Question

【題目】為探究不同條件下甘油(丙三醇)和辛酸酯化合成甘油二酯的最佳條件，科研工作者做了甘油二酯的酶法合成工藝研究。

實(shí)驗(yàn)1：研究不同投料比對(duì)產(chǎn)率的影響

(1)理論分析合成甘油二酯所需辛酸與甘油的投料比(物質(zhì)的量之比)為2∶1。實(shí)驗(yàn)證明提高投料比，甘油二酯的產(chǎn)率會(huì)降低，其原因可能是_______。

實(shí)驗(yàn)2：研究吸水劑對(duì)反應(yīng)的影響

(2)硅膠易與羥基結(jié)合，故有較強(qiáng)的親水性，易于吸附水分子。但是在反應(yīng)體系里加入硅膠后甘油二酯含量明顯降低，說明合成甘油二酯的平衡發(fā)生了逆向移動(dòng)，分析可能的原因是________。

實(shí)驗(yàn)3：研究不同催化劑的催化效果

曲線	催化劑	縱坐標(biāo)
①	脂肪酶I號(hào)	辛酸轉(zhuǎn)化率
②	脂肪酶II號(hào)	辛酸轉(zhuǎn)化率
③	脂肪酶I號(hào)	甘油二酯含量
④	脂肪酶II號(hào)	甘油二酯含量

(3)其他條件相同時(shí)，不同脂肪酶(I號(hào)、II號(hào))催化合成甘油二酯的效果如圖所示，選擇此實(shí)驗(yàn)中催化效果相對(duì)最佳的反應(yīng)條件是________(填字母序號(hào))。

A．12 h，I號(hào) B．24 h，I號(hào)

C．12 h，II號(hào) D．24 h，II號(hào)

實(shí)驗(yàn)4：研究溫度對(duì)反應(yīng)速率和產(chǎn)率的影響

(4)選定脂肪酶做催化劑，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

①綜合上圖，選擇6 h時(shí)比較適宜的反應(yīng)溫度是________。

②在6 h之后，辛酸的轉(zhuǎn)化率總趨勢(shì)緩慢上升，30℃、40℃甘油二酯的含量上升，但是50℃的卻有所降低，分析可能的原因是________。

Answer 1

【答案】辛酸的量增加，會(huì)有更多的甘油三酯生成，導(dǎo)致產(chǎn)物中甘油二酯的產(chǎn)率降低 甘油分子有3個(gè)羥基，故硅膠對(duì)甘油的吸附能力也較強(qiáng)，降低了體系中反應(yīng)物甘油的濃度，從而使合成甘油二酯的酯化反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，降低了甘油二酯的含量 A 50℃ 催化合成甘油二酯反應(yīng)的脂肪酶，長時(shí)間處于高溫下活性(選擇性)下降，導(dǎo)致甘油二酯含量下降，副反應(yīng)產(chǎn)物含量增加

【解析】

（1）甘油的結(jié)構(gòu)簡式為CH2(OH)CH(OH)CH2OH，甘油二酯分子中含有1個(gè)羥基，投料比增大，即增大辛酸，辛酸與甘油二酯中羥基繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，生成甘油三酯，即提高投料比，甘油二酯產(chǎn)率降低的原因是辛酸的量增加，會(huì)有更多的甘油三酯生成，導(dǎo)致產(chǎn)物中甘油二酯的產(chǎn)率降低；

（2）硅膠硅膠能與羥基結(jié)合，甘油分子中含有3個(gè)羥基，硅膠對(duì)甘油的吸附能力較強(qiáng)，降低了體系中反應(yīng)物中甘油的濃度，使平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，降低了甘油二酯的含量；

（3）根據(jù)圖像，曲線①在12h辛酸的轉(zhuǎn)化率較大，曲線①12h以后雖然辛酸的轉(zhuǎn)化率增大，但是增大的并不大，即催化效果相對(duì)最佳的反應(yīng)條件是①號(hào)，12h，故選項(xiàng)A正確；

（4）①根據(jù)圖像6h時(shí)，50℃的曲線辛酸的轉(zhuǎn)化率最大，故反應(yīng)溫度為50℃；

②50℃轉(zhuǎn)化率有所降低的原因是：催化合成甘油二酯反應(yīng)的脂肪酶，長時(shí)間處于高溫下活性(選擇性)下降，導(dǎo)致甘油二酯含量下降，副反應(yīng)產(chǎn)物含量增加。