脂肪酶催化制备生物基乙酰丙酸乙酯的工艺优化.PDF

第 35 卷 第 10 期 农 业 工 程 学 报 Vol.35 No.10 2019 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2019 227 脂肪酶催化制备生物基乙酰丙酸乙酯的工艺优化 徐艳丽 1,2 ，常 春 1,2,3※，白 净 1,2 ，李 攀 1,2 ， 陈俊英 1,2 ，韩秀丽 1,2 ，方书起 1,2 （1. 郑州大学化工与能源学院,郑州 450001 ；2. 河南省杰出外籍科学家工作室，郑州 450001 ； 3. 浙江大学生物质化工教育部重点实验室 杭州 310027 ） 摘 要：为了建立新型生物基化学品乙酰丙酸乙酯的生物法合成工艺路线，该文以乙酰丙酸为主要原料，采用脂肪酶生 物催化转化法制备乙酰丙酸乙酯。考察了溶剂量、酶量、反应时间、原料醇酸摩尔比对乙酰丙酸乙酯产率的影响，并在 此基础上，采用响应面试验设计优化了乙酰丙酸乙酯生成工艺条件。结果显示：在反应温度为 45 ℃、转速为 150 r/min、 反应时间为 2.8 h 、催化剂量为 35.5 mg 、溶剂量为 2.6 mL 、醇酸摩尔比为 1.7:1 时，乙酰丙酸乙酯的摩尔产率达到 87.6 %。 进一步考察在最优条件下催化剂的循环利用寿命，酶在重复 12 次的情况下产率依然能够达到 76.3% 。研究结果为酶催化 乙酰丙酸乙酯提供了依据。 关键词：生物质；优化；乙酰丙酸；乙酰丙酸乙酯；脂肪酶 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.029 中图分类号：TQ352 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2019)-10-0227-07 徐艳丽，常 春，白 净，李 攀，陈俊英，韩秀丽，方书起. 脂肪酶催化制备生物基化学品乙酰丙酸乙酯的工艺优化 [J]. 农业工程学报，2019，35(10)：227－233. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.029 Xu Yanli, Chang Chun, Bai Jing, Li Pan, Chen Junying, Han Xiuli, Fang Shuqi. Optimization of the preparation of bio-based ethyl levulinate catalysed by lipase[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(10): 227 － 233. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.029 须使用高温高压装置，增加了工业化生产过程的 0 引 言  难度和成本[9-10] ；2 ）5-氯甲基糠醛醇解法：Mark 等[11]在 化石能源的大量消耗引起环境污染问题，不断上涨 近临界乙醇中，用生物质经 5-氯甲基糠醛合成 EL ，乙酰 的石油价格促使我们寻找一种可替代能源进行化工生产 丙酸酯的收率能达到 80%，但是此反应中使用盐酸，会 [1] 。生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些 存在腐蚀设备的问题。3 ）生物质直接醇解法：生物质原 植物以生物质作为媒介储存太阳能