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1 绪论1

1.1 离子液体中的生物催化与生物转化1

1.1.1 离子液体中酶催化水解反应1

1.1.2 离子液体中酶催化转酯反应2

1.1.3 离子液体中酶催化酯化反应2

1.1.4 离子液体中酶催化氨解反应3

1.1.5 离子液体中酶催化氰化反应3

1.1.6 离子液体中酶催化胺的酰化反应3

1.1.7 离子液体中酶催化氧化反应4

1.1.8 离子液体中生物催化还原反应4

1.2 手性药物5

1.2.1 手性药物的制备6

1.2.2 手性药物的研究现状和开发前景7

1.3 离子液体作为生物催化反应介质所面临的挑战8

1.3.1 离子液体的纯度8

1.3.2 离子液体的高黏度9

1.3.3 离子液体的pH值和水活度9

1.3.4 离子液体的回收9

1.3.5 相关的基础研究9

参考文献10

2 离子液体15

2.1 离子液体的定义15

2.2 离子液体的种类15

2.3 离子液体的理化性质16

2.3.1 极性16

2.3.2 溶解性17

2.3.3 黏度17

2.3.4 密度17

2.3.5 酸碱性18

2.3.6 热稳定性18

2.3.7 熔点18

2.4 离子液体的毒性18

2.4.1 咪唑基离子液体的毒性18

2.4.2 吡啶基离子液体的毒性19

2.4.3 季铵盐类离子液体的毒性19

2.4.4 其他阳离子型离子液体的毒性20

2.5 离子液体的降解性20

2.6 离子液体的优点21

参考文献22

3 离子液体于酶促反应中的应用25

3.1 酶在离子液体中的特性25

3.1.1 酶的活性25

3.1.2 酶的选择性26

3.1.3 酶的稳定性26

3.2 酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应27

3.2.1 反应初速度、产率、转化率、对映体过剩值27

3.2.2 不同酶催化外消旋对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解28

3.2.3 离子液体含量对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应的影响28

3.2.4 底物浓度对离子液体／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应的影响30

3.2.5 酶量对离子液体／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应的影响31

3.2.6 振荡速度对离子液体／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应的影响32

3.2.7 反应温度对离子液体／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应的影响33

3.2.8 缓冲液的pH值对离子液体／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应的影响33

3.2.9 减压和常压条件下离子液体／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应34

3.2.10 离子液体／缓冲液和有机溶剂／缓冲液混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称水解反应之比较35

3.3 脂肪酶促对羟基苯甘氨酸酯不对称氨解反应40

3.3.1 离子液体含量对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响41

3.3.2 不同脂肪酶对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响43

3.3.3 氨源对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响44

3.3.4 铵盐浓度对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响44

3.3.5 初始水活度对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响45

3.3.6 振荡速度对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响46

3.3.7 反应温度对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响47

3.3.8 pH值对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响48

3.3.9 底物结构对酶促对羟基苯甘氨酸酯不对称氨解反应的影响49

3.3.10 底物浓度对酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应的影响49

3.3.11 离子液体和有机溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应之比较50

3.3.12 离子液体／叔丁醇和有机溶剂／叔丁醇混合溶剂中酶促对羟基苯甘氨酸甲酯不对称氨解反应之比较51

3.4 离子液体中酶促不对称酰化反应56

3.4.1 离子液体中不同酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应58

3.4.2 酰基供体对离子液体中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应的影响59

3.4.3 两底物摩尔比对离子液体中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应的影响60

3.4.4 初始水活度对离子液体中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应的影响60

3.4.5 底物浓度对离子液体中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应的影响61

3.4.6 反应温度对离子液体中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应的影响62

3.4.7 pH值对离子液体中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应的影响63

3.4.8 脂肪酶Novozym 435和离子液体重复使用对酶反应的影响64

3.4.9 离子液体和有机溶剂中酶促（R，S）－1－三甲基硅乙醇不对称酰化反应之比较64

3.5 离子液体中酶促不对称转氰反应67

3.5.1 离子液体对水／异丙醚双相体系中非酶促转氰反应的影响68

3.5.2 离子液体对水／异丙醚双相体系中苦杏仁醇腈酶促转氰反应的影响68

3.5.3 离子液体对水／异丙醚双相体系中木薯醇腈酶促转氰反应的影响70

参考文献71

4 离子液体对木瓜蛋白酶催化的影响机制76

4.1 离子液体的组成及溶剂性质与木瓜蛋白酶催化特性的关系76

4.1.1 离子液体的组成及溶剂性质与木瓜蛋白酶催化活性的关系76

4.1.2 离子液体的组成及溶剂性质与木瓜蛋白酶对映体选择性的关系79

4.1.3 离子液体的组成及溶剂性质与木瓜蛋白酶稳定性的关系80

4.2 离子液体对木瓜蛋白酶分子构象的影响82

4.2.1 木瓜蛋白酶的结构及其催化机制83

4.2.2 含不同离子液体介质中木瓜蛋白酶分子的荧光光谱84

4.2.3 含不同离子液体介质中木瓜蛋白酶分子的红外光谱87

4.2.4 含不同离子液体介质中木瓜蛋白酶的荧光光谱与热稳定性关系89

参考文献91

5 含离子液体介质中全细胞催化不对称反应93

5.1 还原反应94

5.2 氧化反应96

5.3 水解反应97

5.4 转酯反应98

5.5 含离子液体介质中固定化酵母细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应99

5.5.1 C4MIm·PF6／缓冲液双相体系中固定化酵母细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应99

5.5.2 C4MIm·BF4／缓冲液双相体系中固定化酵母细胞催化乙酰基三甲基硅烷不对称还原反应103

参考文献108

6 含深度共熔溶剂介质中全细胞催化不对称反应111

6.1 深度共熔溶剂111

6.1.1 概述111

6.1.2 理化性质111

6.2 含深度共熔溶剂介质中的生物催化反应116

6.2.1 含深度共熔溶剂体系中的酶促反应116

6.2.2 含深度共熔溶剂体系中的全细胞催化反应117

参考文献121

7 离子液体对全细胞催化反应过程的影响机理123

7.1 细胞活性123

7.2 细胞膜通透性124

7.3 底物和产物的分配系数127

7.4 胞内酶128

参考文献130