聚己內(nèi)酯作為新型的材料,由于其具有很多其他材料無法與之媲美的性能,受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。聚己內(nèi)酯的合成成為近幾年研究人員的研究熱點(diǎn),報道的合成方法很多,但是化學(xué)法合成具有金屬毒性,并且會造成環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi),然而酶催化的方法與之相比條件要溫和很多,并且催化劑可以回收多次利用,可操作性強(qiáng)。本文主要從生物催化的角度出發(fā),探究了多種因素對該體系的影響,最終確定最佳的試驗(yàn)方案。本論文從催化脂肪酶的種類、脂肪酶的用量、反應(yīng)體系中溶劑的種類、氧化劑的形式、環(huán)己酮和過氧化氫的比例關(guān)系、實(shí)驗(yàn)體系的溫度、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時間這些方面對反應(yīng)體系進(jìn)行了探究,主要檢測反應(yīng)過程中環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化率、聚己內(nèi)酯的收率、聚己內(nèi)酯的分子量隨著因素變化的規(guī)律,最終通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化確定在50.1 mg的Novozym435催化下,以甲苯為反應(yīng)體系的溶劑,無水尿素過氧化氫為氧化劑,環(huán)己酮和過氧化氫比例為1:2,反應(yīng)溫度為49.6℃,反應(yīng)20.1 h時,反應(yīng)結(jié)果達(dá)到最佳——聚己內(nèi)酯的分子量(Mn)為2912,環(huán)己酮轉(zhuǎn)化率為86.5%,聚己內(nèi)酯收率為66.1%。
【學(xué)位單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ317
【部分圖文】：

圖 2-1 環(huán)己酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2-1 standard curve of cyclohexanone由圖 2-1 可得環(huán)己酮濃度與液相峰面積的關(guān)系：Ch=1 10-8V,同時 R2=0要求。這個方程將用于計算反應(yīng)液中環(huán)己酮濃度，進(jìn)而計算環(huán)己酮的1.2 己內(nèi)酯標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制實(shí)驗(yàn)步驟：如 2.1.3.3 所述，配制成濃度分別為 0.05mol/l、0.1mo5mol/l、0.2mol/l、0.25mol/l 的環(huán)己酮標(biāo)準(zhǔn)品，在紫外吸收波長 210nm效液相進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表 2-4 所示。表 2-4 己內(nèi)酯標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測結(jié)果Table.2-4Detection results of caprolactone standard sample樣品編號 樣品濃度（mmol/l） 對應(yīng)的峰面積 V1 0.005 17602402 0.01 3620000

圖 2-2 己內(nèi)酯的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2-2 standard curve of caprolactone圖 2-2 可得己內(nèi)酯濃度和液相峰面積關(guān)系：c=3 10-9V+4 999，所得關(guān)系符合要求。這個方程將用于樣品中己內(nèi)酯濃度的計聚己內(nèi)酯的收率。酶催化劑種類的篩選據(jù)文獻(xiàn)的查閱，本實(shí)驗(yàn)研究了固定化的脂肪酶 A 和 Novozym 435 聚合反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)操作如 2.1.3.2 所述，反應(yīng)體系置于恒溫氣溫度 50℃，轉(zhuǎn)速為 140 rpm/min，反應(yīng) 20 h，酶量 50 mg，溶劑為：過氧化氫=1:2。底物的轉(zhuǎn)化率、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、以及分子量如表 2-譜檢測結(jié)果如圖 2-3、2-4、2-5。

圖 2-2 己內(nèi)酯的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2-2 standard curve of caprolactone由圖 2-2 可得己內(nèi)酯濃度和液相峰面積關(guān)系：c=3 10-9V+4 10-5, 且R2=0.999，所得關(guān)系符合要求。這個方程將用于樣品中己內(nèi)酯濃度的計算，從而得出聚己內(nèi)酯的收率。2.3.2 酶催化劑種類的篩選根據(jù)文獻(xiàn)的查閱，本實(shí)驗(yàn)研究了固定化的脂肪酶 A 和 Novozym 435 作為催化劑對聚合反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)操作如 2.1.3.2 所述，反應(yīng)體系置于恒溫氣浴振蕩器中，溫度 50℃，轉(zhuǎn)速為 140 rpm/min，反應(yīng) 20 h，酶量 50 mg，溶劑為甲苯，環(huán)己酮：過氧化氫=1:2。底物的轉(zhuǎn)化率、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、以及分子量如表 2-5 所示。通過質(zhì)譜檢測結(jié)果如圖 2-3、2-4、2-5。

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