[發明專利]聚苯乙烯型樹脂的氨基化方法、氨基化樹脂固定酶的方法

有效

• 申請號: 202110329787.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112707977B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 洪浩;肖毅;張娜;林漢;潘龍;維亞撒·威廉姆斯;馬利騰;崔瑜霞;高妍妍
• 申請（專利權）人: 凱萊英醫藥集團（天津）股份有限公司
• 主分類號: C08F8/44
• 分類號: C08F8/44;C08F112/08;C12N11/082
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發明提供了一種聚苯乙烯型樹脂的氨基化方法、氨基化聚苯乙烯型樹脂固定酶的方法。該氨基化方法包括：在溶劑中，利用催化劑催化聚苯乙烯型樹脂和烯胺鹽進行傅克烷基化反應，得到氨基化的聚苯乙烯型樹脂，其中，催化劑為路易斯酸催化劑。利用傅克烷基化反應將烯胺鹽接枝至聚苯乙烯型樹脂上，對聚苯乙烯型樹脂完成氨基化，傅克烷基化反應的條件易于控制，后處理流程簡單，只需要通過洗滌將催化劑和未反應的烯胺鹽去除即可，因此本申請的上述氨基化方法步驟少、簡單易操作，與此同時，該氨基化方法還避免了貴金屬催化劑的使用，減少了生產成本。所得聚苯乙烯樹脂作為酶固定化載體時有較好的固定化效果和重復使用性，大大擴充了酶固定化載體庫。

技術領域

本發明涉及酶的固定化技術領域，具體而言，涉及一種聚苯乙烯型樹脂的氨基化方法、氨基化聚苯乙烯型樹脂固定酶的方法。

背景技術

相較與化學催化劑，生物催化劑—酶因其高活性、選擇性和底物的專一性好而被廣泛應用于工業生產過程中。生物催化正在成為化學品、中間體、精細化學品和最終藥物分子制造計劃的重要組成部分。雖然酶具有高的區域選擇性，高的催化效率和溫和的反應條件，但由于游離酶的催化活性受到溫度、pH值、溶劑等因素影響，很容易失活。隨著工藝需求的不斷擴大，對酶應用的效率和經濟性的要求也就越來越高。因此，這不僅需要增強酶活性、特異性和生產力，還需要提高酶的可回收性和重復利用性。

通過將酶固定到固體載體上來實現固定化，由此獲得非均相固定化酶系統為上述問題提供了一個很好的解決方法。固定化酶在保持了酶特有的催化性能的同時，還呈現出穩定性高，分離回收容易，可重復操作使用，工藝簡便等一系列優點。固定化酶的性能主要取決于固定化方法和所用的載體材料。按照酶與載體不同的結合方式，可以分為吸附法、共價結合法、交聯法以及包埋法等。其中吸附法是酶與載體通物理吸附作用、范德華力、疏水作用等結合，因操作簡單方便、吸附容量大、工業成本低等優點，是固定化酶最常用的方法。但是由于載體和酶之間是用過物理吸附作用結合，結合力較弱，所以存在著酶在重復使用過程中從載體上脫落的問題，而導致轉化率下降。共價結合法是將酶和載體通過共價鍵連接起來。因此載體上必須帶有相應的可以和酶反應生成共價鍵的官能團。相較與吸附法，酶與載體的鏈接更加牢固，不會存在使用過程中酶掉落的問題，穩定性和循環性更好。

20世紀70年代初，Davankov等通過Friedel-Crafts反應將線型聚苯乙烯交聯或將低交聯聚苯乙烯再交聯合成了一類結構獨特、性能優良的多孔聚合物。根據其制備方式，這類反應稱為超高交聯反應(又稱為Davankov超高交聯反應)。由超高交聯反應制備的多孔聚合物稱為超高交聯型吸附樹脂。超高交聯型吸附樹脂被認為是繼凝膠型、大孔型吸附樹脂后的第三代吸附樹脂。超高交聯吸附樹脂通常具有比表面積大、平均孔徑小、孔徑分布窄、機械強度好等結構特征，目前在有毒有機廢水的治理、中草藥與抗生素的提取、氣體的儲存分離等領域顯示了廣闊的應用前景。

由于氨基具有較好的反應活性，強的受電子性，且易質子化，氨基化的聚苯乙烯樹脂在有機藥物的分離與鈍化、生物醫用高分子材料、污水處理吸附、高分子催化劑載體等領域有著不可預估的前景。現在合成胺基化的聚苯乙烯樹脂的方法主要有以下幾種：

硝基化合物還原法：由硝基化合物經過還原反應得到氨基化合物是合成胺基化聚苯乙烯樹脂的一個重要方法。其工藝路線很多，主要有下述幾種方式：

催化加氫還原：催化加氫還原法主要是以貴重金屬或其合金作為催化劑，例如Ni、Pd、Pt 等，反應條件達到一定的溫度和壓力時，硝基被還原成氨基。此種方法擁有許多優點，首先可減少人力的投入、機械操作性強；其次，得率較高、產物純度高、反應步驟可控、綠色無污染。但是其過程中需要貴金屬催化，且需要高溫高壓，對設備的要求較高。這些無疑大大加大了材料的合成成本。水合肼還原法：此方法中需添加催化劑來促進反應的進行，常用的催化劑一種是貴金屬類及其合金，通常包括 Pd/C、Pt/C、Raney Ni等。