全 文 ：第 １３卷第 ２期
２０１５年 ３月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １３ Ｎｏ􀆰 ２
Ｍａｒ􀆰 ２０１５
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１５􀆰 ０２􀆰 ００１
收稿日期：２０１４－０３－１３
基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）（２０１１ＡＡ０２Ａ２０９）；国家重点基础研究发展计划（９７３计划）（２０１１ＣＢ７１０８０２）；国家自然科学基
金（２１１７６１０３）；江苏省高校优势学科建设工程
作者简介：宋　 洁（１９８８—），女，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向：手性生物催化；王　 栋（联系人），副教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｗａｎｇ＠ ｊｉａｎｇｎａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ
疏水离子液体中生物不对称还原制备手性醇
宋　 洁，穆晓清，王　 栋，徐　 岩
（江南大学 生物工程学院 教育部工业生物技术重点实验室，江苏 无锡 ２１４１２２）
摘　 要：针对近平滑假丝酵母全细胞不对称还原 ２ 羟基苯乙酮制备光学纯（Ｒ） 苯基乙二醇反应中底物的质量浓
度、产量及质量平衡低的问题，运用多相萃取生物转化的原理，比较不同非水介质对不对称还原反应效率的影响，
构建具有良好生物相容性和高质量平衡的水 ／疏水离子液体 １ 丁基 ３ 乙基咪唑六氟磷酸盐（［ＢＥＩＭ］ＰＦ６）双相
反应体系。 考察该体系下辅助底物种类、辅助底物用量、底物质量浓度、催化剂用量、离子液体比例、ｐＨ 和反应温
度对生物催化反应的影响，通过正交试验设计和响应面法优化不对称还原 ２ 羟基苯乙酮的反应条件，在最优反应
条件下，产物质量浓度、产率和质量平衡得率分别达到 １５􀆰 ３５ ｇ ／ Ｌ、７６􀆰 ８％和 ８４􀆰 ３％，产物的对映消旋值（ ｅ．ｅ．值）大
于 ９９􀆰 ９％。
关键词：不对称还原；全细胞；（Ｒ） 苯基乙二醇；离子液体；质量平衡
中图分类号：Ｏ６４３􀆰 ３；ＴＱ２４４􀆰 ２　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１５）０２－０００１－０８
Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｒａｌ ａｌｃｏｈｏｌｓ
ｉｎｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ
ＳＯＮＧ Ｊｉｅ，ＭＵ Ｘｉａｏｑｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｄｏｎｇ，ＸＵ Ｙａｎ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｏｌｅ ｃｅｌｌｓ ｏｆ Ｃａｎｄｉｄａ ｐａｒａｐｓｉｌｏｓｉｓ ｃａｔａｌｙｚｅ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２⁃ｈｙｄｒｏｘｙａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ
ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｐｕｒｅ （Ｒ）⁃１⁃ｐｈｅｎｙｌ⁃１，２⁃ｅｔｈａｎｅｄｉｏｌ． Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｒｅａｃｔｉｏｎ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｏｎ⁃ａｑｕｅｏｕｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ａｑｕｅｏｕｓ ／ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ
（ ＩＬｓ） １⁃ｂｕｔｙｌ⁃３⁃ｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ （ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６ ） ｂｉｐｈａｓｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｓｈｏｗｎ ｂｅｔｔｅｒ
ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｍａｓｓ ｂａｌａｎｃｅ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏ⁃ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ， ｃｏ⁃ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｍａｓｓ，
ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， ｃａｔａｌｙｓｔ ｍａｓｓ， ＩＬｓ ｒａｔｉｏ， ｐＨ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｃａｔａｌｙｓｉｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２⁃ｈｙｄｒｏｘｙａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ
ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｍａｓｓ ｂａｌａｎｃｅ ｒｅａｃｈｅｄ １５􀆰 ３５ ｇ ／ Ｌ，７６􀆰 ８％，
８４􀆰 ３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ􀆰 Ｔｈｅ ｅｎａｎｔｉｏｍｅｒｉｃ ｅｘｃｅｓｓ（ｅ．ｅ．） ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔ ｗａｓ ａｂｏｖｅ ９９􀆰 ９％．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｗｈｏｌｅ ｃｅｌｌｓ；（Ｒ）⁃１⁃ｐｈｅｎｙｌ⁃１，２⁃ｅｔｈａｎｅｄｉｏｌ；ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ；ｍａｓｓ ｂａｌａｎｃｅ
　 　 （Ｒ） 苯基乙二醇（（Ｒ） ＰＥＤ）作为一种重要的
手性砌块，是制备多种生物活性化合物的重要中间
体［１－２］，同时也是液晶中不可缺少的手性添加剂。
利用传统化学方法合成手性醇，存在合成步骤复
杂、反应条件苛刻、反应选择性低、产物分离困难和
环境污染等缺点［３－４］。 而生物合成手性醇方法则有
反应条件温和［５］、反应立体选择性高、区域选择性
高和化学选择性高［６－７］、环境友好等优点，符合原子
经济、绿色化学的发展方向。
手性生物合成法催化剂主要以游离酶或全细
胞参与反应。 全细胞催化剂具有使用便捷、易于回
收、能够重复利用等优点，其作为氧化还原反应催
化剂时，可以通过添加廉价的辅助底物，利用细胞
内辅酶体系为还原反应提供还原型辅酶，同时酶存
在于天然的细胞环境中不易失活、稳定性好。
但生物合成法存在底物难溶、产物浓度低等缺
点，运用多相萃取技术向反应体系中加入非水介
质，能够增加底物溶解度、降低底物对催化剂的毒
害作用，实现产物浓度的提高。 离子液体（ＩＬｓ）作为
一种环境友好型的绿色反应介质，对多数疏水性化
合物溶解性良好［８］，具有稳定性好、不易挥发、生物
相容性好等优点［９－１０］，可以有效提高反应速率和产
物的光学纯度［１１－１２］。
本研究中，笔者使用所在实验室保藏的 １ 株近
平滑假丝酵母 Ｃａｎｄｉｄａ ｐａｒａｐｓｉｌｏｓｉｓ ＪＮＹＸ 全细胞作
为生物催化剂，以不对称还原 ２ 羟基苯乙酮（２
ＨＡＰ）制备（Ｒ） ＰＥＤ为模式反应，经比较不对称还
原反应在不同体系下的催化效果选择绿色溶剂离
子液体（ＩＬｓ）作为反应介质，并筛选到疏水性离子液
体１ 丁基 ３ 乙基咪唑六氟磷酸盐（［ＢＥＩＭ］ＰＦ６）
构建水 ／ ［ ＢＥＩＭ］ ＰＦ６双相反应体系，以考察该体系
下反应条件并进行优化，以提高反应的底物浓度、
产率和反应质量平衡以及催化剂在双相反应体系
中的稳定性，为生物合成手性醇提供基础数据。
１　 材料与方法
１􀆰 １　 材料
１􀆰 １􀆰 １　 菌种
近平滑假丝酵母 Ｃａｎｄｉｄａ ｐａｒａｐｓｉｌｏｓｉｓ ＪＮＹＸ 为
笔者所在实验室保藏菌种。
１􀆰 １􀆰 ２　 培养基
酵母培养基：葡萄糖 ４０ ｇ ／ Ｌ，酵母浸膏 ５ ｇ ／ Ｌ，无
机盐溶液 １０％（体积分数）。 ｐＨ ７􀆰 ０。
无机盐溶液（ ｇ ／ Ｌ）：（ＮＨ４） ２ ＨＰＯ４ １３，ＫＨ２ ＰＯ４
７，ＭｇＳＯ４·Ｈ２Ｏ ０􀆰 ８，ＮａＣｌ ０􀆰 １。
１􀆰 １􀆰 ３　 主要试剂及仪器
２ 羟基苯乙酮（２ ＨＡＰ），日本 ＴＣＩ 公司；离子
液体［ＢＥＩＭ］ ＰＦ６，中国科学院兰州物理化学研究
所；其他离子液体由浙江大学吴起老师提供。
高效液相色谱 Ｐ６８０（紫外检测器），美国 Ｄｉｏｎｅｘ
公司；Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＢ Ｈ 色谱柱（４􀆰 ６ ｍｍ×２５０ ｍｍ），
日本 Ｄａｉｃｅｌ公司。
１􀆰 ２　 菌体培养
种子培养　 从斜面接两环菌种，接种到装液量
为 ２０％（体积分数）的 ２５０ ｍＬ 三角瓶中，置于 １５０
ｒ ／ ｍｉｎ的摇床中 ３０ ℃恒温振荡培养 ２４ ｈ。
菌种培养　 以 ２％的接种量将种子液接种至装
液量为 ２０％的 ５００ ｍＬ 三角瓶中，于 ３０ ℃、 １５０
ｒ ／ ｍｉｎ摇床上培养 ４８ ｈ。 发酵结束后，于 ４ ℃、
１２ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ 离心，并用生理盐水洗涤 ２ 次后收集
细胞，４ ℃下保存待用。
１􀆰 ３　 不对称还原反应
２ ｍＬ反应体系，加入 ０􀆰 ５ ｇ 湿菌体、２０ ｇ ／ Ｌ ２
ＨＡＰ、０􀆰 ４ ｇ葡萄糖，３０ ℃、２００ ｒ ／ ｍｉｎ 反应 ２４ ｈ。 反
应结束后，反应液离心（１２ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ），上清液用乙
酸乙酯萃取，乙酸乙酯相用于 ＨＰＬＣ检测。
１􀆰 ４　 水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系反应条件的优化
通过正交试验设计对辅助底物种类、辅助底物
用量、底物质量浓度、催化剂用量、ＩＬｓ比例、ｐＨ和反
应温度 ７ 个因素进行优化，试验设计为 Ｌ１８（３７），３０
℃、２００ ｒ ／ ｍｉｎ反应 ２４ ｈ，ＨＰＬＣ检测反应结果。
对正交试验设计中影响较为显著的因素使用
响应面法进一步优化，使用响应面分析软件 Ｄｅｓｉｇｎ
Ｅｘｐｅｒｔ设计实验方案，ＨＰＬＣ检测反应结果。
１􀆰 ５　 水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系中催化剂稳定性研究
在优化反应条件下进行重复批次实验，反应
２４ ｈ离心收集菌体（４ ℃、１２ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ，１０ ｍｉｎ），用
生理盐水洗涤 ２次，相同条件下进行下一批次反应。
１􀆰 ６　 分析方法
乙酸乙酯萃取样品，采用 ＨＰＬＣ分析，色谱柱为
Ｃｈｉｒａｌｃｅｌ ＯＢ Ｈ柱（４􀆰 ６ ｍｍ×２５ ｍｍ；Ｄａｉｃｅｌ），流动
相为正己烷 ／异丙醇 （体积比 ９ ∶ １ ），流速 ０􀆰 ４
ｍＬ ／ ｍｉｎ，柱温 ３８ ℃，紫外检测器，检测波长 ２１５ ｎｍ。
（Ｓ） ＰＥＤ 和（Ｒ） ＰＥＤ 的出峰时间分别为 １９􀆰 ５
ｍｉｎ和 ２３􀆰 ５ ｍｉｎ，２ ＨＡＰ 出峰时间为 ２７􀆰 ５ ｍｉｎ。
（Ｒ） ＰＥＤ光学纯度计算见式（１）。
２ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
ｅ．ｅ． ＝［（ｃＳ－ｃＲ） ／ （ｃＳ＋ｃＲ）］×１００％ （１）
（Ｒ） ＰＥＤ得率计算见式（２）。
得率＝ ｃＲ ／ ｃ０×１００％ （２）
反应质量平衡收率计算见式（３）。
质量平衡收率＝（ｃＳ＋ｃＲ＋ｃＨ） ／ ｃ０×１００％ （３）
式中：ｃＳ、ｃＲ分别为反应结束后（ Ｓ） ＰＥＤ 和（Ｒ）
ＰＥＤ的浓度，ｃ０为 ２ ＨＡＰ 的浓度，ｃＨ为反应结束后
剩余 ２ ＨＡＰ 浓度。
２　 结果与讨论
２􀆰 １　 反应体系对不对称还原反应效率的影响
近平滑假丝酵母通常不对称还原 ２ ＨＡＰ 生成
（Ｓ） ＰＥＤ，本研究室从保藏的近平滑假丝酵母中筛
选获得 １ 株具有高度立体选择性的 Ｃａｎｄｉｄａ
ｐａｒａｐｓｉｌｏｓｉｓ ＪＮＹＸ，其不对称还原 ２ ＨＡＰ 能够制备
（Ｒ） ＰＥＤ，ｅ． ｅ．值大于 ９９􀆰 ９％。 水相反应体系研究
表明，该方法存在 ２个主要缺陷。 首先，非天然底物
２ ＨＡＰ 溶解度仅为 １１ ｇ ／ Ｌ，限制了反应底物浓度
的提高；其次，在水相反应体系中，催化剂对底 ／产
物存在代谢作用，导致反应质量平衡显著降低。 非
水多相萃取反应体系是解决上述问题的一种简单、
有效的方法［１３－１４］，本研究考察水 ／有机溶剂、水 ／助
溶剂、水 ／树脂（ＮＫＡ Ⅱ）、水 ／离子液体反应体系对
产物浓度和反应质量平衡的影响，结果见表 １。
由表 １ 可知：异丙醇助溶剂体系和水 ／树脂
（ＮＫＡ Ⅱ）双相反应体系中反应产率和质量平衡
收率没有明显变化；水 ／邻苯二甲酸二丁酯双相反
应体系中，产物质量浓度下降 ０􀆰 ９７ ｇ ／ Ｌ，质量平衡
收率提高 ２９􀆰 １％；水 ／ ［ＢＭＩＭ］ＰＦ６双相反应体系产
物质量浓度下降 ２􀆰 ４９ ｇ ／ Ｌ，质量平衡收率增加
４２􀆰 ８％。 由于有机溶剂具有对催化剂有毒、易燃、
易挥发［１５］等缺点，ＩＬｓ 作为一种绿色溶剂，比有机
溶剂稳定并具有良好生物相容性［１６－１７］ ，因此选择
ＩＬｓ（［ＢＭＩＭ］ＰＦ６）作为反应介质进行下一步研究。
表 １　 反应体系对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｔａｂｌｅ １　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２ ＨＡＰ
反应体系 ρ（（Ｒ） ＰＥＤ） ／（ｇ·Ｌ－１）
ρ（剩余 ２ ＨＡＰ） ／
（ｇ·Ｌ－１）
（Ｒ） ＰＥＤ得率 ／
％
质量平衡收率 ／
％
水 ８􀆰 ３３±０􀆰 ０７ ０􀆰 ２８±０􀆰 ０２ ４１􀆰 ７±０􀆰 ４ ４３􀆰 １±０􀆰 ５
Ｖ（水） ／ Ｖ（邻苯二甲酸二丁酯）＝ １ ７􀆰 ３６±０􀆰 １２ ７􀆰 ０８±０􀆰 ０５ ３６􀆰 ８±０􀆰 ６ ７２􀆰 ２±０􀆰 ９
Ｖ（异丙醇） ／ Ｖ（水）＝ ０􀆰 ００５ ８􀆰 ３１±０􀆰 ０７ ０􀆰 ２０±０􀆰 ０４ ４１􀆰 ５±０􀆰 ４ ４２􀆰 ５±０􀆰 ６
ｍ（ＮＫＡ Ⅱ） ／ Ｖ（水）＝ ２４ ｇ ／ Ｌ ８􀆰 １５±０􀆰 ２１ ０ ４０􀆰 ８±１􀆰 １ ４０􀆰 ８±１􀆰 １
Ｖ（水） ／ Ｖ（［ＢＭＩＭ］ＰＦ６）＝ １ ５􀆰 ８４±０􀆰 １８ １１􀆰 ３４±０􀆰 ０５ ２９􀆰 ２±０􀆰 ９ ８５􀆰 ９±１􀆰 ２
２􀆰 ２　 离子液体类型对不对称还原反应效率的影响
ＩＬｓ 对生物催化剂的催化特性具有重要影
响［３，１８］，在水 ／离子液体双相反应体系中，ＩＬｓ 离解形
成具有极性区域和非极性区域的微小结构，可以通过
改变酶分子电荷分布、影响底物和产物的溶剂化状
态、改变反应介质的特性而影响酶促反应催化效率。
考察不同 ＩＬｓ对细胞不对称还原 ２ ＨＡＰ 反应
效率的影响，结果见表 ２。 由表 ２ 可知，ＩＬｓ 的水溶
性对催化反应具有明显影响。 亲水性离子液体介
质中均没有检测到产物；疏水性离子液体反应体系
中检测到产物，且反应质量平衡收率大于 ８５％。 这
可能是因为疏水性离子液体作为反应介质的催化
效果与离子液体黏度有关，黏度随阳离子组分咪唑
基碳链长度增加而增大［１５，１９－２０］。 高黏度反应体系
降低酶和底物之间的传质速率，是导致转化效率下
降的主要原因。 传质速率的降低同样降低了细胞
对底 ／产物的代谢速率，而反应质量平衡收率随离
子液体黏度增加而增加。 综合考虑反应产率和质
量平衡收率，选择离子液体 ［ ＢＥＩＭ］ ＰＦ６作为 ２
ＨＡＰ 不对称还原制备（Ｒ） ＰＥＤ的反应介质。
２􀆰 ３　 反应条件对水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系中催化
效率的影响
２􀆰 ３􀆰 １　 辅助底物对不对称还原反应效率的影响
不对称还原反应需要等量辅酶 （ ＮＡＤＨ 或
ＮＡＤＰＨ）作为氢供体，酵母细胞内辅酶量较少，需要
向体系内添加辅助底物以维持反应正常进行。 考
察不同辅助底物对细胞不对称还原 ２ ＨＡＰ 反应效
率的影响，结果见图 １。
３　 第 ２期 宋　 洁等：疏水离子液体中生物不对称还原制备手性醇
表 ２　 不同 ＩＬｓ对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ＩＬｓ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
ＩＬｓ 结构式 水溶性 ρ（（Ｒ） ＰＥＤ） ／（ｇ·Ｌ－１）
ρ（剩余 ２ ＨＡＰ） ／
（ｇ·Ｌ－１）
质量平衡收率 ／
％
［ＢＭＩＭ］ＰＦ６ 不互溶 ５􀆰 ８４±０􀆰 １８ １１􀆰 ３４±０􀆰 ０５ ８５􀆰 ９±１􀆰 ２
［ＢｄＭＩＭ］ＢＦ４ 部分互溶 — １５􀆰 ８６±０􀆰 ０３ —
［ＢＭＩＭ］ＢＦ４ 部分互溶 — １１􀆰 ８５±０􀆰 ０４ —
［ＢｕＰｙ］ＢＦ４ 互溶 ０ １７􀆰 ０８±０􀆰 ０５ ８５􀆰 ４±０􀆰 ３
［Ｃ３ＭＩＭ］ＢＦ４ 互溶 ０ １９􀆰 ０２±０􀆰 ０４ ９５􀆰 １±０􀆰 ２
［Ｃ３ＭＩＭ］Ｂｒ 互溶 ０ １９􀆰 １０±０􀆰 ０６ ９５􀆰 ５±０􀆰 ３
［ＢＥＩＭ］ＰＦ６ 不互溶 ５􀆰 ９３±０􀆰 １４ １２􀆰 ３２±０􀆰 ０２ ９１􀆰 ３±０􀆰 ８
［ＨＭＩＭ］ＰＦ６ 不互溶 ３􀆰 ０６±０􀆰 １５ １６􀆰 ６０±０􀆰 ０４ ９８􀆰 ３±１􀆰 ０
［ＨＭＩＭ］ＨＳＯ４ 互溶 ０ １９􀆰 ３４±０􀆰 ０５ ９６􀆰 ７±０􀆰 ３
［ＢＭＩＭ］ＯＨ 互溶 ０ １４􀆰 ６０±０􀆰 ０６ ７３􀆰 ０±０􀆰 ３
　 注：反应体系为 ２ ｍＬ，Ｖ（水） ／ Ｖ（ＩＬｓ）＝ １。
图 １　 辅助底物对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏ⁃ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
　 　 由图 １可知：醇类辅底物不能提高反应产率，糖
类辅底物则可以有效提高产率，当果糖、蔗糖和葡
萄糖作为辅助底物时，反应产率较高。 实际生产应
用中，果糖成本过高，与果糖相比，蔗糖和葡萄糖作
为辅助底物时的产率仅分别降低了 ３􀆰 ５％和 ５􀆰 ９％。
因此，选择相对廉价的葡萄糖作为不对称还原制备
（Ｒ） ＰＥＤ的辅助底物。
２􀆰 ３􀆰 ２　 葡萄糖用量对不对称还原反应效率的影响
葡萄糖作为辅助底物时，其用量对催化反应的
影响结果见图 ２。 由图 ２ 可知：葡萄糖用量对反应
产率具有显著影响，用量小于 ０􀆰 ０８ ｇ 时，产率随葡
萄糖用量增加而增加；葡萄糖用量大于 ０􀆰 ０８ ｇ 时，
产率随葡萄糖用量增加大幅度下降，说明过多的葡
萄糖不仅不能提高产率，反而会对细胞代谢活性产
生抑制作用，因此葡萄糖用量应选择在 ０􀆰 ０８ ～ ０􀆰 １２
ｇ。 由此可见，合理控制辅底物用量，对于提高反应
产率具有重要影响，同时辅底物用量与催化剂用
量、底物浓度密切相关，是反应条件中影响反应效
率的关键因素。
２􀆰 ３􀆰 ３　 底物质量浓度对不对称还原反应效率的
影响
考察水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系中底物质量浓度
对不对称还原反应效率的影响，结果见图 ３。 由图 ３
４ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
图 ２　 葡萄糖用量对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｇｌｕｃｏｓｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
可知：底物质量浓度变化对质量平衡收率无明显影
响，但随着底物质量浓度增加，产物质量浓度不断增
加，而产率持续下降。 因此，在高底物浓度条件下，要
将底物完全转化需要大幅度延长反应时间，然而反应
时间的延长和产物的不断积累使催化剂受到的产物
毒害及抑制作用增强，严重降低整个批次反应的时空
转化率。 因此，底物质量浓度应选在 ２０ ｇ ／ Ｌ左右。
图 ３　 底物质量浓度对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
２􀆰 ３􀆰 ４　 催化剂用量对不对称还原反应效率的影响
考察催化剂（细胞）用量对不对称还原反应效率
的影响，结果见图 ４。 由图 ４可知：不对称还原反应产
率随催化剂用量增加而增加，由于催化剂对底 ／产物
具有代谢作用，反应质量平衡收率随催化剂用量增加
而下降。 同时，催化剂用量过多也会增加反应体系黏
度，影响反应的传质。 综合考虑产率和反应质量平衡
收率，催化剂用量应控制在 ０􀆰 ８ ｇ以内。
２􀆰 ３􀆰 ５　 离子液体对不对称还原反应效率的影响
两相反应体系中，细胞只有在水相中可催化不
对称还原反应，两相体积比不仅决定了底 ／产物在
两相中的分配比，同时两相体积比会影响相界面面
图 ４　 细胞量对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ４　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｅｌｌ ｍａｓｓ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
积大小，从而影响生物转化的效率［１３］。 因此，考察
离子液体比例对反应产率和质量平衡收率的影响，
结果见图 ５。 由图 ５ 可知：离子液体的比例对反应
产率和质量平衡收率都具有显著影响。 产率在离
子液体比例为 ２０％（体积比）时达到最大，而质量平
衡收率随离子液体比例的增大持续增加，这是由于
随着离子液体比例增大，整个反应体系黏度增加，
高黏度反应体系阻碍酶和底物之间的传质［２１］，降低
了细胞对底 ／产物的代谢速率。 综合考虑反应产率
和质量平衡收率，离子液体比例选择为 ２０％。
图 ５　 离子液体用量对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ５　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＩＬｓ ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
２􀆰 ３􀆰 ６　 缓冲液 ｐＨ对不对称还原反应效率的影响
反应体系的 ｐＨ 不仅会影响羰基还原酶的活
性，还会影响到细胞内辅酶再生。 考察反应体系 ｐＨ
对不对称还原 ２ ＨＡＰ 反应效率的影响，结果见图
６。 由图 ６ 可知：ｐＨ 变化对反应质量平衡收率无明
显影响，对产率则存在影响，当 ｐＨ 为 ２􀆰 ０ ～ ４􀆰 ０ 时，
反应产率维持在较高水平，随着 ｐＨ 的进一步升高，
产率明显下降，当 ｐＨ范围在 ６􀆰 ０～９􀆰 ０时，产率保持
在较低水平无明显变化。 因此，该反应适宜控制在
酸性环境下进行，ｐＨ选择在 ４􀆰 ０。
５　 第 ２期 宋　 洁等：疏水离子液体中生物不对称还原制备手性醇
图 ６　 ｐＨ对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ６　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
２􀆰 ３􀆰 ７　 反应温度对不对称还原反应效率的影响
对于水 ／ ［ＢＥＩＭ］ ＰＦ６双相反应体系，反应温度
不仅影响细胞和羰基还原酶的活性，同时通过影响
ＩＬｓ黏度改变整个反应的传质速率。 图 ７ 所示为反
应温度（２０ ～ ４０ ℃）对反应效率的影响。 由图 ７ 可
知：产率在反应温度为 ２５ ℃时达到最大。 反应质量
平衡收率在反应温度为 ４０ ℃明显降低，这是由于较
高温度下离子液体黏度降低有利于体系内传质，增
大了细胞对底 ／产物的代谢速率。 因此，反应温度
在 ２５ ℃时有利于反应效率的提高。
２􀆰 ４　 水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系中不对称还原反应
条件的优化
　 　 在单因素实验基础上，设计 Ｌ１８（３７）正交试验优
图 ７　 反应温度对不对称还原 ２ ＨＡＰ反应效率的影响
Ｆｉｇ􀆰 ７　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
化不对称还原反应的反应条件。 单因素实验结果
表明，辅助底物用量对不对称还原反应效率具有较
大影响，同时辅底物用量与催化剂用量、底物浓度
存在直接关系。 因此在正交试验设计中，催化剂用
量采用 ｍ（催化剂） ／ ｍ（辅底物）的方式表示，即以
参与单位辅底物代谢所需细胞量表征催化剂用量；
同样，因辅底物用量直接决定整个辅酶循环过程中
还原型辅酶的总量，还原型辅酶和底物转化存在等
摩尔量关系，因此底物质量浓度以 ρ（底物） ／ ｍ（辅
底物）表示。 正交试验设计各因素水平取值及结果
见表 ３。
对表 ３ 实验结果进行均值计算，分别得到当产
量、产率、质量平衡收率最大时的反应优化条件，对
　 　 　 　 　 　表 ３　 正交试验设计及结果
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ
实
验
号
Ａ
ｍ（辅底物） ／
ｇ
Ｂ
ρ（２⁃ＨＡＰ） ／
ｍ（辅底物）
Ｃ
ｍ（催化剂） ／
ｍ（辅底物）
Ｄ
温度 ／
℃
Ｅ
辅底物
种类
Ｆ
ｐＨ
Ｇ
φ（［ＢＥＩＭ］ＰＦ６） ／
％
结果
ρ（（Ｒ） ＰＥＤ） ／
（ｇ·Ｌ－１）
产率 ／
％
质量平衡
收率 ／ ％
１ ０􀆰 ０８ １５ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３ ／ ０􀆰 １０ ２０ 葡萄糖 ２􀆰 ５ １５ ６􀆰 ９４ ５７􀆰 ９ ９８􀆰 ２
２ ０􀆰 ０８ ２０ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ５ ／ ０􀆰 １０ ２５ 蔗糖 ３􀆰 ０ ２０ １１􀆰 ９８ ７４􀆰 ８ ９１􀆰 ４
３ ０􀆰 ０８ ２３ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ７ ／ ０􀆰 １０ ３０ 葡萄糖 ４􀆰 ０ ２５ １１􀆰 ３３ ６１􀆰 ６ ８９􀆰 ０
４ ０􀆰 １０ １５ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３ ／ ０􀆰 １０ ２５ 蔗糖 ４􀆰 ０ ２５ ５􀆰 ６９ ３８􀆰 ０ １００􀆰 ０
５ ０􀆰 １０ ２０ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ５ ／ ０􀆰 １０ ３０ 葡萄糖 ２􀆰 ５ １５ １０􀆰 ５０ ５２􀆰 ５ ８７􀆰 ６
６ ０􀆰 １０ ２３ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ７ ／ ０􀆰 １０ ２０ 葡萄糖 ３􀆰 ０ ２０ １５􀆰 ７０ ６８􀆰 ３ ８１􀆰 ０
７ ０􀆰 １２ １５ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ５ ／ ０􀆰 １０ ２０ 葡萄糖 ３􀆰 ０ ２５ １２􀆰 ７６ ７０􀆰 ９ ８５􀆰 ５
８ ０􀆰 １２ ２０ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ７ ／ ０􀆰 １０ ２５ 葡萄糖 ４􀆰 ０ １５ １４􀆰 ６８ ６１􀆰 ２ ７５􀆰 ８
９ ０􀆰 １２ ２３ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３ ／ ０􀆰 １０ ３０ 蔗糖 ２􀆰 ５ ２０ ４􀆰 ４７ １６􀆰 ２ ８６􀆰 ４
１０ ０􀆰 ０８ １５ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ７ ／ ０􀆰 １０ ３０ 蔗糖 ３􀆰 ０ １５ １０􀆰 ０７ ８３􀆰 ９ ８４􀆰 ４
１１ ０􀆰 ０８ ２０ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３ ／ ０􀆰 １０ ２０ 葡萄糖 ４􀆰 ０ ２０ ３􀆰 ３１ ２０􀆰 ７ １００􀆰 ０
１２ ０􀆰 ０８ ２３ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ５ ／ ０􀆰 １０ ２５ 葡萄糖 ２􀆰 ５ ２５ １１􀆰 ２８ ６１􀆰 ３ ９１􀆰 ９
１３ ０􀆰 １０ １５ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ５ ／ ０􀆰 １０ ３０ 葡萄糖 ４􀆰 ０ ２０ ９􀆰 ６３ ６４􀆰 ２ ８７􀆰 １
１４ ０􀆰 １０ ２０ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ７ ／ ０􀆰 １０ ２０ 蔗糖 ２􀆰 ５ ２５ １３􀆰 ２１ ６６􀆰 １ ８２􀆰 ０
１５ ０􀆰 １０ ２３ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３ ／ ０􀆰 １０ ２５ 葡萄糖 ３􀆰 ０ １５ １０􀆰 ８６ ４７􀆰 ２ ９４􀆰 ９
１６ ０􀆰 １２ １５ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ７ ／ ０􀆰 １０ ２５ 葡萄糖 ２􀆰 ５ ２０ １２􀆰 ６７ ７０􀆰 ４ ７３􀆰 １
１７ ０􀆰 １２ ２０ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ３ ／ ０􀆰 １０ ３０ 葡萄糖 ３􀆰 ０ ２５ １０􀆰 ５５ ４４􀆰 ０ ９０􀆰 ２
１８ ０􀆰 １２ ２３ ／ ０􀆰 １０ ０􀆰 ５ ／ ０􀆰 １０ ２０ 蔗糖 ４􀆰 ０ １５ １０􀆰 ３２ ３７􀆰 ４ ８１􀆰 ７
６ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
三组优化条件进行验证实验（数据未列出）发现，以
产量为参考值时得到的优化条件（０􀆰 １ ｇ 葡萄糖，２０
ｇ ／ Ｌ ２ ＨＡＰ，０􀆰 ７ ｇ菌体，［ＢＥＩＭ］ＰＦ６ ２５％，ｐＨ ３􀆰 ０，
反应温度 ２５ ℃）下反应效率最好，产物质量浓度
１５􀆰 ２２ ｇ ／ Ｌ，产率 ７６􀆰 １％，质量平衡收率 ８１􀆰 ９％。
进一步对正交试验结果进行极差分析和方差
分析，结果见表 ４。 由表 ４可知：因素 Ａ、Ｃ、Ｆ的水平
变化对于产量、产率和质量平衡收率都具有较大影
响。 同时，为了将因素水平变化引起的实验结果间
的差异与误差波动引起的差异区分开来，对表 ３ 数
据进行了方差分析，结果表明因素 Ｃ 对产量、产率
和质量平衡收率的影响具有显著性，因素 Ａ、Ｇ对质
量平衡收率的影响具有显著性。
表 ４　 正交试验设计极差分析和方差分析
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｒａｎｇｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ
因素
ρ（（Ｒ） ＰＥＤ） ／
（ｇ·Ｌ－１）
产率 ／
％
质量平衡收率 ／
％
方差 极差 方差 极差 方差 极差
Ａ １􀆰 ７８ ０􀆰 ２１３ １０􀆰 ０ ０􀆰 ２３６ １０􀆰 ４ ０􀆰 ００１
Ｂ １􀆰 ０８ ０􀆰 ４９８ １５􀆰 ６ ０􀆰 ０７５ ０􀆰 ６ ０􀆰 ８０４
Ｃ ５􀆰 ９７ ０􀆰 ００８ ３１􀆰 ３ ０􀆰 ００７ １４􀆰 ２ ０􀆰 ０００
Ｄ １􀆰 ７７ ０􀆰 ２８３ ５􀆰 ３ ０􀆰 ５３２ ０􀆰 ６ ０􀆰 ７７２
Ｅ ２􀆰 １８ ０􀆰 １２９ ６􀆰 ７ ０􀆰 ４０５ １􀆰 ０ ０􀆰 ７８９
Ｆ ２􀆰 ８３ ０􀆰 ０８５ １７􀆰 ７ ０􀆰 ０５４ ２􀆰 ４ ０􀆰 １０８
Ｇ １􀆰 １８ ０􀆰 ４８７ ４􀆰 ５ ０􀆰 ６２１ ３􀆰 ３ ０􀆰 ０３６
由表 ４还可知：对 ３个主要影响因素 Ａ、Ｃ、Ｆ使
用响应面法进一步优化（数据未列出），最终确定不
对称还原 ２ ＨＡＰ 制备（Ｒ） ＰＥＤ 的反应条件为
０􀆰 ０８ ｇ 葡萄糖，２０ ｇ ／ Ｌ ２ ＨＡＰ，０􀆰 ５５ ｇ 菌体，反应温
度 ２５ ℃，ｐＨ ３􀆰 ５，离子液体比例 ２５％。 该优化条件
下底物质量浓度 ２０ ｇ ／ Ｌ，反应 ２４ ｈ后产物质量浓度
１５􀆰 ３５ ｇ ／ Ｌ，产率 ７６􀆰 ８％，质量平衡收率 ８４􀆰 ３％。 本
研究结果的底物浓度比已有文献报道的最大底物
质量浓度 １２􀆰 ５ ｇ ／ Ｌ［２２］提高 ６０％，产物浓度比已报道
的最大产物质量浓度 ７􀆰 ３９ ｇ ／ Ｌ［２３］高 １０７􀆰 ８％。
２􀆰 ５　 不对称还原 ２ ＨＡＰ反应过程曲线
在优化反应条件下跟踪不对称还原反应转化
过程，结果见图 ８。 由图 ８ 可知：反应过程中（Ｒ）
ＰＥＤ的光学纯度始终大于 ９９􀆰 ９％。 反应前 ６ ｈ，产
物合成呈线性增加；反应 ６ ｈ后，由于底物浓度的降
低和产物积累，反应速度逐渐减慢；反应至 ３０ ｈ 时，
水相底物浓度过低、产物进一步积累导致产物合成
速率十分缓慢，底物仍有 １􀆰 ８６ ｇ ／ Ｌ 剩余。 此时，如
果继续延长反应时间，产物合成量极小（数据未列
出），同时质量平衡收率随反应时间延长而下降，大
大降低了反应的时空转化率，因此选择在 ３０ ｈ 终止
反应。 反应过程中催化剂对葡萄糖具有较高的代
谢速率，反应开始 １ ｈ 葡萄糖即完全消耗。 因此在
反应 １ ｈ后向反应体系补加 ０􀆰 ０８ ｇ葡萄糖继续反应
至 ２４ ｈ，催化反应产率和质量平衡收率分别为
７４􀆰 ２％和 ８０􀆰 ４％，说明葡萄糖消耗殆尽并不是反应
后期反应速率大幅下降的原因，维持补加葡萄糖反
而会降低催化反应效率。 另外，整个反应过程中，
质量平衡收率则一直保持缓慢下降，前 ６ ｈ 下降速
度较快，这与细胞糖耗及不对称还原反应速率有关。
图 ８　 不对称还原 ２ ＨＡＰ反应过程曲线
Ｆｉｇ􀆰 ８　 Ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ２⁃ＨＡＰ
２􀆰 ６　 水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系中催化剂稳定性的
研究
　 　 在生物催化剂的实际应用中，催化剂稳定性对
催化剂的更换频率、反应时间和产率具有重要影
响［２４］，因此考察近平滑假丝酵母在水 ／ ［ＢＥＩＭ］ ＰＦ６
双相反应体系中循环使用的稳定性，结果见图 ９。
由图 ９可知，与单水相体系相比，水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双
相反应体系中产物质量浓度提高了 ８４％，质量平衡
收率提高了 ９６％。 与单水相体系中细胞稳定性比
较，水 ／ ［ＢＥＩＭ］ ＰＦ６双相体系中近平滑假丝酵母保
持了良好的稳定性，说明离子液体对细胞具有很好
的生物相容性。
３　 结论
使用近平滑假丝酵母全细胞作为手性催化剂合
成光学纯 （Ｒ） ＰＥＤ， （Ｒ） ＰＥＤ 光学纯度大于
９９􀆰 ９％，简化了后期分离提纯步骤，提高了产品品质。
７　 第 ２期 宋　 洁等：疏水离子液体中生物不对称还原制备手性醇
图 ９　 水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系和单一水相中
催化剂的操作稳定性
Ｆｉｇ􀆰 ９　 Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｔａｌｙｓｔ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ／
［ＢＥＩＭ］ＰＦ６ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａｑｕｅｏｕｓ
通过对离子液体进行筛选，筛选到疏水性离子液体
［ＢＥＩＭ］ＰＦ６构建水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相反应体系。 对该
体系下各单因素对反应的影响进行研究，通过正交试
验设计和响应面设计优化水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相体系的
反应条件。 单纯通过条件控制和反应体系的改变，使
反应的产物浓度和质量平衡收率比水相体系中分别
提高了 ８４％和 ９６％，成功实现批次反应产物浓度的大
幅提高，同时催化剂在水 ／ ［ＢＥＩＭ］ＰＦ６双相反应体系
中具有良好的操作稳定性。
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（责任编辑　 荀志金）
８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷