ 8h ;第二步反应中苯甲酸酐适宜用量为 :n(蔗糖 )∶n(苯甲酸酐 ) =1∶1。蔗糖 6 苯甲酸酯收率为 84 6 % ,产品质量分数 95 .7% ,二丁基氧化锡 98%可回收再用     

单酯法合成三氯蔗糖

研究了单酯法合成三氯蔗糖方法,采用蔗糖与原乙酸三乙酯的反应保护蔗糖6-位羟基,亚硫酰氯/吡啶选择性氯化制备三氯蔗糖.蔗糖6-乙酸酯的最佳氯化条件:蔗糖6-乙酸酯浆状物20 g,吡啶22 mL,亚硫酰氯20 mL,反应介质1,2-二氯乙烷,回流时间10 h.其氯化产物采用甲醇-甲醇钠水解脱去6-位羟基得到三氯蔗糖.     

叔戊醇/水两相体系脂肪酶催化合成蔗糖酯

以叔戊醇／水两相体系作为反应体系,利用脂肪酶催化的蔗糖和乙酸乙烯酯的转酯化反应来合成蔗糖酯,并考察了不同的两相体积比,温度,水相pH,酶量,糖与酰基供体比例,反应时间对蔗糖转化率的影响。结果表明这种方法是可行的．主要产物为蔗糖6-乙酸酯。发现在两相体系水体积含量为20％时．开始有蔗糖6-乙酸酯生成,然后随着水含量提高,蔗糖转化率逐渐提高,水含量在90％时,蔗糖转化率最大。但是当水含量为100％,蔗糖转化率只有2．1％。当温度为45℃,水相pH为8．0,酶量为300U。蔗糖3mmol。乙酸乙烯酯为12mmol,反应24h,蔗糖转化率达到19．8％。     

无溶剂法合成高纯度蔗糖脂肪酸酯

采用无溶剂法合成了蔗糖脂肪酸酯。以氢化油为原料,经与甲醇反应制得脂肪酸甲脂,然后在新型催化剂存在下与蔗糖于130～140℃、-0.1 MPa条件下进行酯交换反应,当脂肪酸甲酯加入量为100 g(脂肪酸甲酯和蔗糖的摩尔比为1.0/1.27)、催化剂加入量为2.6g、皂盐加入量为12 g时,合成的SE经有机溶剂处理总蔗糖酯质量分数可达91.6%,单酯的质量分数可达65%,产品收率达到48%左右,各项质量指标均符合GB 8272—87要求。将试验结果应用于生产,取得了良好的效果。     

固定酶法生产生物柴油

探讨了利用本实验室自制的Candidasp.99-125脂肪酶转酯化合成生物柴油的过程。深入研究了甲醇对反应的抑制作用,酶用量、溶剂、底物浓度、反应温度、时间、水含量、pH值对生物柴油合成的影响,以及反应中固定化酶的寿命等问题。试验结果表明,采用最佳转酯化反应条件和分批加入甲醇的工艺条件下,最高单批转化率可以达到96%,固定化酶的使用半衰期可达到200h以上。     

全细胞生物催化麻疯树油制备生物柴油的研究

利用石油醚直接浸提法抽提得到含油率达到55.84%的麻疯树籽油作为原料,采用米根霉(Rizopus oryzae)菌株和聚氨酯泡沫制备成固定化全细胞生物催化剂,通过对全细胞生物催化法制备生物柴油的主要工艺参数进行了优化,获得最佳工艺条件为:当甲酯化反应的醇油比为6:1,转酯化温度为35℃,转酯化体系中2%～20%质量分数的含水率,菌体量相当于油质量的4%,每12 h加入一次甲醇的条件下转酯化效果最好,甲酯得率达到82.29%.同时固定化全细胞生物催化剂的重复使用性达4次,具有较高的催化性能.     

合成松香酸蔗糖酯的研究

松香酸甲酯化制备松香酸甲酯,再与蔗糖反应合成松香酸蔗糖酯。甲酯化最佳条件为松香酸∶甲醇＝１∶３（摩尔比）、时间１ｈ、温度７０℃、催化剂氢氧化钾用量２％,酯化率为９５．５％。松香酸蔗糖酯最佳合成条件为松香酸甲酯∶蔗糖＝１∶２（摩尔比）、时间３ｈ、温度９０℃、催化剂氢氧化钾用量３％,产物得率为９２．１％。产物有良好表面活性,其２％和４％水溶液的表面张力分别为３０．３３×１０－３Ｎ／ｍ和２７．５０×１０－３Ｎ／ｍ。     

由棕榈油无溶剂法合成蔗糖棕榈酸酯

在酸催化下,由乙醇与棕榈油反应制出了棕榈酸乙酯。在催化剂和乳化剂存在下,以棕榈酸乙酯、蔗糖为原料酯交换法合成出了蔗糖棕榈酸酯(SE),用红外光谱、激光电离质谱对SE进行了分析表征,详细考察了蔗糖粒度,乳化剂、催化剂用量,反应温度、压力及时间,原料配比等因素对SE产率的影响。通过制成易挥发衍生物方法,建立了分析SE组成的气相色谱方法。用正交实验法优化出了较佳合成条件,即n(棕榈酸乙酯)∶n(蔗糖)=3∶1,m(催化剂)∶m(蔗糖)=0 08∶1,m(乳化剂)∶m(反应物料)=0 12∶1,温度～125℃,压力～2 67kPa,时间～4h。该条件下,SE产率(以蔗糖计)在73 6%以上。     

Improved synthesis of sucrose fatty acid monoesters

The base-catalyzed synthesis of four sucrose fatty acid esters (caprylate, laurate, myristate, and palmitate) was performed in dimethylsulfoxide by transesterification of sucrose with the corresponding vinyl esters using disodium hydrogen phosphate as catalyst. In using a molar ratio sucrose/vinyl ester 4∶1 and mild reaction conditions (40°C and atmospheric pressure), yields were higher than 85%. The isolated sucroesters had a higher percentage of monoesters (≥90%) and a lower content of diesters in comparison with commercial derivatives. In all cases, 2-O-acylsucrose was the major product (≥60%) in the monoester fraction.     

Application of lipases to the regioselective synthesis of sucrose fatty acid monoesters

A regioselective synthesis of 6′-O-acyl sucrose monoesters has been developed through the lipase-catalyzed esterification of sucrose acetals with fatty acids in both organic solvents and under solvent-free conditions. The products were obtained in overall yields of 20–27% after hydrolysis of the isopropylidene groups with aqueous acids. The strict selectivity of the enzymes used also enabled the preparation of a monoester fraction that was highly enriched in 6-O-acyl sucrose. This was accomplished by lipase-catalyzed transesterification of sucrose monoesters, prepared by conventional chemical methods, in propan-2-ol. After removal of the transesterification products (sucrose and fatty acid isopropyl esters) and column chromatography on silica gel, the obtained monoester product contained 80% of the single regioisomer, 6-O-acyl sucrose.     

蔗糖脂肪酸酯的合成与性能研究

在酸催化作用下乙醇与硬脂酸反应合成了硬脂酸乙酯.以硬脂酸乙酯和蔗糖为原料,采用DMF溶剂法,在碱性条件下通过酯交换反应合成了硬脂酸蔗糖酯.采用正交实验设计对反应条件进行优化,在最佳工艺条件下产率可高达95.8%.测定了产品的表面化学性能.结果显示,产品的临界胶束浓度(cmc)为2.228×10-4 mol/L,此时的表面张力为39.88 mN/m,其钙皂分散、乳化、增溶等表面化学性能优良.     

脱氢枞酸蔗糖酯的无溶剂法合成

用精制的脱氢枞酸,在n(硫酸二甲酯)∶n(脱氢枞酸)=1∶1,碳酸钾为催化剂,反应时间为4 h,丙酮回流条件下,得到脱氢枞酸甲酯,产率为75%。脱氢枞酸甲酯与蔗糖在熔融下通过酯交换反应生成脱氢枞酸蔗糖酯,最佳条件为:n(脱氢枞酸甲酯)∶n(蔗糖)=1∶1.5,m(催化剂碳酸钾)∶m(反应物)=0.05∶1,m(乳化剂硬脂肪酸钠)∶m(反应物)=0.1∶1,温度140℃,压强0.5 kPa,反应时间5 h,产率可达32%,测定了其表面张力和乳化能力。临界胶束浓度(CMC)为:9.0×10-3mol/L;此时表面张力为18.42 mN/m。     

新固体酸催化合成己二酸二丁酯绿色新工艺

研究了应用自制“T 40 0”催化合成己二酸二丁酯的绿色新工艺。“T 40 0”是某一无机盐经 40 0℃焙烧制得一种水不溶的新型固体酸催化剂 ,吸附吡啶的红外光谱表明 :催化剂表面形成了新的Br nsted酸中心。此催化剂对己二酸和正丁醇的酯化活性高、无副反应、沉降较快、易与产物分离等特点 ,并得到合成己二酸二丁酯的绿色新工艺条件如下 :己二酸 0 .1mol,正丁醇 0 .35mol,催化剂 0 .6g ,反应温度 15 0℃ ,反应时间 10 0min ,在此条件下收率可达 99%以上。     

蔗糖酯表面活性剂化学合成工艺研究进展

蔗糖酯表面活性剂作为一种广受关注的生物基表面活性剂,大量应用于食品、医药和化妆品等领域。当前,蔗糖酯的合成主要采用直接酯化、酰氯酯化和酯交换法进行,其中酯交换法是最常用的方法,然而蔗糖与甲酯相容性差导致其存在蔗糖焦化结块、甲酯水解和皂化等副反应,严重影响反应效率和产品性能。基于此,该文对溶剂法、微乳化法和无溶剂法等蔗糖酯合成工艺进行了介绍,随后,着重介绍了相转移催化剂、固体碱催化剂、离子液体等新型催化技术和物理界面强化技术在蔗糖酯合成中的应用。同时,对高效固体碱催化剂设计和多过程耦合强化技术在蔗糖酯合成中的应用及其反应机制的研究进行了展望,以期为蔗糖酯的合成技术的发展提供技术指导。     

蔗糖酯表面活性剂化学合成工艺研究进展

蔗糖酯表面活性剂作为一种深受关注的生物基表面活性剂,已被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。当前,蔗糖酯的合成主要采用酯交换法,蔗糖与甲酯之间的相容性差导致蔗糖酯的制备过程中存在蔗糖焦化结块问题及甲酯水解、皂化等副反应,最终严重影响反应速率和产品性能。基于此,介绍了蔗糖酯的化学合成,主要包括溶剂法、微乳化法和无溶剂法。对用于蔗糖酯合成的相转移催化剂、固体碱催化剂、离子液体等新型催化剂及物理界面强化技术进行了综述。最后,对蔗糖酯合成方法存在的问题进行了总结并对其开发前景进行了展望。