Abstract
This study was performed to research a chemo-enzymatic synthesis of sorbitan acrylate. It w as firstly to determine the optimum conditions for D-sorbitol cyclic reaction in the presence of p-toluenesulfonic acid (p-TSA) as catalyst material. It was secondly to find the optimum conditions for sorbitan acrylate synthesis using immobilized lipase Novozym 435 in t-butanol from its materials. The maximum yield of 1,4-sorbitan synthesis were obtained approximately 90% (w/w) at 13$0^{\circ}C$ and 200 mmHg vacuum pressure with 1% (w/w) p-TSA after 150 min reactin time on our experimental system. The product from optimum condition was less color than those obtained at higher temperatures and minimized byproduct and unreacted D-sorbitol. Sorbitan acrylate was synthesized to around 63.5% conversion of 1,4-sorbitan. The experimental optimum condition was found at 5$0^{\circ}C$, atmospheric pressure, 3% (w/v) Novozym 435, 50 g/L 1,4-sorbitan of initial reactant concentration, and 1:3 molar ratio of 1,4-sorbitan to acrylic acid.
당알콜인 D-sorbitol을 화학 촉매 p-toluenesulfonic acid(p-TSA)를 이용하여 탈수반응을 수행하여 고리구조의 1,4-sorbitan을 제조 후 효소적으로 고정화 리파제 Novozym 435를 이용하여 아크릴산과 에스테르화 반응을 수행한 결과 아래와 같은 결론을 얻었다. D-Sorbitol을 p-TSA를 화학촉매로 하여 탈수반응을 통한 고리화 반응의 생성물인 1,4-sorbitan의 최대수율을 얻을 수 있는 최적조건은 1% (w/w)의 p-TSA를 이용하여 200 mmHg의 감압조건에서 13$0^{\circ}C$에서 150분 반응 후 약 90%의 1,4-sorbitan을 얻을 수 있었으며, 부산물과 미반응의 D-sorbitol의 양을 최소화시킬 수 있었다. 화학적 촉매반응의 생성물로 얻은 1,4-sorbitan을 고정화 리파제 (Novozym 435)를 이용하여 반응매질 t-butanol에서 아크릴산과의 에스테르화 반응을 수행한 결과, 5$0^{\circ}C$에서 고정화효소는 최대 활성을 보였으며, 최적 첨가량은 3% (w/v)이었다. 또한 초기농도가 반응의 전환율에 미치는 영향을 조사한 결과 1,4-sorbitan 50 8/L의 초기농도에서 55.8%의 최대 전환율을 얻었으며, 63.5%의 반응수율을 보인 1:3의 몰비가 최적으로 조사되었다.
