稻壳碳基固体酸催化剂的制备及在木糖脱水制备糠醛反应中的催化性能

以工业生产中碱法溶硅剩余的稻壳残渣为碳源,采用硫酸磺化法制备稻壳碳基固体酸催化剂,考察了其催化木糖脱水制备糠醛的性能.采用红外光谱、元素分析及表面酸浓度测定等手段对催化剂进行了表征.对固体酸催化剂的制备条件进行了优化,所得催化剂的表面酸浓度可达1.03 mmol/g.以木糖脱水制备糠醛为模型反应,考察了溶剂类别、反应温度和反应时间对固体酸催化剂催化性能的影响.实验结果表明,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂效果优于水,并且随着反应温度的升高和反应时间的延长,反应产率逐渐增加,最高可达75.8%.此外,还对催化剂的循环性能进行了研究,探讨了其失活原因和再生方法.     

生物基平台化合物催化转化制备糠醇

糠醇(FOL)作为一种重要且多用途的有机化工原料,可以有效地转化为各种高价值的化学品,如糠醛树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、果酸、增塑剂和火箭燃料等。以糠醛(FAL)、木糖和果糖为原料经催化加氢制备FOL的绿色生产工艺,具有良好的应用前景和研究价值。本文系统总结了近年来国内外以FAL、木糖、果糖为原料制备FOL的研究现状,从催化剂类型、催化效率和催化机理等方面对制备FOL的催化剂进行了总结,并在此基础上对催化加氢制备FOL的发展趋势进行了展望,为开发更为新型、高效、绿色、稳定的催化剂体系提供理论指导和有益借鉴。     

Molecular Dynamics Simulation of Temperature-dependent Flexibility of Thermophilic Xylose Isomerase

The complex model of Thermus thermophilus xylose isomerase （TtXI） with D-xylose was constructed, and molecular dynamics （MD） simulations were carried out at 300 and 360 K for 10 ns by NAMD2.5. The radius of gyration （Rg）, subunit interactions, and residue flexibility were analyzed. The results show that residues 60-69, 142-148, 169-172, and 332-340 have high flexibility at 300 and 360 K. Residues with higher flexibility at 360 K than that at 300 K can mainly be divided into two groups： one locates in the helix-loophelix region consisting of residues 55-80 in catalytic domain; the other at subunit interfaces. The Rg of catalytic domain at 360 K shows 0.16 A higher than that at 300 K, but Rg of small C-terminal domain has no obvious difference. The results indicate that enhanced Rg of catalytic domain may lead to the intense motion of the active site of TtXI and promote the D-xylose isomization reaction. Eight hydrogen bonds and five ion pairs are reduced at subunit interfaces at 360 K compared with 300 K, that may be the main reason for the decrease in rigidity and increase in activity at high temperature of TtXI. This result also help to explain the cold-adaption phenomenon of TtXI E372G mutant reported previously. Our results reveal the relationship between temperature and structure flexibility of TtXI, and play an important role in understanding the thermostability of thermophile protein with multiple subunits.     

基于光子晶体的物质的量浓度测量研究

利用平面波展开法对二维光子晶体在H极化下的光子带隙进行数值计算。考虑了溶液温度和物质的量浓度对光子带隙的影响。结果表明,以半乳糖和木糖的水溶液作为空气孔中介质材料,当溶液物质的量浓度一定时,光子带隙随溶液温度的变化而改变;而当溶液温度一定时,光子带隙随溶液物质的量浓度发生变化。较高物质的量浓度和较高温度的溶液更容易形成光子带隙。在某些情况下,木糖的光子带隙大于半乳糖的光子带隙。     

高效阴离子交换色谱-脉冲安培检测法定量测定低聚木糖样品中的低聚木糖

建立了低聚木糖样品中的木二糖至木六糖等低聚木糖的高效阴离子交换色谱定量测定方法,并根据低聚木糖的聚合度与色谱保留时间的线性关系,对木七糖和木八糖的保留时间进行预测。采用CarboPacTM PA200阴离子交换柱(3 mm×250 mm),以醋酸钠和氢氧化钠为淋洗液进行二元梯度洗脱,脉冲安培法进行检测。结果表明,木二糖至木六糖在0.804～8.607 mg/L质量浓度范围内的线性关系良好,检出限为0.064～0.111 mg/L,定量限为0.214～0.371 mg/L。将该方法用于低聚木糖产品的检测,3个添加水平的加标回收率为84.29%～118.19%,相对标准偏差(n=3)为0.44%～14.87%。结果表明该方法适用于低聚木糖产品中有效成分的快速、高效分离和定量测定。     

重组β-木糖苷酶转化人参皂苷Rb3及C-Mx

从Aspergillus niger NG1306菌株中扩增得到β-木糖苷酶基因anxyl, 与pPICZαA连接构建了表达载体pPICZαA-anxyl, 进一步在毕赤酵母KM71H中诱导表达获得了目的酶蛋白重组β-木糖苷酶(Anxyl); 并将其用于人参皂苷Rb₃及C-Mx的生物转化及催化动力学参数表征. 研究结果表明, Anxyl可将人参皂苷Rb₃和C-Mx分别转化为人参皂苷Rd和C-K. 酶学性质研究表明, 该酶最适反应pH=2.5, 最适反应温度为35 ℃; 在pH=2.0~5.0, 20和30 ℃条件下其具有较好的稳定性, Mg²⁺对酶活具有促进作用. Anxyl对葡萄糖和乙醇有较好的耐受性, 其催化对硝基苯基-β-D-吡喃木糖苷(pNPX)、 人参皂苷Rb₃和C-Mx水解的米氏常数(K_m)值分别为3.1, 1.55和1.04 mmol/L, 酶的最大反应速率(V_max)分别为1.9×10², 0.8×10³和8×10³ mmol/min, 酶的转换数(K_cat)值分别为5.55, 0.17和1.85 s^-1, 表明该酶对天然底物Rb₃和C-Mx具有更高的亲和力.     

水/二甲基亚砜体系中无机盐高效催化木糖脱水制备糠醛(英)

提出了一种高效的均相催化木糖制备糠醛的方法,探讨了水/二甲基亚砜（DMSO）均相体系中不同类型的无机盐对催化木糖制备糠醛的影响.结果表明,氯盐较硫酸盐和硝酸盐表现出较高的催化活性,其中以SnCl₄的催化效果最高.且它与LiCl复配时催化性能更高.当SnCl₄的摩尔分数为0.8时,催化效果最好,糠醛收率达56.9%.反应条件优化实验发现,当催化剂与木糖的摩尔比为0.5:1,固液比为1:20,水与DMSO体积比为5:5时,于130℃下反应6h,糠醛收率达63%.     

离子排斥色谱法同时测定2,3-丁二醇发酵液中的葡萄糖和木糖及各种代谢产物

针对2,3-丁二醇发酵体系,以高交联度磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物多孔微球为固定相的Aminex HPX-87H离子色谱柱为分析柱,利用示差折光检测器对该体系中的6种代谢产物(2,3-丁二醇、3-羟基丁酮、乙醇、乙酸、甲酸和乳酸)以及2种残留底物葡萄糖和木糖进行了分离.在65 ℃柱温下,以5 mmol/L H2SO4作为流动相,发酵液样品中底物葡萄糖和木糖及2,3-丁二醇等各种代谢产物的线性相关系数均在0.9990～0.9999之间,回收率为98.8%～103.2%,精密度为0.3%～2.1%.在最佳色谱条件下,能够同时测定2,3-丁二醇发酵体系中的残留底物和各种代谢产物的含量,适合于实时定量监测2,3-丁二醇发酵过程.     

中药升麻的化学成分III. 升麻苷C和升麻苷D的化学结构

从中药升麻的地道药材之一兴安升麻[Cimicifuga dahurica(Turcz.) Maxim.]的根茎中分得两个新的环菠萝蜜烷型三萜双糖苷, 分别命名为升麻苷C(cimiside C,1)和升麻苷D(cimiside D,2)。它们的结构经IR, MS, 1^H和13^C NMR, 1^H-1^H COSY,1^H-1^H TOCSY, 13^C-1^H COSY, 13^C-1^H COLOC及DEPT测定, 确定为(23R, 24R)-24-异乙酰氧基-shengmanol-3-O-β-D-吡喃木糖-15-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和(23R,24R)-24-异乙酰氧基-shengmanol-3-O-β-D-吡喃来苏糖-15-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。