[發明專利]一種漆酶在催化甲基丙烯酸酯單體聚合中的應用

有效

• 申請號: 202010360964.2
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111321174B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 楊捷;林沚葳;葉秀云
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C12P7/625
• 分類號: C12P7/625;C12P7/62;C12N9/02;C12R1/645
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 饒文君;蔡學俊

本發明提供一種漆酶在催化甲基丙烯酸酯單體聚合中的應用，屬于有機合成領域。使用漆酶催化合成兩種甲基丙烯酸酯（methacrylates）單體聚合物：聚甲基丙烯酸羥乙酯（pHEMA）、甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）與甘油二甲基丙烯酸酯（GDMA）的共聚物（p(HEMA?co?GDMA)），整個反應體系由漆酶、引發劑及單體底物組成，產物收率可以達到95%以上，進一步發展了漆酶作為綠色催化劑的應用潛力，為漆酶在有機合成方面的應用提供理論支持。

技術領域

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種漆酶在催化甲基丙烯酸酯（methacrylates）單體聚合中的應用。

背景技術

漆酶（EC1.10.3.2）是一類含銅氧化酶，底物范圍廣，能催化多種酚類及非酚類物質的氧化。漆酶具有雙功能性，可以使目標化合物發生氧化耦合或鍵斷裂。漆酶能夠用于催化多種單體的自由基聚合，如兒茶酚、苯胺及含乙烯基的單體丙烯酰胺等，合成多種有價值的聚合材料。

乙烯基聚合物用途廣泛，在醫療、造紙、建材等多個產業均有應用，如生產橡膠、塑料、水凝膠等制品。其中的甲基丙烯酸酯聚合物具有穩定、耐用、高強度、高硬度等優點，常用于醫療、牙科材料及其他工業領域。例如，甲基丙烯酸羥乙酯（hydroxyethylmethacrylate, HEMA）是被研究和使用得最多的親水性甲基丙烯酸酯單體，含HEMA的聚合物常被用于制備牙科粘合劑、隱形眼鏡、組織修復、藥物載體等高價值材料，并且因其具有一定的吸附性，也被用作吸附劑。

乙烯基單體的自由基聚合通常需要通過高溫、化學或光引發。利用生物酶催化自由基聚合具備反應條件溫和、環境友好的特點，且可以避光反應，有利于生產光敏或溫敏材料。漆酶由于反應過程中無需添加過氧化氫或其他輔助因子，與其他氧化酶如過氧化物酶相比是一種更具可持續性的方法。但是目前關于漆酶催化乙烯基單體的報道較少，僅有的報道也集中于漆酶催化丙烯酰胺的聚合。因此，研究漆酶對甲基丙烯酸酯單體的催化聚合，探究反應條件及反應產物性質可以進一步推進酶催化有機合成的發展，也為漆酶在有機合成方面的應用提供理論依據。

發明內容

本發明的目的在于提供一種漆酶在催化甲基丙烯酸酯（methacrylates）單體聚合中的應用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

所述聚合反應含有漆酶、引發劑和甲基丙烯酸酯單體。

所述漆酶來源于一色齒毛菌（Cerrena unicolor）或Trametes versicolor。

所述一色齒毛菌（Cerrena unicolor）為一色齒毛菌（Cerrena unicolor）87613、一色齒毛菌（Cerrena unicolor）6884、或一色齒毛菌（Cerrena unicolor）5.1011。

所述引發劑為丁香酸（SA）、丁香醛（SYR）、2,2'-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽（ABTS）、1-羥基苯并三唑（HBT）、4-溴苯磺酸（BBSA）、磺酸、亞磺酸、亞磺酸鹽、對甲苯亞磺酸鈉（SPTS）中的一種。

所述甲基丙烯酸酯單體包含甲基丙烯酸羥乙酯、甘油二甲基丙烯酸酯中的一種或以上。

其中，底物為甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）單體，漆酶的加酶量為0.04-0.14 U/mg單體，再加入對甲苯亞磺酸鈉至6.0-26.7 mM，充分混合后，在20-40 ℃條件下反應4-20 h，收集獲得pHEMA產物。