辣根和原子转移自由基聚合 – 一个绿色的组合

瑞士巴塞尔大学(University of Basel)的研究人员们发现:一种来源于常见的辣根(Horseradish)植物根部的过氧化物酶可以作为新型的催化剂用于原子转移自由基聚合反应(atom transfer radical mobile casino polymerization,ATRP)。

酶是天然的催化剂。没有它们,生命将无法继续,它们使细胞内外的化学反应可以在温和的条件下进行。酶也被证实是对合成化学家们非常有益的工具,它们环保,无毒,而且具有高度选择性,是常规催化剂的非常好的替代品。

然而,酶活性在聚合反应中的应用还仅限于一些传统的聚合反应,如缩聚,或者自由基聚合。原子转移自由基聚合(ATRP)是一种可控的自由基聚合反应,可用于精确合成具有复杂结构和成分的聚合物,具有可观的商业价值,不过目前只能通过过渡金属复合物来催化进行。

Nico Bruns 和同事们(瑞士巴塞尔大学)报道了发现的一种从普通辣根植物根部获得的过氧化物酶。这种酶可以用于催化特定条件下的ATRP聚合反应。利用这种方法制备的聚合物表现出典型的ATRP反应聚合物产物的特征:如溴终止的聚合物链,产物分子量分布窄。虽然对于该聚合反应的机理还在研究之中,他们的结果还是能够证实聚合反应确实是通过ATRP进行,但是伴随着一定程度的副反应,从而降低了反应的可控性。

这种新的酶活性,被研究人员命名为“ATPR酶”活性,可以为我们提供安全、廉价、无毒性的可以用于食品包装聚合物材料。这类ATRP酶很有可能成为传统ATPR反应催化剂的绿色替代品。

Sigg, S., et. al.  Macromolecular Rapid Communications 2011; DOI: 10.1002/marc.201100349