Chapter 6 Enzymatic catalysis in Non aqueous svstem 酶的非水相催化 制作:郑穗平
Chapter 6 Enzymatic catalysis in Nonaqueous system 酶的非水相催化 制作：郑穗平
Contents of chapter 6 o1、酶催化反应的介质 o〉2、有机介质反应体系 G03、酶在有机介质中的催化特性 Go4、有机介质中酶催化反应的条件及其控制 5、酶非水相催化的应用
Contents of chapter 6 1、酶催化反应的介质 2、有机介质反应体系 3、酶在有机介质中的催化特性 4、有机介质中酶催化反应的条件及其控制 Go Go Go Go Go 5、酶非水相催化的应用
6.1酶催化反应的介质 水是酶促反应最常用的反应介质。 但对于大多数有机化合物来说,水并不是一种适宜的溶剂。因为 许多有机化合物(底物)在水介质中难溶或不溶 由于水的存在,往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反 应的发生。 是否存在非水介质能保证酶催化?? 1984年,克利巴诺夫( Klibanov)等人在有机介质中进行了酶催化反 应的研究,他们成功地在利用酶有机介质中的催化作用,获得酯类、肽 类、手性醇等多种有机化合物,明确指出酶可以在水与有机溶剂的互溶 体系中进行催化反应
6.1 酶催化反应的介质 水是酶促反应最常用的反应介质。 但对于大多数有机化合物来说，水并不是一种适宜的溶剂。因为 许多有机化合物(底物)在水介质中难溶或不溶。 由于水的存在，往往有利于如水解、消旋化、聚合和分解等副反 应的发生。 是否存在非水介质能保证酶催化？？ 1984年，克利巴诺夫（Klibanov）等人在有机介质中进行了酶催化反 应的研究，他们成功地在利用酶有机介质中的催化作用，获得酯类、肽 类、手性醇等多种有机化合物，明确指出酶可以在水与有机溶剂的互溶 体系中进行催化反应
酶非水相催化的几种类型 有机介质中的酶催化 有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催 化用底产物者之为疏水性物质的鲜维化一 的空间构象,所以能够发挥其催化功能。 气相介质中的酶催化 酶在气相介质中进行的催化反应。适用于底物是气体或者能够转化 为 气体的物质的酶催化反应。由于气体介质的密度低,扩散容易,因此 酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。 超临界介质中的酶催化 酶在超临界流体中进行的催化反应。超临界流体是指温度和压力超 过某物质超临界点的流体。 离子液介质中的酶催化 酶在离子液中进行的催化作用。离子液( ionic liquids)是由有机 阳离子与有机(无机)阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类, 挥发性低、稳定性好。酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区 域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点 本章 目录
酶非水相催化的几种类型 有机介质中的酶催化 有机介质中的酶催化是指酶在含有一定量水的有机溶剂中进行的催 化反应。适用于底物、产物两者或其中之一为疏水性物质的酶催化 作用。酶在有机介质中由于能够基本保持其完整的结构和活性中心 的空间构象，所以能够发挥其催化功能。 气相介质中的酶催化 酶在气相介质中进行的催化反应。适用于底物是气体或者能够转化 为气体的物质的酶催化反应。 由于气体介质的密度低，扩散容易，因此 酶在气相中的催化作用与在水溶液中的催化作用有明显的不同特点。 超临界介质中的酶催化 酶在超临界流体中进行的催化反应。超临界流体是指温度和压力超 过某物质超临界点的流体。 离子液介质中的酶催化 酶在离子液中进行的催化作用。离子液（ionic liquids）是由有机 阳离子与有机（无机）阴离子构成的在室温条件下呈液态的低熔点盐类， 挥发性低、稳定性好。酶在离子液中的催化作用具有良好的稳定性和区 域选择性、立体选择性、键选择性等显著特点。 本章 目录
6.2有机介质反应体系 口非极性有机溶剂酶悬浮体系(微水介质体系) 用非极性有机溶剂取代所有的大量水,使固体酶悬浮在有机相中。但 仍然含有必需的结合水以保持酶的催化活性(含水量一般小于2%)。 酶的状态可以是结晶态、冻干状态、沉淀状态,或者吸附在固体载体 表面上。 口与水互溶的有机溶剂水单相体系 有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系。酶、底物和产物都能溶解在 这种体系中。 日非极性有机溶剂水两相/多相体系 由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂(高脂溶性)相所组成的 两相体系。 不管采用何种有机介质反应体系,酶催化反应的介质中都含有机溶剂 和一定量的水。它们都对催化反应有显著的影响
6.2 有机介质反应体系 非极性有机溶剂⎯酶悬浮体系(微水介质体系) 用非极性有机溶剂取代所有的大量水，使固体酶悬浮在有机相中。但 仍然含有必需的结合水以保持酶的催化活性(含水量一般小于2%)。 酶的状态可以是结晶态、冻干状态、沉淀状态，或者吸附在固体载体 表面上。 与水互溶的有机溶剂⎯水单相体系 有机溶剂与水形成均匀的单相溶液体系。酶、底物和产物都能溶解在 这种体系中。 非极性有机溶剂⎯水两相/多相体系 由含有溶解酶的水相和一个非极性的有机溶剂(高脂溶性)相所组成的 两相体系。 不管采用何种有机介质反应体系，酶催化反应的介质中都含有机溶剂 和一定量的水。它们都对催化反应有显著的影响