非水相酶催化酸和醇合成酯已被广泛用于食品、化妆品及医药等行业,其中溶剂工程的调控是一个重要的手段。离子液体具有良好的热稳定性、溶解范围广、可以忽略的蒸汽压和物性可调控等优良的性质,特别是其较强的极性,可溶解高极性底物,使其更有望成为酶催化反应溶剂工程的调控工具。本文以辛酸和戊醇的酯化反应为研究对象,选择脂肪酶RM IM和Novozym 435为催化剂,研究了离子液体及微波辐射下离子液体对该反应的影响,具体研究内容和结果如下:1.用脂肪酶RM IM在不同溶剂系统中催化合成辛酸戊酯,考察了[BMIM][PF6]对该反应初速度及反应进程的影响。在含1%(占辛酸质量)[BMIM][PF6]的有机溶剂体系中,反应初速度随溶剂log P(2.0~5.1)的变化趋势与有机溶剂中的变化趋势一致。[BMIM][PF6](占辛酸质量1%)的加入即可改变该酯化反应溶剂体系的溶剂行为,但其对该反应的影响与反应溶剂无关,只与离子液体的加入有关。荧光光谱分析表明,酶活性的表现与酶分子的构象变化有一定的相关性。当[BMIM][PF6]加入量为辛酸质量1%～3%时,以壬烷为溶剂的反应初速度随[BMIM][PF6]加入量的增加而降低。进一步研究表明在[BMIM][PF6]加入量为辛酸质量1%～5%范围内,[BMIM][PF6]对脂肪酶RM IM的抑制作用是不可逆抑制。2.考察了[BMIM][PF6]对脂肪酶RM IM最适反应温度和操作稳定性的影响。结果显示,在40 oC~70 oC范围内,当[BMIM][PF6]加入量为辛酸质量2%时,以壬烷为溶剂酶催化反应的最适温度为60 oC,此温度高于不加离子液体的最适反应温度(50 oC)。同时,离子液体(占辛酸质量1%)的存在可以提高固定化脂肪酶RM IM的操作稳定性。3.考察了离子液体加入量为辛酸质量1%时离子液体的结构对酶RM IM催化合成辛酸戊酯的影响。当阳离子均为[BMIM]+时,酶促酯化反应在阴离子为PF6–的离子液体-壬烷中辛酸转化率明显高于其阴离子为BF4–、Cl–中的;而阴离子均为PF6–时,辛酸转化率随离子液体咪唑环上烷基链的增长而降低。在含不同结构离子液体的壬烷中,微波辐射都表现出提高酶催化反应初速度的特点,且这种效应随着离子液体阴、阳离子的不同而有所变化。4.研究了微波辐射下[BMIM][PF6]对脂肪酶Novozym 435催化合成辛酸戊酯的影响,考察了具有不同log P的有机溶剂以及[BMIM][PF6]的加入对该反应的影响。结果表明,微波辐射下反应初速度随溶剂log P(2.0~5.1)的变化趋势与常规加热下的变化趋势基本一致;在极性大的芳烃溶剂中微波能更明显地提高酶的活性。[BMIM][PF6] (占辛酸质量1%)的加入不会改变该反应的最适加水量(占辛酸质量2%)。微波辐射下,以壬烷为溶剂,当[BMIM][PF6]为辛酸质量1%～3%时,反应初速度与其加入量负相关,而当其加入量为辛酸质量3%～8%(占辛酸质量)时,反应初速度与其加入量正相关。采用ChemPower微波合成仪进行在壬烷或含[BMIM][PF6](占辛酸质量1%)壬烷中的酯化反应,微波辐射均提高了辛酸转化率。