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文檔簡(jiǎn)介
1、生物酶催化劑是一類無(wú)毒、清潔、高效的催化劑,使用生物酶作催化劑,可減少有毒有害物的排放,有利于環(huán)境保護(hù),完全符合綠色化學(xué)的要求。
氯過(guò)氧化物酶(Chloroperoxidase,CPO)由于其結(jié)構(gòu)上的特殊性,對(duì)烯烴的鹵化、環(huán)氧化、羥基化和有機(jī)硫化合物的磺化氧化具有的手性催化活性等引起了廣泛的關(guān)注。但是作為氧供體的H2O2很容易導(dǎo)致酶失活、降低酶的催化效率。所以發(fā)展了很多更加溫和而高效利用CPO的方法,但大都存在CPO無(wú)法反
2、復(fù)利用、反應(yīng)裝置復(fù)雜、過(guò)程繁瑣等問(wèn)題。
本文借鑒生物傳感器制作方法將CPO固定在電極表面,利用電化學(xué)催化產(chǎn)生的H2O2推動(dòng)CPO催化有機(jī)反應(yīng)。并通過(guò)改進(jìn)CPO修飾電極的制作方法進(jìn)一步增加修飾電極的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)酶的使用壽命,提高轉(zhuǎn)化率。
首先,將氯過(guò)氧化物酶(Chloroperoxidase,CPO)與雙十二烷基溴化銨(DDAB)形成的類生物膜一起修飾到玻碳電極表面,再滴涂殼聚糖制得Chi/CPO-DDAB/N
3、afion/GC修飾電極。原子力顯微鏡和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察的結(jié)果顯示,修飾電極的表面呈現(xiàn)許多不規(guī)則的液滴(500~1000nm),修飾膜的平均厚度為30nm。
循環(huán)伏安測(cè)量結(jié)果表明,CPO與電極之間發(fā)生了受表面吸附控制的準(zhǔn)可逆的直接電子傳遞,電子傳遞速率ks為2.27±0.08s-1,經(jīng)估算,修飾電極上約有52%的CPO發(fā)生了直接的電子傳遞。該CPO修飾電極可有效地催化O2還原為H2O2。為在催化有機(jī)合成反應(yīng)中的應(yīng)用奠定了
4、良好的基礎(chǔ)。
以Chi/CPO-DDAB-Nafion/GC修飾電極作工作電極,-0.6V進(jìn)行恒電位電解,紅外光譜和核磁氫譜對(duì)產(chǎn)物的表征結(jié)果確定生成了肉桂醛,表明利用原位產(chǎn)生的過(guò)氧化氫,修飾電極上固定的CPO可以催化肉桂醇氧化為肉桂醛。進(jìn)一步的試驗(yàn)證明,產(chǎn)物肉桂醛的生成量隨電解時(shí)間的增加呈線性增加,肉桂醛的轉(zhuǎn)化速率為3.3μmol·h-1。該修飾電極具有穩(wěn)定的催化活性,總轉(zhuǎn)化數(shù)達(dá)到80500mol/molCPO。
5、 基于Chi/CPO-DDAB-Nafion/GC修飾電極的體系還可以催化萬(wàn)古霉素的氯化。但催化產(chǎn)物隨恒電位電解時(shí)間的變化而改變。反應(yīng)剛開(kāi)始的1小時(shí)以內(nèi),主要產(chǎn)物為一氯萬(wàn)古霉素,4小時(shí)以內(nèi)以二氯萬(wàn)古霉素產(chǎn)物為主,進(jìn)一步延長(zhǎng)電解時(shí)間,萬(wàn)古霉素的轉(zhuǎn)化量不再變化。經(jīng)過(guò)固相萃取柱純化的萬(wàn)古霉素氯化產(chǎn)物經(jīng)核磁氫譜鑒別確定在7號(hào)環(huán)上發(fā)生氯化反應(yīng)。
研究發(fā)現(xiàn),殼聚糖封涂的電極可以增加修飾電極的穩(wěn)定性,也可以促進(jìn)萬(wàn)古霉素二氯產(chǎn)物的生成
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