[发明专利]表面活性剂用于酚及芳香胺类聚合物的酶促合成

说明书

本发明属于具有光电性质的高分子材料的合成工艺。

功能高分子材料，有机固体功能材料的研究由于其重要的理论意义和在高技术方面的潜在应用前景近十几年来得到了迅猛的发展。而作为新功能性材料的具有光学，电学性质的有机高分子材料早已引起人们的极大关注（J.E.Frommer，R.R.Chance，Encyclop.Polym.Sci.&  Eng.，15，462，1986），这些有机光电高分子的共同特点是具有共轭长链体系的高分子有机化合物，其中许多材料，尤其是芳香族高分子聚合物以其独具的电学、光学和磁学性质，表现出电化学聚合成膜性质、可逆掺杂特性、空气稳定性的特点;而且由于某些材料的小尺寸效应和结构中大π共轭体系的电子离域而具有突出的导电性.光学非线性、溶剂化变色、热至变色、电至变色功能及其电磁干扰性质（A.G.MacDiarmid，et  al，.M.Polym.Prep.121，195，1984.E.M.Genies，Synth.Met，.36，139，1990），近年来这些导电高分子材料的实际应用研究已经迅速展开，其中包括一、二次电池、太阳能电池、电子显示装置、电子器件、电磁波吸收及屏蔽、光电开关、光存储器以光电传感器等方面。（R.B.Kaner，et  al，.Sci.Am，258（2），60，1988）。展示出在化学电源、电工、电子材料、磁性材料、光电材料和分子器件等方面极其美好的前景。

目前这一类材料中除了人们早期大量研究的聚乙炔外，带有芳香环的聚合物研究得最多（D.R.Ulrich，Mol，Cryst.Liq.Crist.100∶1，1988），包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚亚苯、聚并苯等。另外，近几年有机超微粒（有机纳米材料或介观材料）研究的飞速发展，使得人们对粒径介于1-100nm之间的高分子材料特别重视，因为其小尺寸效应而产生出独特的光学、电学和磁学性质（李良果等  化工新型材料12∶12，1991），尤其是具有共轭体系的有机光电高分子材料。近年来新型导电高分子材料的合成，结构与导电机制，空气稳定性，加工性能及其应用研究都取得了很大的进展。但是这些材料的合成大都是采用化学法或电化学法得到的，合成难度较大，合成的聚合物分子量无法人为控制，而且所合成的聚合物仅局限于几个种类。

过氧化物酶广泛存在于高等植物中，酚类及芳香胺类化合物可以在过氧化物酶催化下通过自由基氧化机制发生聚合反应。（Mann，P.J.G  et  al.，Porc.Roy.Soc，110B：47  1935。Daniels.D.G.H，et  al.，J.Chem.Soc.3433，1951.Daniels.D.G.H，et  al.，J.chem，Soc，322.1953），但在过去的三十几年里，由于聚合产物在水溶中很难溶解，无法得到高分子量的聚合物，所以这一性质一直没有得到广泛地应用。Dordick和Klibanov等人采用过氧化物酶在含有有机溶剂的介质中反应，得到了分子量2万以上的聚合物（Dordick，J.S，et.al，.Biotechnol，Bioeng  30（1）31，1987.Ryn.KDordick  J.S.J.Am  Chem  Soc，111（20）8026，1989），但是用这种方法所合成的高分子聚合物分子量分布较宽，分子量较大。

采用过氧化物酶系在有机相溶液中合成的高分子聚合物是一种具有共轭芳香环的高分子聚合物，这一特点是一般化学方法难以完成的。我们也曾采用控制有机溶剂的种类，浓度以及有机溶剂与水溶液混合条件的方法，得到了分子量分布较窄，具有不分子量的高分子聚合物。但是我们知道在有机相溶液中酶有以下几个不利因素：（1）酶的溶解性能较差，不能充分的发挥其催化功能;（2）由于有机溶剂对酶分子的变性作用，使酶的稳定性很差;（3）在水不互溶的有机溶剂中，酶与底物的接触是界面式的，更不利于酶的催化反应;（4）由于在一定的有机溶剂中，所合成的聚合物过高时不能溶解，聚合物的沉淀影响了酶与底物的接触，聚合反应不能继续，使所合成的聚合物分子量分布变宽，产物收率低，产品成本较高。因此，要得到分子量大小适当，分子量分布较窄，成本低廉的高分子聚合物必须采用新的方法。

本发明的目的就是利用过氧化物酶系能够催化合成聚酚和聚芳香胺类化合物的性质以及表面活性剂在水中形成胶束能增溶不溶性的单体或底物的特点，提供一种高效的，酶稳定性较好的，成本低廉的可以有效控制聚合物分子量的，工业上适用的有机高分子材料的合成方法。