超临界CO2中的酶催化反应

究方 向 ： Ｓ Ｃ ＿ Ｃ Ｏ ＼ 离子 液体体 系 。
和阴离 子构 成 的在 室 温 下呈 液 态 的盐 类 化合 物 ， 随
着 对离 子液 体研 究 的 不 断深 入 ， 科 学 家 已将 离 子 液
体 的范 围扩 展 为 熔 点 低 于 １ ０ ０ ＂ （ ２ 的离子化合物［ ９ ］ 。
作为 酶催 化 反 应 介 质 ， 随 后 Ｎａ ｋ ａ ｍｕ ｒ ａ Ｅ ］ 报 道 了 用
脂肪 酶催化 甘油 三酯 进 行 酯交 换 反 应 的研究 成 果 。
近年 来 ， 越来越 多的研究成果表 明： 不少 酶在 Ｓ Ｃ －
Ｃ Ｏ 内都存 在 活 性 ， 而且 在 Ｓ Ｃ — Ｃ Ｏ 中底 物 更 易 溶
虽然 Ｓ Ｃ － ＣＯ 在 酶 催 化 反 应 中 呈 现 了 许 多 优 势， 然而， 底 物在 Ｓ Ｃ — Ｃ Ｏ 中最 大 溶 度 却受 到 其 溶 解 度 的限制 ， 而大 部分 反应 中的底物溶 度 都很 小 ， 故 需
要在 较长 时间 内才 能得 到一定 量 的产 物 ］ 。
流速、 酶含 水量 、 共溶 剂等 因素 的考察 。
本文 总结 了在 Ｓ Ｃ － Ｃ Ｏ： 中脂 肪 酶 催化 反 应 的最 新研 究进展 ， 并 重点 介 绍 了酶 催 化 反 应 中 的最 新 研
２ 超 临 界 ＣＯ ＼ 离 子 液 体 体 系 中 的酶
催 化 反 应
离 子液 体 （ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ， Ｉ Ｉ ） 情况 。
解， 有更 快 的反应 速 率 ， 此外 还 能 简 化 分离 过 程 ， 并
有 利 于加 强酶 的专 一 性 。 因此 Ｓ Ｃ ＿ Ｃ Ｏ： 条件 下 的酶 催 化反应 一直 是广 大 科研 工 作 者 的 研究 重 点 ， 目前 研究 主要是 对酶 的稳 定性 、 压力 、 温度、 超 临界 流 体
研究 的热 点 。但 此方 法 存 在 一 个 问 题 ， 即产 物 和 离
间不对 称 的相 溶性 ， 使 反 应物 系可 以在相 间实 现 所
需 的转 移 ， 从 而促进反应进行 ， 减 少 了 副反 应 的 发
生。
子液体 的分离及 离子 液体 的 回收 ， 当分离 Ｉ Ｌ中的反
应产 物时 ， 却又需 要 用 到 有 毒 、 易挥 发 、 易燃 的有 机 溶剂 ； 而用 蒸馏法 不适 合热 敏感 性体 系 ， 这样 也会 使 循环使 用 的离子 液体 ／ 酶 体系活 性下 降 。 因为 Ｓ Ｃ － Ｃ ０ 和离子 液 体本 身 都 具 有各 自的特 殊性 ， 极性 和挥 发性相 差很 大 ， 于是有 学者 认为将 两
ｌ 超 临界 Ｃ ０ 中脂 肪 酶 催 化 反 应
超临界 状态 下 的高压对 酶 的活性 和稳定性 既有 抑 制 又有促进 作用 ， 至今 文献 报道共 有 ２ ５多种 酶在
现 有研究 表 明生 物酶 在离子 液体 中可呈 现 出高稳 定
性 和高活 性 ， 与传 统有 机溶 剂相 比， 离 子液 体具 有不
第 ６期
超 临界 Ｃ Ｏ 中的 酶 催 化 反 应
｛ 科 研 与 开 发 ｌ
邑 １ １ ｔ ｒ Ｉ Ｉ ’ 凸
超 临界 Ｃ Ｏ２ 中的酶 催化 反 应
曾雨 薇 陈 学 君
（ １ ． 成都 七 中高新校 区， 四川成 都 ， ６ １ ０ ０ ４ １ ；
２ ． 中国科 学院成 都 有机化 学研 究所 ， 四川成都 ， ６ １ ０ ０ ４ １ ）
摘 要
总结 了超 临界 Ｃ Ｏ。 中脂肪 酶催 化反 应 的最 新研 究进 展 ， 主要 介 绍 了超 临界 Ｃ Ｏ 酶催 化 反 应新
的研究方 向 Ｓ Ｃ － Ｃ Ｏ ＼ Ｉ Ｌ体系 ， 包括从 分子 水平 上分 析 Ｓ Ｃ — Ｃ Ｏ： ＼ Ｉ Ｌ体 系 中溶 解 度 变 化及 Ｉ Ｌ熔 融 温
关脂 肪酶 反应 加 以介绍 。表 １ 总 结 了近年来 脂 肪酶
分 别在酯 化 、 酯交换 、 酯 水解 、 酰化、 酰胺 化 反应 中 的
反应 物具有 较 高的 扩散 度 、 较 低 的 表 面 张力 和 相 对
较低 的粘 度 ， 因此 比较 适 用 于 酶 催 化 反 应 的进 行 。 自１ ９ ８ ５年 ， Ｈａ ｍｍｏ ｎ ｄ等 ｒ 』 ］ 首 先提出 Ｓ Ｃ － ＣＯ ２ 可 以
度降低 的原 因 ， 并列 举 了近来 Ｓ Ｃ － Ｃ Ｏ。 ＼ Ｉ Ｌ体 系在酶 催化反 应 中 的应用情 况 。
关键 词 ： Ｓ Ｃ — Ｃ Ｏ： 酶 催化 Ｓ Ｃ － Ｃ Ｏ ＼ Ｉ Ｌ体 系
超 临界 Ｃ Ｏ （ Ｓ Ｃ － Ｃ Ｏ： ） 是指 温 度 和压 力 均在 其
挥发 、 热 稳定 性好 、 溶 解 能 力 强 和 结 构 可 调等 优 点 ，
高 压下 其活性 和稳 定 性 可 得 到增 强 ， 但 各 种 酶 的影
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四川化 工
第１ ９卷
２ ０ １ ６年 第 ６期
因此 运用 Ｉ Ｉ 作为酶 催 化 反 应 的介 质也 是 现今 学 界
者在溶 解性 和催 化 反 应等 方 面 的 优点 。 尤其 是 两 者
酶 而广 泛存 在 ， 在 有 机溶剂 中脂 肪酶仍 保 留活性 ， 在 酯水 解 的逆 反应 酯合 成 中 活性 降 低 ， 故 其 应用 逐 渐 成 为人们 的研究 重 点 ， 现 已广 泛 应 用 于 生 物 高 聚 物 和 生物柴 油合 成 、 外 消旋 混合 物 的拆分 、 酯 交换 及选 择性 酰化 等 。 因此 本 文 选 择 在 高 压 ＣＯ 条 件 下 有
响程度会 因酶来 源 、 压力 、 温度 、 溶剂 、 底 物等 的不 同 而有所 不 同 。脂 肪酶 在 自然 界 中作 为催化 酯水 解 的
临界 点 （ ３ Ｉ ． Ｏ ＊ Ｃ， ７ ． ３ ８ ＭＰ ａ ） 之上 的 Ｃ Ｏ： 流体 ， 超 临
界Ｃ Ｏ 是 最常 用 的超 临 界 流体 之 一 。在 Ｓ Ｃ － Ｃ ０ 中