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己二酸酯属于芳香族二元羧酸酯,是一类附加值较高的重要有机精细化工产品,在多个领域有着广泛的应用,其合成一直受到国内外学者的重视。采用化学催化剂和通过传统加热的方法合成己二酸酯,应用广泛而且反应效率高。但是可能存在反应温度较高,催化剂制备工艺复杂,成本较高,并容易溶解或分散于物料中,得到的产品后处理工序繁琐,反应能耗高、对反应装置损耗大、三废排放量大等问题。与传统的化学催化法相比,脂肪酶法合成具有催化效率高、催化专一性强、作用条件温和等显著特点。商品化脂肪酶反应效率高,易于回收利用,但价格昂贵。利用酵母表面展示技术,外源脂肪酶可借助锚定于细胞壁的载体蛋白固定在酵母细胞表面,类似于酶的固定化。毕赤酵母能够高效地表达外源蛋白,其高密度发酵工艺成熟,易得到大量展示有CALB的酵母细胞,经过冷冻干燥或喷雾干燥即可作为生物催化剂应用到有机合成中。本研究首先对毕赤酵母展示的CALB脂肪酶催化合成己二酸酯的可行性进行了探索,随后对该酶合成附加值较高的己二酸二异辛酯(Diisooctyl adipate,DIOA)的反应条件进行了系统地研究。结果表明:10mL反应体系中,以正庚烷为溶剂,己二酸浓度为0.2mol/L,底物醇酸摩尔比为3.5:1,初始水活度为0.33,添加0.4g毕赤酵母展示的CALB脂肪酶及0.8g分子筛,55℃下反应48h后,DIOA的产率可达85.0%。在单因素优化的基础上,确定选择溶剂log P值、底物醇酸摩尔比、底物浓度和酶的添加量作为考察因素等为显著影响因素。采用四因素五水平的中心组合设计,研究这4个因素及其交互作用对DIOA产率的影响。采用Design-Expert软件分析得出合成DIOA的最佳条件为溶剂log P值4.40,底物浓度为0.20mol/L,酸醇摩尔为3.95以及酶用量0.45g。在此最优条件下进行反应,反应48h后DIOA的产率为89.8%,非常接近理论预测产率89.2%,高于单因素条件优化后最后条件下的DIOA产率(85.0%)。在响应面优化的基础上,采用500mL搅拌反应装置对DIOA的规模合成进行了初步探索,当反应体积为200mL,毕赤酵母展示的CALB脂肪酶添加量为9g,底物浓度为0.20mol/L,底物醇酸摩尔比为3.95,搅拌转速为250r/min,添加30g3分子筛,反应进行48h后DIOA的产率可达98.6%,优于摇床反应水平。表明在200mL的反应体系中,毕赤酵母展示的CALB脂肪酶可高效催化合成DIOA。试验初步尝试了DIOA粗产品的精制和分离,通过减压蒸馏可分离得到较纯的DIOA产品,纯度可达98.4%。本研究为毕赤酵母展示的CALB脂肪酶生产己二酸酯提供了思路。