專利名稱：人工辣根過氧化物酶及其催化酚類物質(zhì)聚合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種人工辣根過氧化物酶及其催化酚類物質(zhì)聚合的方法。
背景技術(shù)：
多酚類物質(zhì)廣泛存在于植物體內(nèi)，被稱作促進(jìn)人類健康的“第七類營養(yǎng)物質(zhì)”。多酚類物質(zhì)結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)酚羥基，其氧化還原電位低，具有良好的抗氧化性和還原性，在食品、藥品、化工等眾多領(lǐng)域都具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。然而植物多酚難以被富集利用，這使得制備具有氧化還原活性的酚類聚合物成為研究焦點(diǎn)。目前制備酚類聚合物的方法有化學(xué)氧化聚合方法、電化學(xué)氧化聚合方法、酶催化聚合方法等。傳統(tǒng)的化學(xué)聚合方法和電化學(xué)聚合方法能耗大、污染環(huán)境。作為綠色化學(xué)合成工藝，酶催化聚合制備酚類聚合物具有諸多優(yōu)勢:反應(yīng)條件溫和、節(jié)能環(huán)保、能實(shí)現(xiàn)立體和區(qū)域選擇性聚合。由于天然酶是含有催化活性中心的蛋白質(zhì)，如催化酚類聚合最常用的辣根過氧化物酶是含有鐵卟啉活性中心的血紅素蛋白質(zhì)類，因此對單體和反應(yīng)條件都有特殊的要求，且容易受外界環(huán)境的影響而變性失活?；谔烊幻父叽呋钚缘膬?yōu)勢和其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的限制，在人工酶領(lǐng)域中通常以金屬絡(luò)合物模擬天然酶的催化活性中心，既能保留天然酶的催化活性中心又消除了酶對單體和外界環(huán)境的依賴性。酚類的仿酶催化聚合研究中，一般是設(shè)計(jì)合成鐵的絡(luò)合物去模擬辣根過氧化物酶對于酚類聚合的催化作用。酚類的人工酶聚合體系不但擴(kuò)展了單體范圍，同時(shí)降低了反應(yīng)條件對催化劑的影響，但是合成人工酶的步驟比較繁瑣
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種簡單易用的人工辣根過氧化物酶，并給出其催化酚類物質(zhì)聚合的方法。本發(fā)明以簡單的鐵離子作為人工辣根過氧化物酶，可普適的催化水溶性酚類及其衍生物發(fā)生聚合反應(yīng)。生產(chǎn)成本低，操作簡單，適于大規(guī)模生產(chǎn)具有氧化還原性能的酚類聚合物。本發(fā)明的技術(shù)方案:在水溶性酚類單體的溶液中，加入一定量的人工辣根過氧化物酶作為催化劑，以雙氧水為氧化劑，在一定的溫度范圍內(nèi)合成酚類聚合物。本發(fā)明包括以下內(nèi)容:1.所述單體包括苯酚及其衍生物、二酚類(鄰苯二酚、對苯二酚和間苯二酚)及其衍生物、三酚類(連苯三酚、間苯三酚)及其衍生物、萘酚及其衍生物等水溶性酚類單體。2.所述的單體濃度為0.01-2.0moI/Lο3.所述的人工辣根過氧化物酶包括硫酸亞鐵，氯化亞鐵，硫酸鐵，氯化鐵，其濃度為 lppm_500ppmo4.所述的氧化劑為雙氧水，濃度為0.01-2.0moI/Lο5.所述的聚合反應(yīng)溫度為10°C -90°C具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1:1.41g苯酚加入到250mL三口瓶中，加入138.9mL去離子水，完全溶解后加入6.0mL0.02%的硫酸亞鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例2:1.65g對苯二酚加入到250mL三口瓶中，加入138.9mL去離子水，完全溶解后加入6.0mL0.02%的硫酸亞鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例3:1.89g連苯三酚加入到250mL三口瓶中，加入138.9mL去離子水，完全溶解后加入6.0mL0.02%的硫酸亞鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例4:8.25g對苯二酚加入到250mL三口瓶中，加入138.9mL去離子水，完全溶解后加入6.0mL0.02%的硫酸亞鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例5:1.65g對苯二酚加入到250mL三口瓶中，加入140.6mL去離子水，完全溶解后加入6.0mL0.02%的硫酸鐵水溶液和3.4mL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例6:1.65g對苯二酚加入到250mL三口瓶中，加入138.9mL去離子水，完全溶解后加入6.0mL0.02%的氯化鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例7:1.65g對苯二酚加入到250mL三口瓶中，加入132.9mL去離子水，完全溶解后加入12.0mL0.02%的硫酸亞鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下35°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。實(shí)施例8:1.65g對苯二酚加入到250mL三口瓶中，加入138.9mL去離子水，完全溶解后加入
6.0mL0.02%的硫酸亞鐵水溶液和5.lmL27%的雙氧水；攪拌下50°C水浴中反應(yīng)24h，得到黑色固體沉淀，離心洗滌，50°C下真空干燥24h。
權(quán)利要求
1.一種人工辣根過氧化物酶為鐵離子的鹽。
2.權(quán)利要求1中所述鐵離子的鹽包括硫酸亞鐵，硫酸鐵，氯化亞鐵，氯化鐵和硝酸鐵。
3.一種以人工辣根過氧化物酶催化酚類物質(zhì)氧化聚合的方法，實(shí)施步驟如下:在裝有回流裝置、攪拌裝置、恒溫裝置的反應(yīng)器中加入單體和去離子水，待其完全溶解后加入一定量的人工辣根過氧化物酶，最后緩慢加入一定量的氧化劑，在一定的溫度下反應(yīng)得到酚類聚合物。
4.權(quán)利要求3所述單體包括苯酚及其衍生物、二酚類(鄰苯二酚、對苯二酚和間苯二酚)及其衍生物、三酚類(連苯三酚、間苯三酚)及其衍生物、萘酚及其衍生物等水溶性酚類單體。
5.權(quán)利要求3所述的單體濃度為0.01-2.0moI/L0
6.權(quán)利要求3所述的人工辣根過氧化物酶指權(quán)利要求2中的鐵離子的鹽，其濃度為lppm_500ppmo
7.權(quán)利要求3所述的氧化劑為雙氧水，濃度為0.01-2.0mol/Lo
8.權(quán)利要求3所述的聚合反應(yīng)溫度為10°C-90°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及人工辣根過氧化物酶及其對酚類物質(zhì)的氧化聚合方法。人工辣根過氧化酶為鐵離子的鹽。在水溶液體系中，用雙氧水作為氧化劑，人工辣根過氧化物酶可以有效的模擬辣根過氧化物酶的催化作用，實(shí)現(xiàn)對酚類及其衍生物的氧化聚合。本發(fā)明提供的人工酶氧化聚合方法既具有辣根過氧化物酶的催化活性，又打破了天然酶對底物的專一選擇性，大大擴(kuò)展了可適用的單體范圍。同時(shí)該方法可在10-90℃的任何溫度下進(jìn)行，不受外界環(huán)境對酶催化活性的影響。本發(fā)明中的制備方法簡單，成本低，所用試劑綠色環(huán)保，適合大規(guī)模制備具有氧化還原活性的多酚類物質(zhì)。
文檔編號C12N9/08GK103224916SQ20131016991
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者關(guān)英, 田麗麗, 張擁軍 申請人:南開大學(xué)