用还原瓮染料和硫化染料染色的酶促方法技术

本发明专利技术涉及对材料染色的方法，它包括：（ａ）用包含一种或多种还原瓮染料和／或一种或多种还原硫化染料的染色体系处理材料；以及（ｂ）用一个氧化体系氧化吸附在处理的材料上的一种或多种还原瓮染料或者一种或多种还原硫化染料，所述氧化体系包含：（ｉ）氧源和一种或多种显示氧化酶活性的酶或者（ｉｉ）过氧化氢源和一种或多种显示过氧化物酶活性的酶，从而将一种或多种还原染料转化为它们原来的氧化不溶性有色形式；其中，所述材料是：由棉纱、双乙酸酯、麻线、毛皮、兽皮、皮革、亚麻布、ｌｙｏｃｅｌ、聚丙烯酸、聚酰胺、聚酯、苎麻、人造丝、丝、ｔｅｎｃｅｌ、三乙酸酯、粘胶丝或羊毛制作的织物、线、纤维、服装或膜。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用还原瓮染料和/或还原硫化染料对材料染色的酶促方法。本专利技术还涉及通过这样的方法染色的材料。纺织品的染色通常是纺织品和服装地生产中最重要和花费多的一步。在纺织工业中，目前主要应用两种主要的染色方法，即间歇法和连续法。在间歇法中，应用喷射染色、转鼓染色和瓮染色法。在连续法中，应用定色剂法。例如参见，I.D.Rattee，在C.M.Carr(编辑)的，纺织工业化学(The Chemistry of the Textiles Industry)，BlackieAcademic and Professional，Glasgow，1995，p.276中。有两类染料涉及还原/氧化机制，即，瓮染料和硫化染料。在这些染色法中，还原步骤的目的是将染料从不溶形式转变为可溶形式。然后，氧化步骤将可溶性染料变回到不溶性染料而使染料固定到染色的材料上。氧化还原酶(例如氧化酶和过氧化物酶)是本领域熟知的。一类氧化还原酶是漆酶(苯二酚氧氧化还原酶)，它们是含复合铜的酶，能催化酚和相关化合物的氧化。漆酶引起的氧化导致从合适的底物产生芳基中间体；这样产生的中间体的最终偶合提供二聚、低聚和多聚反应产物的组合。这样的反应在自然界的生物合成途径中是重要的，它们导致形成黑素、生物碱、毒素、木素和腐殖酸。另一类氧化还原酶是过氧化物酶，它们在过氧化氢的存在下氧化化合物。发现漆酶适用于毛发染色(例如参见，WO 95/33836和WO95/33837)。欧洲专利No.0504005公开了，漆酶可用于在6.5～8.0范围内的pH下将羊毛染色。美国专利No.5,538,517公开了用吲哚或二氢吲哚衍生物将角蛋白纤维染色的方法，该方法在过氧化物酶存在下用过氧化氢氧化后产生很强的染色作用。Saunders等，“过氧化物酶”(Peroxidase)，London，1964，p.10(及以下页码)公开了，过氧化物酶作用于各种氨基化合物和酚类化合物导致颜色的形成。日本专利中请公布no.6-316874公开了一种将棉织品染色的方法，它包括用含氧介质处理棉织品，其中，应用一种选自抗坏血酸氧化酶、胆红素氧化酶、过氧化氢酶、漆酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的氧化还原酶来产生氧。日本专利申请公布no.2-104773公开了一种靛类对材料染色的方法，它应用选自下组的酶萘双加氧酶、甲苯加氧酶、苯双加氧酶、吲哚水解酶和二甲苯氧化酶。WO 91/05839公开了适用于抑制纺织品用染料的转移的氧化酶和过氧化物酶。日本专利申请公布no.08-127976公开了一种对角蛋白涂布的纤维染色的方法，该方法将一种过氧化物酶固定到纤维上，再将固定了过氧化物酶的纤维浸入含还原染料的水溶液中，然后在过氧化氢与固定的过氧化物酶存在下酶促氧化所述还原染料。本专利技术的一个目的是提供用还原瓮染料和/或硫化染料对材料染色的新酶促方法。本专利技术涉及对材料染色的方法，它包括(a)用包含一种或多种还原瓮染料和/或一种或多种还原硫化染料的染色体系处理材料；以及(b)用一个氧化体系氧化吸附在处理的材料上的一种或多种还原瓮染料和/或一种或多种还原硫化染料，所述氧化体系包含(i)氧源和一种或多种显示氧化酶活性的酶和/或(ii)过氧化氢源和一种或多种显示过氧化物酶活性的酶，从而将一种或多种还原染料转化为它们原来的氧化不溶性有色形式；其中，所述材料是由棉纱、双乙酸酯、麻线、毛皮、兽皮、亚麻布、lyocel、聚丙烯酸、聚酰胺、聚酯、苎麻、人造丝、三乙酸酯或粘胶丝制作的织物、线、纤维、服装或膜。本专利技术还涉及通过本专利技术的方法获得的染色的材料。附图说明图1示出了靛蓝、瓮蓝43、瓮橙2、瓮橙7、瓮红13、瓮绿3、瓮黄2和硫化黑1的结构。图2示出了连二亚硫酸钠还原0.01％瓮蓝43的情况(在626nm处监测的)。初始速度以-ΔA/min表示，而连二亚硫酸钠的浓度则由瓮蓝43相应的还原程度表示。关系线是速度＝0.001×+0.009(r2＝0.842)。图3A和3B示出了初始再氧化速度对还原瓮蓝43和嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)漆酶浓度的依存关系。初始速度以ΔA/min表示，而还原瓮蓝43的浓度则以初始瓮蓝43浓度的百分数表示。关系线是(A)速度＝0.001-0.004(r2＝0.877)；(B)速度＝0.001+0.004(r2＝0.920)。图4示出了连二亚硫酸钠还原0.01％瓮橙7的情况(在540nm处监测的)。初始速度以-ΔA/min表示，而连二亚硫酸钠的浓度则由瓮橙7相应的还原程度表示。关系线是速度＝0.0003×-0.0003(r2＝0.902)。图5示出了初始再氧化速度对灰盖鬼伞(Coprinus cinereus)过氧化物酶的浓度的依存关系。初始速度以ΔA/min表示。初始H2O2浓度是5.3mM。关系线是速度＝0.0005×-0.0003(r2＝0.985)。图6示出了无色硫化黑1的氧化。在627nm处监测光谱变化。无色硫化黑1的初始浓度50ppm。曲线1没有嗜热毁丝霉漆酶；曲线2在开始时添加0.8μM嗜热毁丝霉漆酶；曲线3在2.5分钟时添加0.8μM。用瓮染料或硫化染料对材料(例如织物)的常规染色包括依序对染料进行化学还原而增大它的水溶性，通过材料吸附还原的染料，再将吸附的还原染料化学氧化成基本上它原来的氧化不溶性有色形式而增强材料上的颜色坚牢度。还原染料的化学氧化可通过简单地暴露在空气中或者更常通过复杂的处理来完成，所述复杂的处理涉及化学氧化剂(例如过氧化氢、间硝基苯磺酸盐、过硼酸盐、次氯酸盐、碘酸盐、溴酸盐或重铬酸盐)，苛刻条件(高pH或温度)，和/或昂贵的/不安全的催化剂(例如偏钒酸盐)。以采用一种或多种氧化还原酶的酶促方法代替化学再氧化步骤具备数个显著的优点。例如，可应用酶促再氧化代替目前用于实现再氧化的苛刻的和危险的化学品。此外，温和的处理条件(例如更低的温度和更短的时间)将导致对织物更小的损坏和更低的能量消耗。再者，在染色过程中可以更好地控制氧化过程，避免不均匀的染色、低染色率(color yield)和不适当的色牢度。所以，本专利技术涉及将材料染色的方法，它包括(a)用包含一种或多种还原瓮染料和/或一种或多种还原硫化染料的染色体系处理材料；以及(b)用一个氧化体系氧化吸附在处理的材料上的一种或多种还原瓮染料和/或一种或多种还原硫化染料，所述氧化体系包含(i)氧源和一种或多种显示氧化酶活性的酶和/或(ii)过氧化氢源和一种或多种显示过氧化物酶活性的酶，从而将一种或多种还原染料转化为它们原来的氧化不溶性有色形式。瓮染料包含两个或多个由共轭双键体系隔离的酮基而且可以呈任意颜色。它们是水不溶性的，所以，如果它们保持不溶状态，对材料就没有亲和性，因此，只能呈还原态应用于材料(例如织物)。已知所述还原态是瓮染料的无色烯醇化物形式。瓮染料可分为靛类、蒽醌型和具有闭合的共轭双键体系的高级稠合芳环体系。瓮染料的化学结构影响染色过程中无色烯醇化物形式的性能，例如热稳定性、直接性、吸收速率、在纤维中的扩散，以及均染性、颜色和坚牢性。瓮染料可以是同性染料或混合物，各自通常含两个、四个或六个可还原的酮基。最重要的瓮染料是下列化合物的衍生物蒽醌咔唑、蒽醌噁唑、苯并蒽酮吖啶酮、二本文档来自技高网...

【技术保护点】
将材料染色的方法，它包括：（ａ）用包含一种或多种还原瓮染料或者一种或多种还原硫化染料的染色体系处理材料；以及（ｂ）用一个氧化体系氧化吸附在处理的材料上的一种或多种还原瓮染料或者一种或多种还原硫化染料，所述氧化体系包含：（ｉ）氧源和一 种或多种显示氧化酶活性的酶或者（ｉｉ）过氧化氢源和一种或多种显示过氧化物酶活性的酶，从而将一种或多种还原染料转化为它们原来的氧化不溶性有色形式；其中，所述材料是：由棉纱、双乙酸酯、麻线、毛皮、兽皮、亚麻布、ｌｙｏｃｅｌ、聚丙烯酸、聚酰胺、聚酯、苎麻、人造丝、三乙酸酯或粘胶丝制作的织物、线、纤维、服装或膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰，S萨尔蒙，HJW迪尤森，H仑德，
申请(专利权)人：诺沃奇梅兹生物技术有限公司，诺沃奇梅兹有限公司，诺沃奇梅兹北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]