本发明专利技术提供了以下方法，该方法用至少一种具有过水解酶活性的酶，在过氧化氢（浓度至少为５００ｍＭ）存在下，在中性至酸性反应条件下，从合适的羧酸酯（包括甘油酯）和／或酰胺底物原位产生浓过酸水溶液。所产生的浓过酸溶液足以用于各种消毒和／或漂白应用中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用过水解酶酶法生产过酸5 本申请要求2005年4月29日提交的美国临时申请第60/676,116号的权益。专利
本专利技术涉及有机过酸合成和酶催化领域。10专利技术背景过酸已在多种应用中被用于消毒。美国专利第6,545,047 Bl号 描述了用含有一种或多种过酸的抗微生物组合物对动物畜体进行卫 生处理的方法。美国专利第6,183，807 B1号描述了用含有一种或多种l5 过酸的抗孩i生物组合物对肉制品进行清洁和卫生处理的方法。美国 专利笫6,183,807 B2号描述了通过口服给予有效量的过酸来控制动物 胃肠道中^[設生物群的方法。美国专利申请出版物第20030026846 Al 号描述了使用过酸/酸组合物来控制活植物组织上的病原生物的方 法。美国专利第5,683,724号描述了防止用于传送或加工食物产品和20 包装食品的水流(aqueous stream)中孩i生物生长的方法，该方法使用有 效抗孩么生物浓度的过酸。过酸可通过羧酸与过氧化氬的化学反应来制备(参见Organic Peroxides, Daniel Swern (编辑)，第1巻第313-516页；Wiley Interscience: New York)。该反应往往通过强无机酸如浓碌,酸催化。过氧化氬与羧25 酸的反应是一个平衡反应，使用过量浓度的过氧化物和/或羧酸或者 除去水来有利于过酸的生产。该用于过酸生产的化学反应有几个缺 点l)用以促成过酸生产的高浓度羧酸可导致使用含过酸溶液时的不 适宜气味，2)过酸在溶液中随时间推移往往不稳定，在使用前的储藏过程中溶液中的过酸浓度会降低，3)由于使用了浓硫酸作为催化剂， 配方往往呈强酸性。克服过酸化学生产的缺点的一种方法是采用酶 催化剂代替强酸催化剂。酶催化剂的使用使得可以在使用时快速生5 酸浓度未知的过酸溶液的问题。通常通过与过氧化氢的直接化学反应用于生产过酸的高浓度羧酸，对于过酸的酶法生产是不需要的， 在酶法生产中酶催化的反应可使用羧酸酯或酰胺作为底物，其浓度 比通常在化学反应中所用的要低得多。酶反应可在很大pH范围内进行，这取决于给定pH下的酶活性和稳定性以及给定pH下过水解酶 10 的底物特异性。酶能催化酯和酰胺的过水解(perhydrolysis)产生相应的过氧羧酸(方程式1和2)，但是，大多数已知的使用酶催化剂从相应羧酸酯或酰胺制备过酸的方法，其所产生和积累的过酸都达不到各种应用中有效消毒的足够高浓度。 15 方程式l.无机过氧化物RAC(0)ORB -~> R八-C(O)OOH + HORB脂肪酶、酯酶或蛋白酶20方程式2.无机过氣化物RAC(0)NRBRC-- R八-C(O)OOH + HNRBRC蛋白酶25 将过氧化氢用作羧酸酯或酰胺的酶促过水解的酶底物会有问题，因为已知过氧化氢会氧化性地使多种酶失活(M. R. Gray,历0&c/2 vWv., 7:527 (1989))。 K. Kleppe CB/oc/2em/^7, 5:139 (1966》报道说，过 氧化氢通过修饰蛋白质中的某些氨基酸残基来使酶失活，其中在酸 性pH值下曱硫氨酸容易被氧化呈曱硫氨酸亚砜，在碱性pH值下色30氨酸被石皮坏。D. A. Estell等(丄S/o/. C/2em., 260:6518 (1985))描述了过 氧化氢对含有曱硫氨酸、半胱氨酸和色氨酸残基的酶的失活作用，证明分别用0.1 M或1.0 M过氧化氢不到6分钟或4分钟就使解淀粉 芽孢杆菌(B"c〃/ws awy/c^,e/ac/em)的枯草杆菌蛋白酶〉80%失活。 M. B. Arnao等(祝oc/h.w.祝op/y^. ^cto, 1041:43 (1990))报道了 5 mM -5 50 mM过氧化氢对过氧化物酶的失活作用，B. Valderrama等 (C72渭/对rV &说o/。gy, 9:555 (2002))综述了氧化物质如过氧化氬对过氧 化物酶的失活作用。P. F. Greenfield等(」"a/. 5z'oc/2ew., 65:109 (1975》 报道了过氧化氢浓度增加会导致葡糖氧化酶的失活增加。对于头孢 菌素C向7-氨基头孢烷酸的转化，D-氨基酸氧化酶和戊二酰酰化酶 10 都被氧化酶所产生的过氧化氢副产物所失活(F. Lopez-Gallego等，Jc/v. S，仇Q to/., 347:1804 (2005》。鉴于这些和其它的教导内容，先前报 道的过酸的酶促生产方法采用了低浓度的所添加过氧化氬，其中低 浓度的过氧化氲预期会减少或限制过水解反应过程中的酶失活作 用。15 美国专利第3,974,082号("'082专利")描述了适于衣用洗涤剂应用的漂白组合物的生产，该应用是将待漂白材料与含有能释放氧的 无机过氧化合物、酰基烷基酯和能够水解该酯的酯酶或脂肪酶的水 溶液相接触。'082专利中所述的漂白组合物具有高度碱性(使用了诸 如三磷酸五钠或碳酸钠的緩沖剂)，但有关所述的组合物中所产生的给出。'082专利中所述的漂白组合物含有最高达40%重量的过氧化 合物(per-compound)，例如过氧化氢或者过碳酸、过硼酸、过硅酸和 过磷酸的碱金属盐。该漂白组合物以最高达12.5克/升水的量加入到 水中，以引发酶催化的过水解反应，其中酶催化的过水解反应中存 25 在的过氧化氢的最大浓度为5克/升，相当于大约147mM过氧化氢。 美国专利第5,296,161号("'161专利")描述了在高温和低温洗涤 应用中都能提供增强的污垢除去能力的活化氧化剂系统。该氧化剂 系统能够通过酶促过水解原位产生> 0.1卯m过酸，其中在不添加酶 的情况下酯底物不能够发生实质性化学过水解。该氧化剂系统使用过氧源(source of peroxygen)、脂肪酶或酯酶和甘油酯或单酰基化乙二 醇或丙二醇衍生物来产生过酸。'161专利的氧化剂系统中最优选的酶 底物是三辛酸甘油酯或三癸酸甘油酯，酶促反应在7.5-11.0的pH下 5 进行，该专利的任何所附实施例都没有证实生产出大于10 ppm的过 酸。在所例举的过水解反应中存在的过氧化氢最高浓度是1314 ppm， 相当于大约38.6mMH202。美国专利第5,364,554号描述了使用蛋白酶、过氧化氢源和优选 化学上不可过水解的酯底物在水溶液中原位产生过酸的活化氧化剂10 系统。还^^开了漂白的方法和形成过酸的方法。酶促反应在约8.0-10.5 的pH下进行，该专利的任何所附实施例都没有证实生产出大于5 ppm 的过酸。在所例举的过水解反应中存在的过氧化氢最高浓度是400 ppm，相当于大约11.8mMH202。O. Kirk等(5,ocato/，h， 11:65-77 (1994))研究了水解酶(脂肪酶、15 酯酶和蛋白酶)催化用过氧化氢对酰基底物过水解而形成过氧羧酸的 能力，报道说过水解在含水系统中进行的效率非常低。此外，他们 发现脂肪酶和酯酶将过羧酸降解成了相应的羧酸和过氧化氬。他们 还发现蛋白酶在水中既不降解也不催化羧酸酯的过水解。作者推断， 酯酶、脂肪酶和蛋白质一般来说不适宜于在含水环境中催化简单的20 酯如辛酸甲酯和三辛酸甘油酯的过水解。所要解决本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种产生浓过酸水溶液的方法，所述方法包括： ａ）提供一组过酸反应成分，所述成分包括： １）至少一种选自以下的底物： ｉ）具有以下结构的酯 Ｒ↓［１］－＊－Ｏ－Ｒ↓［２］ 其中Ｒ↓［１］＝任选被羟基或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烷氧基取代的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］直链或支链烷基，Ｒ↓［２］＝Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］直链或支链烷基、（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］－Ｏ）↓［ｎ］Ｈ或（ＣＨ↓［２］ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－Ｏ）↓［ｎ］Ｈ，ｎ＝１－１０； ｉｉ）具有以下结构的甘油酯 Ｒ↓［１］－＊－Ｏ－ＣＨ↓［２］－＊Ｈ－ＣＨ↓［２］－ＯＲ↓［４］ 其中Ｒ↓［１］＝任选被羟基或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烷氧基取代的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］直链或支链烷基，Ｒ↓［３］和Ｒ↓［４］各自为Ｈ或Ｒ↓［１］Ｃ（Ｏ）； ｉｉｉ）具有以下结构的酰胺： ＊＊＊ 其中Ｒ↓［５］和Ｒ↓［６］＝Ｈ或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［５］直链或支链烷基； ２）过氧源，其在将所述反应成分组合时即能提供浓度至少为５００ｍＭ的过氧化氢； ３）至少一种具有过水解酶活性的酶催化剂，其中所述酶催化剂选自脂肪酶、酯酶、蛋白酶和它们的混合物； ｂ）将所述各反应成分在约２．５至约７．５的ｐＨ下组合，由此在将所述各反应成分组合后至少约５分钟至约２小时内产生出浓过酸溶液。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R迪科西莫，MS佩恩，EC汉，VB克劳德，JE加瓦根，LW沃纳，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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