一种用漆酶催化合成环氧植物油的方法
【专利摘要】本发明属于材料合成领域，涉及一种漆酶介体的制取和一种环保塑化剂的合成，具体涉及到一种用漆酶/介体系统催化合成环氧植物油的方法。将植物油加入到分散剂中，向其中加入漆酶和介体，在一定温度下反应一定时间，分离得到环氧植物油。本发明提供了一种环境友好的催化体系，催化条件温和，在35-60度条件下反应2-48h即可获得环氧植物油，反应过程对设备无污染，植物油的转化效率高达90％以上。
【专利说明】
一种用漆酶催化合成环氧植物油的方法
技术领域
[0001]本发明属于材料合成领域，涉及一种环保塑化剂的合成，具体涉及到一种用漆酶催化合成环氧植物油的方法。
【背景技术】
[0002]石油是不可再生的资源，虽有人提出石袖枯竭后，将返回到以煤炭作为有机化合物生产的原料，但考虑到以煤炭为原料也将产生与石油相类似的问题，所以人们更倾向于利用可再生无毒生物原料以取代石油、煤炭生产有机化台物。
[0003]现在的许多研究，已经将生物原料作为有机合成的初级原料来进行研究，但是在有机合成过程中往往使用的是传统的化学方法，或者化学方法占主要步骤，这对于建立环境友好型的社会来说研究工作做的并不彻底，还有潜力可以探寻。
[0004]目前关于漆酶的应用研究，主要集中在造纸和纺织工业中，用其去除木材纤维中的木质素。直到1990年Bourbonnais报道在ABTS作为传递电子的介质分子帮助下，实现了对非酚类物质一一苯醇的氧化，才实现了漆酶介质体系在降解未漂白纸浆中残余木质素的成功应用。这些介体是一些低氧化还原电势的化合物，在漆酶生物漂白中作为电子传递的载体。这大大拓宽了漆酶底物的种类和所能催化的反应类型，推动了漆酶研究的发展。随着漆酶/介体的研究不断深入，生物酶的作用底物也不断拓宽，同时也引入了一个新的问题，介体的成本和获得的难易成为制约漆酶催化的关键。
[0005]本发明旨在提供一种新的漆酶/介体催化体系，体系中的介体具备易得、环保和成本低等优点，用此漆酶/体体系催化合成环氧植物油，具有催化条件温和、对设备无污染和植物油转化率高的特点。
[0006]环氧植物油基类产品由于其分子结构中无芳香环结构以及原料的可再生性，在塑料、涂料工业、新型高分子材料、橡胶等工业领域中有广泛的应用。用于催化植物油合成环氧植物油，目前多数是化学催化剂，包括传统的有机酸和新型的甲基三氧化铼、分子筛、杂多化合物类、类水滑石类等，上述催化剂的共同缺点是，其氧源是过氧化氢，助剂是酸类，这对于合成环氧植物油的设备要求很高，需要耐腐蚀，同时催化过程中也会产生大量废水，对环境造成污染。
[0007]漆酶介体应用于有机合成上的研究处于起步阶段，本发明提供了一种天然介体，对漆酶介体在合成领域的广泛应用提供了一种可能。
【发明内容】
[0008]本发明旨在提供一种环境友好的生物催化方法，即漆酶/天然介体催化体系，用于催化合成环氧植物油，实现了环氧植物油的合成。
[0009]本发明中所用的原料为蓖麻油，大豆油、橡胶籽油、棕榈油、棉籽油、菜籽油、玉米油等植物油。
[0010]本发明具体实施方案是:
[0011]称取植物油，放入到10%的吐温-20分散剂中，向其中加入200— 600U的漆酶和200—600mg介体，在35?60°C下振荡反应2?48h，反应后液体先静置分液，回收漆酶和介体的水溶液，剩余油脂蒸馏，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0012]所述的漆酶的制备方法是:将白腐菌或杏鲍菇接入土豆培养基中，在温度25-30°C培养10-25天，转接到麸皮培养基中，培养10-25天，发酵菌丝固体用1:5的水洗后，再浓缩，得到粗酶液，以2，2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为底物，测定粗酶液的漆酶活力在(U)产生的漆酶；
[0013]所述的介体为汽爆秸杆水洗液的制备方法是:将秸杆经过汽爆(汽爆压力
0.8Mpa-2.0Mpa,维压时间2min_8min)处理后，用体积比为1:3的水溶液在室温下浸提汽爆秸杆3-5h后，过滤、浓缩汽爆秸杆水提液，再经石油醚、乙醚、乙酸乙酯、氯仿四种有机溶剂的一种或多种依次萃取12h，每种有机溶剂的加入比例是汽爆秸杆水提液体积的1-2倍。萃取结束后，将萃取剂风干得到的固形物，用甲醇溶液溶解得到介体。
[0014]所述的介体的测定方法是:用福林酚法测定总酚含量，即为介体的含量，单位是毫克。
[0015]本发明与现有技术相比，其优点在于:
[0016](I)本发明采用漆酶介体体系催化，对设备无污染，催化剂易分离；
[0017](2)本发明采用的催化体系，催化条件温和，生产能耗低；
[0018](3)本发明采用的漆酶介体无毒、易得、环保，是天然高效的漆酶介体；
[0019](4)本发明采用的漆酶介体体系催化剂，植物油的转化效率高，可达90%以上；
[0020](5)本发明采用的催化体系，对环境友好，可达到污染物的零排放。
【具体实施方式】
[0021]本发明对所合成的环氧植物油的碘值、酸值和环氧值的测试方法如下:
[0022]环氧值的测定:GBT1677-2008增塑剂环氧值的测定
[0023]实例I
[0024]取Ig蓖麻油加入到200ml 10 %的吐温-20分散剂中，向其中加入500U漆酶，500mg介体，在50°C水浴摇床中振荡反应12h取出，置于分液漏斗中静置分层，下层水溶液回收，上层油溶液50°C旋转蒸发，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0025]测得:环氧值为:6.03%
[0026]实例2
[0027]取Ig大豆油加入到200ml 10%的吐温-20分散剂中，向其中加入250U漆酶，250mg介体，在50°C水浴摇床中振荡反应Sh取出，置于分液漏斗中静置分层，下层水溶液回收，上层油溶液50°C旋转蒸发，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0028]测得:环氧值为:2.45%
[0029]实例3
[0030]取Ig橡胶油加入到200mll0%的吐温-20分散剂中，向其中加入300U漆酶，300mg介体，在36°C水浴摇床中振荡反应48h取出，置于分液漏斗中静置分层，下层水溶液回收，上层油溶液50°C旋转蒸发，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0031]测得:环氧值为:1.34%
[0032]实例4
[0033]取Ig棕榈油油加入到200mll0%的吐温-20分散剂中，向其中加入400U漆酶，300mg介体，在60 °C水浴摇床中振荡反应2h取出，置于分液漏斗中静置分层，下层水溶液回收，上层油溶液50°C旋转蒸发，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0034]测得:环氧值为:1.23%
[0035]实例5
[0036]取Ig菜籽油加入到200mll0%的吐温-20分散剂中，向其中加入500U漆酶，500mg介体，在45°C水浴摇床中振荡反应1h取出，置于分液漏斗中静置分层，下层水溶液回收，上层油溶液50°C旋转蒸发，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0037]测得:环氧值为:3.2%
[0038]实例6
[0039]取Ig玉米油加入到200ml 10%的吐温-20分散剂中，向其中加入200U漆酶，200mg介体，在35°C水浴摇床中振荡反应1h取出，置于分液漏斗中静置分层，下层水溶液回收，上层油溶液50°C旋转蒸发，除去多余水分，得到环氧植物油。
[0040]测得:环氧值为:2.5%。
【主权项】
1.漆酶催化合成环氧植物油的方法，步骤如下: 取Ig植物油加入到分散剂中，向其中加入200-600U的发酵所得的粗酶液和200-600mg经汽爆玉米秸杆水洗液经萃取得到的介体溶液，在35-60°C条件下振荡反应2-48h，反应后液体先静置分液，回收漆酶和介体的水溶液，剩余油脂蒸馏，除去多余水分，得到环氧植物油。2.按权利要求1所述的漆酶催化合成环氧植物油的方法，其特征在于，所用介体为汽爆秸杆水洗液经石油醚、乙醚、乙酸乙酯和氯仿这四种溶液中一种或两种以上混合萃取得到的甲醇溶液。3.按权利要求1所述的漆酶催化合成环氧植物油的方法，其特征在于，所用漆酶是由杏鲍菇、白腐菌发酵制得的粗酶液。4.按权利要求1所述的漆酶催化合成环氧植物油的方法，其特征在于，所用植物油为蓖麻油、大豆油、橡胶籽油、棕榈油、棉籽油、菜籽油、玉米油等植物油。
【文档编号】C11C3/00GK105985866SQ201510040938
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】陈洪章, 张思婧, 邱卫华
【申请人】中国科学院过程工程研究所