【正文】 （ 2012 屆） 題 目 煤基活性炭固定化酶催化制備光學(xué)純手性仲醇 煤基活性炭固定化酶催化制備光學(xué)純手性仲醇摘要:活性炭微孔發(fā)達、比表面積高、吸附能力強，是一種優(yōu)良的吸附材料?！岸嗫住笔腔钚蕴康闹饕卣?，正是由于多孔從而決定了活性炭的巨大的比表面積和超強的吸附性能。煤基大孔活性碳的表面官能團數(shù)目多，作為固定化酶載體的效果更佳。脂肪酶() 由于其優(yōu)良的化學(xué)、幾何、立體選擇性以及溫和的反應(yīng)條件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于酶法拆分外消旋化合物以獲得光學(xué)純的手性物質(zhì)。但應(yīng)用游離酶酶不易回收重復(fù)使用及產(chǎn)物很難分離純化，而采用酶固定化技術(shù)則可以克服以上不足。本文利用廉價的煤基活性炭吸附固定假單胞菌脂肪酶（Pseudomonas sp Lipase，PSL），獲得固定化酶(PSL/AC)。微孔活性炭固定化脂肪酶酶在正庚烷溶劑中催化(R,S)1苯乙醇轉(zhuǎn)酯化拆分反應(yīng)，(S)1苯乙醇對映體過量值eeS和(R)乙酸1苯乙酯的對映體過量值eeP均為98%，(R,S)1苯乙醇的轉(zhuǎn)化率達到理論值。關(guān)鍵詞：活性炭，脂肪酶，手性仲醇，拆分Coalbased functional enhancement and immobilized enzyme catalyzed the synthesis of optically pure Chiral secondary alcoholsAbstract: Developed activated carbon micropores, High specific surface area, Adsorption ability, Is an excellent absorbent material, Porous is the main characteristics of activated carbon, It is due to the porous so as to determine the activated carbon huge surface area and strong adsorption good patibility to carbon and microbes, macroporous, coalbased activated carbon large surface area, narrow pore size distribution and adsorption capacity, adsorption rate was fast, acid, alkali, high temperature, etc. Widely used in the field of environmental protection, chemical, Macroporous activated carbon surface functional groups in coalbased number, the better effect of Immobilized () due to its excellent chemical, geometric, stereoselective and mild reaction conditions, has been widely used in enzymatic resolution of racemic pounds in order to obtain optically pure chiral with chemical resolution law Enzymatic Resolution of a green and economical of the free enzyme is not easy recycling reuse and product are difficult to isolate purified using enzyme immobilization technology can overe the above enzyme immobilization technology in the most critical step is the preparation of performance, be able to match the carrier with the enzyme to achieve the high selectivity of the immobilized enzyme, the catalytic activity and Pseudomonas sp Lipase (PSL) was immobilized on the inorganic support Activated immobilized lipase (PSL/AC) has higher activity，conversion enantioselectivity and easier recovery advantages paring with free lipase. PSL/AC was used in the transesterification resolution of (R,S)1phenylethanol. The most suitable acyl donor, organic solvent and reaction temperature was vinyl acetate, respectively refine nheptane and 40℃. Under these conditions, the ee values of the substrate (S)1phenylethanol and the product (R)1 phenylethyl acetate were both 98% when reaction 12 h. Keywords: activated carbon, lipase, chiral secondary alcohols目 錄第一章 前言 1 1 1 2 活性炭吸附脫附原理 3 4 4 5 5 5 化學(xué)特性 6 活性炭的催化及催化劑載體特性 6 7 8 8 8 8 8 9 9 固定化酶的定義 10 酶的固定化方法 10 10 10 10 11 11第二章 實驗部分 12 12 表征方法 12 低溫N2吸附/脫附 12 熱重差熱 (TGDTA)分析 12 13 13 13(R,S)1苯乙醇反應(yīng)的產(chǎn)物分析及計算 13 氣相色譜分析 13 光學(xué)產(chǎn)率的計算 14 PSL催化拆分(R,S)1苯乙醇的機理 15第三章 結(jié)果與討論 16 16 17 18 19 20第四章 結(jié)論 21參考文獻 22致 謝 24第一章 前言活性炭又稱活性炭黑，是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。它是由80%以上的固定碳，以及少量的氧、硫、氮、氫等非金屬元素和數(shù)量、組成不等的金屬及非金屬氧化物或金屬鹽類共同組成的一種以亂排的有機石墨狀二元結(jié)晶結(jié)構(gòu)為主，夾雜少量無機礦物質(zhì)的非純碳材料。由于活性炭中存在大量無規(guī)則排列的螺層狀晶體結(jié)構(gòu)，使各微晶結(jié)構(gòu)之間形成了形狀不同、大小不等的空隙，才使其擁有了豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的吸附功能。簡而言之，活性炭是一類具有巨大的表面積（通常＞800m2/g）、豐富的孔隙結(jié)構(gòu)（一般孔容積＞）、同時含有多種表面化學(xué)官能團的，呈疏水性的非純型，具復(fù)雜結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)吸附劑。圖11為活性炭微孔結(jié)構(gòu)SEM圖。 A微孔活性炭（1000） B微孔活性炭（5000）圖11活性炭的微孔結(jié)構(gòu)活性炭主要是利用木炭、各種果殼和優(yōu)質(zhì)煤等作為原料，通過物理和化學(xué)方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘干和篩選等一系列工序加工制造而成。優(yōu)點是孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，比表面積大，吸附性能強，化學(xué)性能穩(wěn)定，易再生?；钚蕴渴潜姸喙I(yè)吸附劑中的一種，是一種多功能性吸附劑。由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔徑。由椰殼制的活性炭具有最小的孔隙半徑。木質(zhì)活性炭一般具有最大的孔隙半徑，它們用于吸附較大的分子，并且?guī)缀鯇Ｓ糜谝合嘀?。在水處理領(lǐng)域中使用粒狀活性炭即是用木材制成的，稱為木炭。煤質(zhì)活性炭的孔隙大小介于兩者之間[2]。 在煤質(zhì)活性炭中，褐煤活性炭比無煙煤活性炭具有較多的過渡孔隙及較大的平均孔徑，因此能有效地除去水中大分子有機物?；钚蕴坑懈咝Э諝鈨艋δ?，可以營造舒適清凈環(huán)境，更呵護人體健康，是看不到的空氣過濾網(wǎng)，也是以其物理吸附和化學(xué)分解相結(jié)合的功能，分解空氣中的甲醛、氨、苯、香煙、油煙等有害氣體及各種異味，尤其是致癌的芳香類物質(zhì)?；钚蕴季哂?極強的吸附能力，是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體，很容易與空氣中的有害氣體充分接觸?；钚蕴祭闷渥陨砜紫段綄⒂泻怏w分子吸入孔內(nèi)，吹出清爽干凈的空氣。所以家庭的合作伙伴離不開活性炭?；钚蕴繌V泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個方面，如石化行業(yè)的無堿脫臭（精制脫硫醇）、乙烯脫鹽水（精制填料）、催化劑載體（鈀、鉑、銠等）、水凈化及污水處理；電力行業(yè)的電廠水質(zhì)處理及保護；化工行業(yè)的化工催化劑及載體、氣體凈化、溶劑回收及油脂等的脫色、精制；食品行業(yè)的飲料、酒類、味精母液及食品的精制、脫色；黃金行業(yè)的黃金提取、尾液回收；環(huán)保行業(yè)的污水處理、廢氣及有害氣體的治理、氣體凈化；以及相關(guān)行業(yè)的香煙濾嘴、木地板防潮、吸味、汽車汽油蒸發(fā)污染控制，各種浸漬劑液的制備等?；钚蕴吭谖磥韺袠O好的發(fā)展前景和廣闊的銷售市場[1]?；钚蕴坑卸喾N分類方法，且在各種文獻報道中都有所引用。常見的分類方法及稱謂簡述如下：按外觀形狀進行分類。一般分為五種：（1）粉狀活性炭。一般指粒徑小于150μm（，對應(yīng)的中國標準篩目為100目）的活性炭產(chǎn)品，在我國，（60目）的產(chǎn)品亦劃入粉狀活性炭范疇。（2）顆粒活性炭。粒度分布＞100目（我國的企業(yè)多采用＞60目）的活性炭，根據(jù)外形的不同，顆?；钚蕴坑挚煞譃閳A柱狀炭、破碎狀炭（分壓塊/壓片破碎炭和直接破碎炭兩類）、球形炭和中空微球炭幾種。（3）纖維狀活性炭，又稱為活性炭纖維。以纖維狀含碳物質(zhì)制成，又分為絲狀、布狀及氈狀等幾種。（4）蜂巢狀活性炭，或稱蜂窩活性炭。（5）活性炭成型物，又稱為復(fù)合型活性炭。選擇紙、無紡布、海綿、甚至蜂窩陶瓷等作基材，將活性炭粘附其上制成的各種形狀并具特殊功能的復(fù)合型吸附材料。 按制造原料分類。一般有六種：（1）煤質(zhì)活