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鸡蛋白固载第二代金属卟啉及其鸡蛋黄催化氧气氧化乙醇

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摘要

本论文是以氧气为供氧体,鸡蛋白(HEW)固载第二代金属卟啉和鸡蛋黄(HEY)为催化剂,探索在不同温度、氧气压力及催化剂用量的条件下,用固载金属卟啉模拟细胞色素P450单加氧酶催化氧气氧化乙醇,并研究了其催化剂催化活性中心,初步推测其催化氧化机理。主要内容如下:
   论文中介绍了两类不同的金属卟啉:第一代金属卟口啉和第二代金属卟啉,并介绍了它们的结构及固载金属卟啉和非固载金属卟啉对乙醇催化氧化的影响。同时我们综述了目前乙醇催化氧化方面研究和鸡蛋白及其鸡蛋黄成份的研究。合成了三种四(4-甲氧基苯基)单金属口卜啉和三种四(4-硝基苯基)单金属卟啉,然后用鸡蛋白固载,并对催化剂结构进行紫外-可见光谱和红外光谱的表征。分别用MnT(4-CH3O)PP/HEW,FeT(4-CH30)PP/HEW,CoT(4-CH30)PP/HEW,MnT(4-N02)PP/HEW,FeT(4-N02)PP/HEW,CoT(4-N02)PP/HEW作催化剂,我们探索反应时间、氧气压强、催化剂量对催化氧化乙醇的影响参数,找出催化剂催化反应的最佳反应条件。在此反应条件下,产物收率为11.2%,10.7%,15.6%,14.7%15.O%,16.3%。
   在优化的反应条件下,鸡蛋白固载金属卟啉的催化活性大于单鸡蛋白的催化活性。固载的金属卟啉卟啉环具有不同取代基团的金属卟啉的催化氧化性能比较:FeT(4-N02)PP/HEW>FeT(4-CH30)PP/HEW;MnT(4-N02)PP/HEW>MnT(4-CH30)PP/HEW;CoT(4-N02)PP/HEW>CoT(4-CH30)PP/HEW。用鸡蛋黄作为催化剂催化氧气氧化乙醇,考察时间、反应温度、氧气压力、催化剂用量对催化剂的影响。根据研究结果初步推测鸡蛋黄中卵黄高磷蛋白与微量金属元素的络合作用是催化氧气氧化乙醇的活性中心。在最佳反应条件下,乙醇转化率为16.2%,选择性(乙醛+乙酸)是73.7%。根据实验结果和已知的机理报道,初步推测固载催化剂催化氧气氧化乙醇这一反应的可能机理。

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