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低温漂白催化剂

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锰系过氧化氢酶低温漂白催化剂的应用有哪些?

作者:山东中康新材料 发布时间:2022-03-31 09:31:01点击:32

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1.锰过氧化氢酶的模拟

    许多有催化活性的锰双氧水酶已被报道,锰金属对环境污染小,而且形成的许多双核锰配合物具有较高的催化活性,目前大部分双氧水酶都选择锰金属作为配位对象。学者们合成了各种类型的配合物,配合物的模型大致分为以下几种。

(1)苯基咪唑模型

    该种模型在杂环碱存在的条件下,能够大大提高双氧水的分解速率。同时也说明催化剂的催化可能需要一定的条件。

苯基咪唑催化剂

(2) 三氮环模型

    合成出一系列不同的双核锰配合物,这类配体即能形成热力学稳定的锰配合物,又具有氧化还原活性,在一定的条件下,锰配合物的化合价能够转变成可变的氧化态高价和混合价。l,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷 (Me,TACN)锰配合物是一类高效的催化剂;就算在常温,也具有很强的催化活性。该种配合物能够催化烷烃氧化生成相应的醇和酮,烯烃氧化生成环氧化物或着二元醇,醛和硫化物氧化生成亚砜和砜等等。1994年,某公司将Me3TACN双核锰配合物添加到洗涤剂中,并应用到市场中。但是,很高的催化活性也伴随着染料和纤维的损伤。后来被迫退出了漂白洗涤市场。

双核锰配合物催化剂

(3) 卟啉模型

    两个锰(Ⅲ)卟啉通过刚性配体连接成一整体;以酚氧二醛为前体合成的一系列开链或者闭环的希夫碱模型等。

双氧水漂白催化剂

(4)水杨醛希夫碱模型

    希夫碱金属配合物在乙腈溶液中能够快速催化双氧水分解。据有关资料报道希夫碱配合物[Mn(2-OH(X-sal)pn,X=H,(L1),OCH3,5-Cl,3,5-二氯或5-NO3;n=0或者2)是以1,3-二(水杨醛亚氨基)丙烷-2-醇(2-OHsalpn,L2)为基础的双核锰(Ⅲ)配合物,在乙腈溶液中有高活性,对[MnⅢ(2-OH(5-Clsal)pn]2的催化常数Kcat=21。9s-1。转化数可达到5000,催化剂应用时非常稳定,这是目前最高的双氧水模拟酶体系之一,此外,配体L2形成二聚体[Mn(salpn)(O)]2,对双氧水的分解也有很好的效果。

水杨醛希夫碱催化剂

2.低温漂白

    低温漂白是绿色化学的发展方向之一,一直以来都是国内外重点研究课题。过氧化物模拟酶,尤其是锰过氧化物酶在这个领域具有广阔的发展前景。以1,4,7-三氮杂环壬烷为配体的三氮环双核锰配合物对双氧水具有极高的歧化能力,产生的活性氧具有漂白能力。在一系列的研究中,发现三种三氮环配合物有非常高的漂白能力。当pH<9.5时,以图1-8中第一种和第三种的漂白能力最强,当pH大于9.5时,第二种漂白能力最强。三氮环配合物的结构如图所示:


image.png

    以吡啶基配体的双核锰配合物也被报道用于木质素的降解和纸浆双氧水漂白中作为催化剂,三联吡啶也被应用于洗涤等低温领域。以水杨醛希夫碱模型为基础的过氧化物模拟酶也被大量研究,并在洗涤和漂白领域获得不错的应用效果。根据参考文献,大多数应用于双氧水漂白的锰配合物对双氧水的漂白是以催化的形式进行的,很少的量就可以获得有效的催化活性,与TAED相比,即使用量是TAED的1/40,促漂能力仍比TAED高出130%,而且对纤维的损伤较小。这些配合物是目前公认的具有漂白能力的配合物,且大部分配合物都以金属锰作为配位金属。