[科普中国]-溴化氢-氨碳酸基反应

溴化氢

溴化氢hydrogen bromide化学式HBr。无色有刺激性气体。熔点—86.81℃。沸点一66.38℃。易溶于水，1体积水可溶解600体积HBr。水溶液为氢溴酸，是强酸。溴化氢用于制造无机溴化物及有机溴化物、药物中间体，也用作烷基化反应催化剂。溴化氢的毒性比溴弱，但也会刺激黏膜及皮肤，并引起灼伤。长期接触会产生慢性呼吸道刺激症状及消化功能障碍。

酶固定化中的偶联反应下面重点介绍几种常用的偶联方法1。

(1)重氮化反应

重氮化方法就是将带有芳香族氨基的载体，先用NaNO2和稀盐酸进行酸处理，然后形成重氮盐衍生物，再在中性偏碱(pH 8～9)的条件下与酶(蛋白)发生偶联反应而将酶进行固定化的。图1为重氮化反应的化学式。

重氮化反应中常用的载体一般有一下几种：

①多糖类的芳香族氨基衍生物：我国独创的使用对—β—硫酸酯乙砜基苯胺(ABSE)一多糖(纤维素、葡聚糖、交联琼脂糖、交联琼脂及淀粉)属于此类载体。在碱性：条件下利用对—β—硫酸酯乙砜基苯胺活化多糖，制得的醚键连接的乙砜基苯胺衍生物，经重氮化后再偶联到酶上。

②氨基酸共聚体：如L一Leu和对氮基一DL一苯丙氨酸共聚物。将1 mol/L的L一Leu和对氮基一DL一Phe的N一羧基酐的苯溶液在少量水存在及室温下进行反应制成。共聚物与亚硝酸作用变为重氮盐，可供酶固定化用。用此法制备的固定化酶有蛋白酶、脲酶、核糖酸酶等、

③聚丙烯酰胺衍生物：该类衍生物的商品名称为Bio—Gel或Enzacry。如Enzacry是含有芳香氨基的聚丙烯酰胺衍生物，经重氮化后可固定酶。用此法制备的有氨基酰化酶、α—淀粉酶等固定化酶。

④苯乙酰胺树脂：这是聚氨基苯乙烯和一种异丁烯一间—氨基苯乙烯的共聚物，通过重氮化后可固定酶，如胃蛋白酶、核糖核酸酶等。

⑤多孔玻璃的氨基硅烷衍生物：就是对多孔玻璃的利用，例如玻璃的化学改造物多孔玻璃在丙酮中与γ一氨基丙基三氧乙硅烷同流加热。生成烷基胺玻璃等。

(2)芳香烃化反应

就是将具有卤素取代的芳香环或含有卤素取代的杂环的高聚物以及含有卤乙酰基的高聚物，通过烷基化和芳香基化，然后在碱性条件下，与酶分子上的氨基、酚基、巯基等进行反应。此法常用的载体有卤乙酰、三嗪基或卤异丁烯基衍生物。卤乙酰衍生物包括氯乙酰纤维素、溴乙酰纤维素等。图2为芳香烃化反应化学式。

(3)戊二醛反应

戊二醛最初是作为分子间的交联剂，现在广泛地应用于酶在各种载体上的固定化。此种双功能醛与含有伯氨基的聚合物相反应，可以生成具有醛功能的聚合物。蛋白质可与用戊二醛处理过的聚合物相作用，进行不可逆的结合，例如使用氨基乙基纤维素和戊二醛，可使胰蛋白酶等固定化。常用载体有氨基乙基纤维素、DEAE一纤维素、琼脂糖的氨基衍生物，部分乙酰化甲壳质、氨基乙基聚内烯酰胺、多孔玻璃的氨基硅烷衍生物等。图3为戊二醛反应化学式。

(4)巯基一二硫基交换反应

就是将带有SH或二硫基的载体，通过巯基一二硫基的交换反应，可以和酶分子上非必需巯基偶联来固定化酶。若载体的功能基团为一SH时，可先用2，2'—二吡啶二硫化物处理，生成的二硫基中间产物在酸性条件下能与酶分子的巯基发生交换反应，从而产生固定化酶。图4为巯基偶联反应化学式。

(5)四组分缩合

利用四元化合物(羧酸、胺、醛和异氰酸)发生缩合反应，形成N一取代的酰胺。在反应中羧酸(R1)和胺化合物(R2)形成酰胺键，醛(R3)和异氰酸(R4)结合形成酰胺氮的侧链。图5为四元化合物缩合反应化学式。

选择适当的条件、适当的载体和反应液中的添加物，可直接使酶的氨基或羧基得到偶联，而避免有害反应。例如，在乙醛和小分子的3一(二甲氨基)一丙基异氰酸存在下，用0.5 mol/LHCl维持pH 6.5，搅拌反应6 h，用带氨基的聚合物，可以与酶分子上的羧基进行偶联。而带COOH的高聚物在醛和异氰酸存在下，可与酶分子上的—NH2进行偶联。

(6)溴化氰亚胺碳酸基反应

溴化氢一氨碳酸基反应是指带一OH的载体(如纤维素、葡聚糖和琼脂等)，在碱性条件下，载体的羟基与溴化氰反应，生成极活泼的亚胺碳酸基，在弱碱中直接与酶一NH2偶联。

(7)酰氯化反应

若载体含羧基如羧基树脂，可先用氯化亚砜处理，然后生成酰氯衍生物，再与酶分子的氨基进行偶联，产生固定化酶。图6为酰氯化反应化学式2。