【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于乳液微反應器的應用領域，涉及一種常溫下利用反相雙面乳液進行酯水解反應的方法。
技術介紹
1、酶作為一種綠色高效的催化劑，具有反應條件溫和、催化效率高等優點。酶催化反應是一直以來研究的熱點之一，酶水解反應是酶催化反應的重要組成部分，已經在藥物的合成等方面得到了廣泛的應用(simic,s.；zukic,e.；schmermund,l.；et?al,shorteningsynthetic?routes?to?small?molecule?active?pharmaceutical?ingredientsemploying?biocatalytic?methods,chemical?reviews,2022,122,1,1052-1126)。
2、現有的多數體外酶催化反應為非均相反應，相界面面積和傳質阻力兩個因素限制了反應的快速、高效進行。傳統的酶催化體系中，油相與水相難以互溶，并且無法將產物進行有效分離，限制了反應速率，降低了反應的轉化率。目前，常用的方法有超聲處理酶、攪拌混合與加入有機溶劑混合反應物等，這些方法存在影響酶的結構、降低酶的使用壽命、反應條件要求高等缺點。例如，基于相轉移催化的α-手性酯不對稱堿水解，其水解產物產率雖可達99％，但溫度需要控制在0℃(yamamoto,e.；wakafuji,k.；furutachi,y.；et?al,dynamickinetic?resolution?ofn-protected?amino?acid?esters?via?phase-transfercataly
3、乳液體系可以將酶催化反應的產物分隔在不同的液相微區中，有利于提高酶催化反應的轉化率。例如專利cn115634633.a公開了一種強化酶催化的皮克林乳液微反應器，采用聚合物納米顆粒對酶進行固定化，但該乳液液滴為均一內相，液滴內不存在兩個獨立微區，因此無法通過協調內水相結構和性質調控反應進程。
4、組成反相雙面乳液內相的雙水相體系(atps)是一種溫和、高生物相容性和環保的體系，可以增溶多種水溶性生物分子，并將其限域在不同的微區，允許酶催化的正常進行。例如，將脂肪酶溶解在內水相中，脂肪酶的加入未影響反相各向異性乳液的構筑(金海梅.反相各向異性乳液的構筑及乳液微反應器中酶催化水解反應研究[d].揚州大學,2021.)。不過，此微反應器中，水解產物使得乳液破乳，導致酯水解反應被迫中止，反應轉化率較低，反應速率難以有效控制；此外，該文獻中采用的碳酸鈉為弱酸鹽，水溶液的堿性使得內水相中酶的活性降低，酶水解轉化率較低。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種常溫下利用反相雙面乳液促進酶催化酯水解反應的方法。該方法以反相雙面乳液為微反應器，通過改變內水相的初始組成聚乙二醇4000和硫酸鈉的比例，有效調控反相雙面乳液的穩定性以及液滴的拓撲結構，從而調節不同水相與油相的接觸面積，實現了在室溫且無攪拌條件下酶催化酯水解反應可控、快速高效進行。
2、實現本專利技術目的的技術方案如下：
3、常溫下利用反相雙面乳液促進酶催化酯水解反應的方法，包括以下步驟：
4、(1)水解酶溶于水中，得到酶的水溶液，所述的水解酶為淀粉酶、蛋白酶或脂肪酶；
5、(2)聚乙二醇4000(peg4000)、硫酸鈉(na2so4)與tween?80加入酶的水溶液中，振蕩混勻，得到水相，其中peg4000的質量分數為5wt％～20wt％，硫酸鈉的質量分數為5wt％～15wt％；
6、(3)span?80、酯類化合物和液體石蠟混合均勻，得到油相，所述的酯類化合物為葵花籽油、橄欖油、芝麻油、魚油、精制豬油或精制牛油；
7、(4)油相和水相混合乳化，制得(peg4000(aq)+na2so4(aq))/o反相雙面乳液微反應器；
8、(5)(peg4000(aq)+na2so4(aq))/o反相雙面乳液微反應器置于30～40℃恒溫下靜置反應。
9、優選地，步驟(2)中，水相中，tween?80的質量分數為0.1wt％～1wt％，水解酶的質量分數為0.2wt％～10wt％。更優選地，水相中，tween?80的質量分數為0.4wt％，水解酶的質量分數為1wt％。
10、優選地，步驟(3)中，油相中，span?80的質量分數為1wt％～5wt％，液體石蠟的質量分數為70wt％～74wt％。更優選地，油相中，span?80的質量分數為3wt％，液體石蠟的質量分數為72wt％。
11、優選地，步驟(4)中，油相與水相的質量比為4：1。
12、優選地，步驟(4)中，乳化方式為搖床振蕩、高速剪切、磁力攪拌或渦旋振蕩，更優選為搖床振蕩或高速剪切，轉動速度為1000～2000rpm。
13、優選地，步驟(5)中，溫度為37℃，靜置反應時間為12～24h。
14、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
15、(1)本專利技術通過將互不相溶的油相與水相在微納米尺度充分混合，形成了豐富的反應界面，縮短了傳質距離，增大了反應物與酶的接觸幾率。此外，液滴中存在多種不同的相界面，為非均相反應的發生提供了豐富的反應場所。
16、(2)本專利技術構筑了兩種互不相溶的水相為內相的反相雙面乳液微反應器，可以將酶富集于特定水相中，增大了酶水解反應在界面上的酶濃度，進一步增加酯水解反應的速率；同時產物自動分隔在不同的液相中，促進酶水解反應正向進行，提高反應轉化率，能夠將產物進行有效分離。
17、(3)本專利技術以液體石蠟作為外相，將酯類化合物作為反應物溶解于石蠟中，進而發生酶催化水解反應，不僅顯著提高了乳液的動力學穩定性，使得酯水解反應達到平衡時，乳液仍然穩定存在。同時以電中性的硫酸鈉構筑內水相，從而實現在靜置、室溫的溫和條件下，24h時酯的轉化率高達86％，實現了室溫下酯水解反應快速高效進行。
18、(4)本專利技術通過改變內水相的初始組成，有效調控反相雙面乳液的穩定性以及液滴的拓撲結構，改變不同水相與油相的接觸面積，為反應速率的調控提供可能。例如調控peg4000濃度由5wt％上升至20wt％，na2so4濃度由5wt％上升至30wt％，最終實現24h內酯水解反應轉化率在14％至86％范圍內的可控調節。
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1.常溫下利用反相雙面乳液促進酶催化酯水解反應的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，水相中，Tween?80的質量分數為0.1?wt%~1?wt%，水解酶的質量分數為0.2?wt%~10?wt%。
3.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，水相中，Tween?80的質量分數為0.4?wt%，水解酶的質量分數為1?wt%。
4.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，油相中，Span?80的質量分數為1?wt%~5?wt%，液體石蠟的質量分數為70?wt%~74?wt%。
5.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，油相中，Span?80的質量分數為3?wt%，液體石蠟的質量分數為72?wt%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，油相與水相的質量比為4：1。
7.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，乳化方式為搖床振蕩、高速剪切、磁力攪拌或渦旋振蕩，轉動速度為1000?~20
8.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（5）中，溫度為37℃，靜置反應時間為12~24?h。
...【技術特征摘要】
1.常溫下利用反相雙面乳液促進酶催化酯水解反應的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，水相中，tween?80的質量分數為0.1?wt%~1?wt%，水解酶的質量分數為0.2?wt%~10?wt%。
3.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）中，水相中，tween?80的質量分數為0.4?wt%，水解酶的質量分數為1?wt%。
4.?根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）中，油相中，span?80的質量分數為1?wt%~5?wt%，液體石蠟的質量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁梓玉，聶光舉，魏朵，葛玲玲，陳高見，郭榮，
申請(專利權)人：揚州大學，
類型：發明
國別省市：
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