酶具有高效率和高度立体选择性,是一般催化剂所无法比拟的,它们在有机合成中有极其重要的应用价值。近年来,随着非水相酶催化理论的发展,非水介质中酶催化反应正获得越来越多的研究和应用,尤其是脂肪酶在非水有机溶剂中催化拆分制备手性物质。本文应用非水有机溶剂中脂肪酶催化酯交换反应的理论,用猪胰脂肪酶(PPL)分别催化外消旋2-甲基-1-丁醇分别与三丁酸甘油酯、乙酸乙烯酯和三乙酸甘油酯的酯交换反应,以获得(S)-2-甲基-1-丁醇。在对以三丁酸甘油酯为底物来制备光学戊醇的进一步研究中,采用TLC在30-55%的拆分进度范围内快速、简便的监控拆分反应进度,其误差与用HPLC相比不超过3%;产品的分离提纯方面,精馏流程简单,可以直接得到产品,易于工业化,但对于小规模实验难于得到高纯度产品;柱层析分离能力出众,但处理量小,耗费试剂多,难以工业化,实验室研究宜二者结合,扩大规模宜用精馏; 通过实验,确定了反应至55%为最佳拆分点,以获得高纯度、高产率的产品;温度和水分的升高不仅使PPL酶活降低,而且会引起选择性降低,甚至可能使PPL选择性整体表现出逆转。在以乙酸乙烯酯为底物兼作有机溶剂的新体系中,通过实验研究,除去反应副产物乙醛,保证拆分顺利进行; 实验确定了游离PPL在该体系拆分的较佳操作参数:温度 25℃,pH=7.5,底物浓度 2-甲基-1-丁醇:乙酸乙烯酯为1:1.6(mol/mol),转速 260rpm。在该条件下能获得光学纯度为72.3%的(S)-2-甲基-1-丁醇。催化拆分过程的能力方面,固定化酶优于游离酶,极性载体效果好于疏水性载体,在考察的载体中,硅藻土固定化酶尤为出色。通过实验,得到以三乙酸甘油酯为底物、PPL催化制备光学戊醇的操作参数条件:含水量0.4%(V/V),温度40℃,pH=7.5,底物浓度 2-甲基-1-丁醇:<WP=3>三乙酸甘油酯为1:1.3(mol/mol), 转速 260rpm。实验中获得了光学纯度为62.6%的产品。催化拆分能力的比较实验证实,固定化酶效果优于游离酶,极性载体好于疏水性载体,在考察的载体中,硅藻土固定化酶最佳。尽管改变底物使得产品的纯度降低,但从经济上的、扩大生产规模的角度,本文的研究有着一定的积极意义;同时,为寻找制备光学戊醇更好的途径提供了重要的依据和经验。