低共熔溶剂中玉米淀粉的酯化研究
2021-12-02王士芳黄芷怡马欣驰李研黄嘉伟刘昆
王士芳,黄芷怡,马欣驰,李研,黄嘉伟,刘昆
(合肥工业大学化学与化工学院,安徽合肥230009)
作为一种重要的天然高分子材料,淀粉的防水性(Water Resistance)较差,严重限制其应用[1-2]。淀粉的酯化是一种能够有效提高其防水性的方法。在淀粉酯化改性中,淀粉葡萄糖单元上的羟基被酯基取代,削弱了分子间氢键;同时,淀粉侧链的长度增加导致疏水性能和热塑性明显提高[3]。一般的淀粉酯化中,采用水或者有机溶剂如DMSO、DMF等作为反应溶剂/介质,但是存在废水难以回收、溶剂有毒有害等问题。为此,近年来有研究者采用离子液体(Ionic Liquid,简称IL)作为淀粉酯化的溶剂/介质[4-5]。新溶剂消除了废水的产生,简化了产品分离和溶剂的回收,但离子液体本身却具有制备困难、成本高昂、有毒有害等缺点。与离子液体类似的低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvent,简称DES)可能是一种更好的选择。
低共熔溶剂是指基于氢键作用的低共熔现象形成的溶剂。低共熔溶剂由氢键给予体和氢键接受体组成,具有蒸汽压低、无毒性、可生物降解、溶解性和导电性优良、电化学稳定窗口宽等独特的物理化学性质,广泛应用于有机合成、分离过程、电化学、功能材料和纳米材料等领域[6]。近年来,低共熔溶剂中的生物酶催化反应正在成为研究热点。Gorke等最早研究了DES中酶催化反应,他们考查了添加氯化胆碱-尿素低共熔溶剂的缓冲溶液中不同水解酶的反应活性,并发现相比于缓冲溶液水解酶的活性提高约了20倍[7]。Nian和Cao等报道了低共熔溶剂中CALB脂肪酶催化制备脂肪氨基酸反应,他们发现低共熔溶剂和CALB脂肪酶之间存在协同效应,该协同效应为低共熔溶剂中生物酶催化淀粉酯化的高产品收率和酯化淀粉的高羟基取代度提供了可能[8]。……
