酵素・メディエーターを用いた天然ゴムおよび合成ゴムの新規分解システムの構築

利用酶和介体构建天然橡胶和合成橡胶的新型分解系统

• 批准号: 14780452
• 负责人: 榎 牧子
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780452/
• 关键词: 環境低負荷技術; ゴム; 酵素; 生分解; リポキシゲナーゼ; 西洋わさびペルオキシダーゼ; 1,4-ポリイソプレン; 1,4-ポリブタジエン; 環境低負荷型処理

本研究では、環境低負荷型ゴム処理システムの構築を目的として、「酵素・メディエーターシステム」によるゴムの分解にとりくんだ。前年度はゴムの分解に対して有効な二つの酵素・メディエーターシステム、西洋わさびペルオキシダーゼ・1-hydroxybenzotriazole(HRP/1-HBT)とリポキシゲナーゼ・リノール酸(LPO/LH)の反応系を確立し、これらの反応系が天然ゴム製品、およびシス型とトランス型の1,4-ポリイソプレンの分解に有効であることを見出した。また、HRP/1-HBTのみがシス-1,4-ポリブタジエンを低分子量化した。本年度はこの結果を受けて、1、酵素・メディエーターシステムによる1,4-ポリイソプレンとシス-1,4-ポリブタジエンの処理後の官能基分析、2、HRP/1-HBTによるトランス-1,4-ポリブタジエンの分解、および3.低分子モデル化合物を用いた分解生成物の分析を行った。まず1、の結果、各ポリマー中に水酸基とカルボニル基が生じていた。しかし、1,4-ポリブタジエンの酵素・メディエーターによる低分子量化は1,4-ポリイソプレンに比べるとかなり遅く、酸化の進行は必ずしも主鎖の酸化的開裂を導かないことがわかった。次に2、の実験では、HRP/1-HBT処理によって、懸濁状態のトランス型はシス型と同様に低分子量化したが、フィルム状のトランス型はほとんど分解しなかった。この結果から、HRP/1-HBT系はシス型とトランス型の両方を分解するが、結晶領域の分解は遅いといえる。3、の研究では、低分子モデル化合物中のポリブタジエン構造の酸化が、ポリイソプレン型構造に比べて著しく遅いことが示され、1,4-ポリイソプレンと1,4-ポリブタジエンにみられた分解速度の違いは、モノマーユニットの化学構造に由来していることが示唆された。

This study で は, low environmental duty ゴ ム 処 Richard シ ス テ ム の build を purpose と し て, "enzyme メ デ ィ エ ー タ ー シ ス テ ム" に よ る ゴ ム の decomposition に と り く ん だ. Before the annual は ゴ ム の decomposition に し seaborne て have sharper な two つ の enzyme, メ デ ィ エ ー タ ー シ ス テ ム and western わ さ び ペ ル オ キ シ ダ ー ゼ · 1 - hydroxybenzotriazole (HRP / 1 - our HBT) と リ ポ キ シ ゲ ナ ー ゼ · リ ノ ー ル acid (LPO/LH) の し を 応 department established, こ れ ら の 応 department が natural ゴ ム products, お よ び シ ス type と ト ラ ン の ス type 1, 4 - ポ リ イ ソ プ レ ン の decomposition に have sharper で あ る こ と を shows し た. Youdaoplaceholder0, HRP/1-HBT みがシス みがシス-1,4-ポリブタジエ を を low molecular quantification た. Results this year は こ の を by け て, 1, enzyme メ デ ィ エ ー タ ー シ ス テ ム に よ る 1, 4 - ポ リ イ ソ プ レ ン と シ ス - 1, 4 - ポ リ ブ タ ジ エ ン の 処 の of functionality after analysis, 2, 1 - our HBT HRP / に よ る ト ラ ン ス - 1, 4 - ポ リ ブ タ ジ エ ン の decomposition, お よ び 3. Low-molecular-weight モデ を compounds を are decomposed by た た and the products are analyzed by を rows った. Youdaoplaceholder0 1. The results show that the に water acid groups in each ポリ and ポリ が groups of ボニ and ボニ generate じて and た た た. し か し, 1, 4 - ポ リ ブ タ ジ エ ン の enzyme, メ デ ィ エ ー タ ー に よ る low molecular quantitative は 1, 4 - ポ リ イ ソ プ レ ン に than べ る と か な り 遅 く, acidification の は will ず し も master lock の acidification of cracking を guide か な い こ と が わ か っ た. に 2, の be 験 で は, HRP / 1 - our HBT 処 に よ っ て, clouding の ト ラ ン ス type は シ ス type と with others に low molecular quantitative し た が, フ ィ ル ム shape の ト ラ ン ス type は ほ と ん ど decomposition し な か っ た. こ の results か ら, HRP / 1 - our HBT は シ ス type と ト ラ ン ス type の struck party を decomposition す る が, crystal field の decomposition は 遅 い と い え る. 3, の で は, low molecular モ デ ル compounds の ポ リ ブ タ ジ エ ン tectonic の acidification が, ポ リ イ ソ プ レ ン type structure に than べ て in し く 遅 い こ と が shown さ れ, 1, 4 - ポ リ イ ソ プ レ ン と 1, 4 - ポ リ ブ タ ジ エ ン に み ら れ た decomposition speed の violations い は, モ ノ マ ー ユ ニ ッ ト の chemical structure に origin し て い る こ と が Sot された.

项目成果

Makiko Enoki, Yoshiharu Doi, Tadahisa Iwata: "Oxidative Degradation of cis-and trans-1,4-polyisoprenes and Vulcanized Natural Rubber with Enzyme-Mediator Systems"Biomacromolecules. Vol.4, Issue 2(In press). (2003)

Makiko Enoki、Yoshiharu Doi、Tadahisa Iwata：“利用酶介体系统氧化降解顺式和反式 1,4-聚异戊二烯和硫化天然橡胶”生物大分子。

M.Enoki, Y.Doi, T.Iwata: "Oxidative degradation of cis-and trans-1,4-polybutadienes by horseradish peroxidase/1-hydroxybenzotriazole"Polymer Degradation and Stability. (In press). (2004)

M.Enoki、Y.Doi、T.Iwata：“辣根过氧化物酶/1-羟基苯并三唑对顺式和反式 1,4-聚丁二烯的氧化降解”聚合物降解和稳定性。