1、實驗六十二烷基苯磺酸鈉異辛烷微乳液中脂肪酶催化合成異丁酸異戊酯一、目的：1、掌握在乳液中進行脂肪酶催化合成異丁酸異戊酯的方法和技術2、考察反應體系的油水比例以及不同表面活性劑對酯合成反應轉化率的影響.3 初步掌握用 GC 對產物進行定性定量分析的方法，學會儀器的使用二、原理1、酶催化反應特點在有機溶劑中， 酶的催化活性與系統的含水量密切相關。 系統含水量包括酶粉水合的結合水，溶于有機溶劑中的自由水以及固定化載體和其它雜質的結合水。只有在最適水量時蛋白質結構的動力學剛性和熱力學穩定性之間達到最佳平衡點，酶表現出最大活力。2、反膠束及其在酶催化反應中的應用反膠束體系是表面活性劑分散于有機介質中白組

2、裝形成的納米尺寸的油包水膠體分散體系，它為表面活性劑分子所穩定.反膠束微粒的大小取決于增溶水量的多少和表面活性劑的濃度，當二者之比一定時， 反膠束微粒的大小也保持一定。反膠束體系的性質常用W 0 進行表征 , W0 為水與表面活性劑的摩爾比. 其大小決定反膠束微粒 (“水池” )的大小。3、表面活性劑在微乳液中的應用及原理按親水部分的特點不同， 表面活性劑可分為陰離子型、 陽離子型、非離子型和兩性表面活性劑 . 陽離子型表面活性劑的代表為十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB) 。陰離子型表面活性劑，尤其是磺酸酷和磷酸醋型表面活性劑，由于其極性頭部極性較大，所形成的反膠束“水池”也較大，在構建反膠束

3、體系方面應用廣泛 .反膠束體系中的核心水團不同于溶液水，包括自由水和結合水.在 w。較小時，核心水團主要是結合水，隨W。增大，自由水逐漸增加，核心水團的微環境逐漸接近于水溶液。 酶分子與表面活性劑分子間的作用取決于酶分子與反膠束的性質。酶分了可一定程度地附著于反膠束膜上，有時甚至部分地伸出膜外。 在膠束中酶分子的構象受到反膠束微粒的限制.結構運動的白由度相對較小. 酶在反膠束體系中的活性由以下三方面因素決定: 核心水團的大小，表面活性劑的種類與反膠束微粒的濃度。W 。是影響反膠束體系中酶活性的最重要參數。4、反膠束作為有機相酶催化體系的優點與水相相比，反膠束作為有機相酶催化的研究體系具有許多獨

4、特的優點:1.穩定的微環境。2.微水相中酶的穩定性大大提高。3.增加了非極性底物的溶解度，有利于高濃度底物的連續生物轉化，產物很容易從低沸點溶劑中得到分離。4.良好的物理化學性質。三、儀器與試劑1、儀器恒溫水浴鍋、氣相色譜儀、離心機、超聲波清洗器、烘箱、精密便攜式酸度計2、試劑異丁酸、異戊醇、異辛烷、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酶 CR、磷酸鉀磷酸二氫鉀緩沖溶液四、實驗步驟1、配置緩沖溶液1）稱量K 2HPO4.3H2O2.2822 g，KH 2PO41.1360 g，用去離子水各配置0.1mol/L 的溶液，分別記為A,B 液；2）取 A 液 61.5 ml, B 液 38.

5、5 ml, 混合，蒸餾水定容至1000 ml；3）攪拌， PH 計測量并且調整PH 為 7.2、微乳液B 組：以十六烷基三甲基溴化銨 CTAB （如下圖）為表面活性劑制備（ W0=5 的反膠束反應體系），其中異辛烷作為微乳液體系中的油相， CTAB 作為表面活性劑。1）稱量 Xg CTAB, 以及 Yml 異辛烷溶劑，配制濃度為 C 的 CTAB 溶液，將配制好的溶液放入 40的水浴中，并利用磁力攪拌將其溶解，約 5min 后于超聲清洗器中超聲，使之粉碎，約 30s；2）待體系溫度穩定穩定后，向超聲均勻的錐形瓶中加入 pH=7.0 的緩沖溶 171 微升；3）重新 40的水浴中，并利用磁力攪拌

6、使反應體系穩定，得到反相微乳液，得到反相微乳液，加入 CCL 酶 6mg。3、酯化反應1）經過 30min 磁力攪拌后，此時反應體系趨于穩定，將異丁酸100 微升，異戊醇 171 微升加入錐形瓶中；2）繼續將溶液放入40的水浴中，并利用磁力攪拌使反應充分進行；3）反應開始計時后，每1 小時抽樣 1.5ml，于離心機中離心，最大轉速16000三分鐘后取上層清夜（約2mL ）。4、 產物分析1）用氣相色譜進行定性分析，所用色譜柱為 SE 50 m×025mm× 025 m 的毛細管柱，樣品在 60保留 2min 后以 10 min 程序升溫到 200，保留 10 min，再以 30 min 程序升溫，到 250保留 10 min；2）以乙酸丁酯為內標， 用內標法走氣象色譜， 根據不同的保留時間確定產物。五、結果與討論（ 1） 通過兩組比較，相同 W0 條件下，發現表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉較之十六烷基三甲基溴化銨能更快的形成反膠束溶液， 而十六烷基三甲基溴化銨容易形成掛壁現象，對反應的進行不利。（ 2）脂肪酶 CR 的效果不是很好，可能的原因為：1）40可能會造成脂肪酶CR的構型出現問題，而影響轉化率；2）由于表面活性劑并沒有完全溶解，并沒有形成良好的微環境；（ 3