生体高分子によるオルガノゲル系でのリパーゼを触媒とした連続エステル合成

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本研究は,生体由来高分子であるゼラチンを添加することにより両親媒性分子AOTによるマイクロエマルション相をゲル組織化し,ゲル内に固定化したCandida rugosaリパーゼを触媒としたラウリン酸とブタノールを基質としたエステル合成をモデル系として,本法における連続合成プロセスの構築に関する基礎的指針を提示した.1.至適反応条件調製ゲル組織内のAOT濃度,ゼラチン濃度並びに水分量を指標としてリパーゼの反応活性を実験的に求め,反応活性が最大値を示すゲル組織条件を明らかにした.一方,異なる生体高分子によるゲル作成を試み,ゼラチン添加によるゲル組織が安定的かつ容易に調製できることが認められた.2.速度論的解析ゲル組織内部の基質の有効拡散係数をAOT濃度,ゼラチン濃度並びに水分量を指標として実験的に求め,有効拡散係数が最大値を示すゲル組織条件を示し,反応活性の変動と一致することを明らかにした.また,基質の有効拡散係数が自由溶液系と比較して約1/10の値であることが認められた.一方,基質の分配係数を求め,最適なゲル組織条件下におけるリパーゼの反応効率を速度論的に算出し,反応工学として展開する基礎を導出した.3.連続エステル合成バスケット攪拌翼型連続反応器を用いて連続エステル合成を行い,本ゲル組織に固定化したリパーゼが長時間安定的に反応活性を提示することを明らかにした.また,高濃度AOT溶液と接触させることによりリパーゼ活性の賦活化を行えることを示し,固定化ゲル組織を繰り返し再利用できることを示した.研究成果は,学術誌,化学工学会第31回秋季大会・第64回年会並びに第8回環太平洋化学工学会議において公表した.