纺织品染色工艺制造技术

本发明专利技术涉及纺织品染色工艺，特别是使用酶对纺织品进行染色。本发明专利技术还涉及用于生产隐色靛蓝和/或靛蓝衍生物的隐色形式的方法。本发明专利技术进一步涉及根据所述工艺可获得的纺织品，涉及包含含有酶的反应器的装置，以及涉及微生物含黄素单加氧酶。含黄素单加氧酶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纺织品染色工艺


[0001]本专利技术涉及纺织品染色工艺，特别是使用酶对纺织品进行染色。本专利技术还涉及用于生产隐色靛蓝和/或靛蓝和/或其衍生物的方法。

技术介绍

[0002]瓮染料是不溶性染料，需要还原剂才能溶解在水中。通常，用瓮染料染色包括将染料以其可溶的还原形式施加到纺织品上，随后将染料氧化回不溶的形式，从而赋予纺织品颜色。
[0003]靛蓝是一种式I的瓮染料：
[0004][0005]用诸如卤素、烷基、烷氧基、氨基、芳基、芳氧基和羰基的基团在靛蓝芳环上取代，可提供除蓝色以外的多种颜色的化合物，并且其是所谓的靛蓝衍生物。
[0006]靛蓝及其衍生物通常被还原为其隐色(leuco)形式(即，隐色靛蓝)，它是水溶性的，以便应用于待染色的纺织品。因此，隐色靛蓝(也称为白靛蓝)是靛蓝的还原的、水溶性形式。
[0007]在目前可用的工业染色工艺中，靛蓝用还原剂处理以获得包含隐色靛蓝的水溶液，随后将其施加到纺织品。然后通过将隐色靛蓝在纺织品上氧化来获得靛蓝。将隐色靛蓝氧化成靛蓝可以例如通过将用隐色靛蓝处理的织物暴露于空气中，使得隐色靛蓝通过与空气中的氧气反应而被氧化。
[0008]目前可用的染色工艺有几个缺点。
[0009]如上所述，为了获得隐色靛蓝，靛蓝用还原化学试剂处理。目前可用的还原化学试剂通常是刺激性化学品，即对使用者和/或环境有害的化学品，诸如氢氧化钠和连二亚硫酸钠。
[0010]另外，织物和纺织品通常可能因长时间和/或反复暴露于强碱性条件而损坏。
[0011]此外，在传统的染色工艺中使用了大量的还原盐和氢氧化物，因此产生大量废水，其必须在废弃之前进行处理，从而增加了染色工艺的成本。

技术实现思路

[0012]本专利技术的一个目的是解决上述问题并提供一种安全、成本效益高且环境友好的纺织品染色工艺。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种快速、有效且易于实施的纺织品染色工艺。
[0014]本专利技术的又一个目的是提供一种相对于传统工艺而言可持续的纺织品染色工艺。
[0015]上述目的以及其他目的通过本专利技术而实现，本专利技术提供权利要求1的工艺，即一种对纺织品进行染色的工艺，该工艺包含至少两个酶促反应以酶促产生隐色靛蓝和/或靛蓝衍生物的隐色形式。
[0016]本专利技术还涉及权利要求16的染色纺织制品，即根据本专利技术的工艺可获得的染色纺织品；涉及权利要求17的通过酶促合成产生隐色靛蓝或靛蓝衍生物的隐色形式的方法；涉及权利要求21的装置；以及涉及权利要求23的单加氧酶。
[0017]本专利技术的优选实施方案是从属权利要求2至14、18至20和22的目标。
附图说明
[0018]图1是本专利技术工艺的一个实施方案的示意图；
[0019]图2是本专利技术工艺的另一个实施方案的示意图。
具体实施方式
[0020]本专利技术涉及一种纺织品染色工艺，包含以下步骤：
[0021]a)在至少一种氧化酶的存在下羟基化吲哚或吲哚衍生物，以获得吲哚酚或吲哚酚衍生物；
[0022]b)在至少一种还原酶的存在下将所述吲哚酚或所述吲哚酚衍生物转化为隐色靛蓝或靛蓝衍生物的隐色形式；
[0023]c)将至少所述隐色靛蓝或所述靛蓝衍生物的所述隐色形式提供至纺织品的至少一部分；以及
[0024]d)氧化所述隐色靛蓝或所述靛蓝衍生物的所述隐色形式的至少一部分，从而在所述纺织品上产生靛蓝或靛蓝衍生物，以对所述纺织品的至少一部分进行染色。
[0025]令人惊讶地发现，通过本专利技术的工艺，可以对纺织品进行染色并避免或基本上避免刺激性化学品的使用。
[0026]此外，已经令人惊讶地发现，通过本专利技术的工艺，可以在纺织品上产生诸如靛蓝的不溶性染料，同时避免或基本上避免不溶性染料在反应混合物中的沉淀，该反应混合物即含有酶的混合物。
[0027]特别地，已经观察到，从吲哚或吲哚衍生物开始，使用至少一种氧化酶和至少一种还原酶，可以以快速且有效的方式获得隐色靛蓝或靛蓝衍生物的隐色形式，并基本上避免或避免不溶性染料在反应混合物中的沉淀。不受特定科学解释的束缚，该工艺可能涉及吲哚酚二聚化成靛蓝，并通过还原酶立即将靛蓝还原为其隐色形式。除了野生型还原酶之外，适当地遗传修饰的还原酶可以被工程化以使靛蓝在反应器中沉淀之前将其还原。
[0028]有利地，不受特定科学解释的束缚，已经观察到，从吲哚或其衍生物开始，通过本专利技术的工艺，可以产生几种不同的染料及其隐色形式，从而避免刺激性化学品的使用，例如连二亚硫酸钠、氢氧化钠和溶剂。
[0029]根据一个方面，本专利技术的工艺允许生产染色纺织品。
[0030]通过本专利技术的工艺获得的染色纺织品可以具有多种颜色。事实上，有利的是，通过改变本专利技术工艺中的试剂(例如，吲哚或其衍生物)，可以通过酶促反应获得不同的染料及其隐色形式，从而可以将不同的最终颜色赋予纺织品。
[0031]同样有利的是，适用于本专利技术工艺的试剂成本低，因此相对于目前可用的染色工艺而言，本专利技术的工艺特别具有成本效益。
[0032]根据一个方面，如上所述，本专利技术的工艺包括在至少一种氧化酶的存在下羟基化吲哚或吲哚衍生物以获得吲哚酚或吲哚酚衍生物的步骤。随后，将吲哚酚和吲哚酚衍生物分别转化为隐色靛蓝和靛蓝衍生物的隐色形式。如上所述，不受特定科学解释的束缚，该工艺可能涉及吲哚酚二聚化成靛蓝，并通过还原酶立即将靛蓝还原为其隐色形式。
[0033]如本文中所使用，术语“隐色靛蓝”指代靛蓝的还原形式。根据本说明书，术语“隐色靛蓝”涵盖存在于反应混合物中的形式的隐色靛蓝以及存在于包括用于纺织品染色的隐色靛蓝的水溶液中的隐色靛蓝。这样的反应混合物和水溶液可以包括任何合适浓度的隐色靛蓝；特别地，在待储存的反应混合物和溶液中隐色靛蓝的浓度很高，并且通常高于在适合于对纺织品进行染色的反应混合物和水溶液中的隐色靛蓝的浓度。
[0034]如本文中所使用，术语“吲哚衍生物”、“吲哚酚衍生物”、“靛蓝衍生物”、“靛蓝衍生物”和“靛蓝衍生物的隐色形式”分别指代被一个以上取代基取代的吲哚、吲哚酚、靛蓝和靛蓝的隐色形式，例如被以下取代：在选自吲哚或吲哚酚的4、5、6和7位以及靛蓝的4、4'、5、5'、6、6'、7和7'位的任何位置的一个以上碳上的一个以上基团，和/或吲哚、吲哚酚或靛蓝的氮原子上的基团。取代一个以上碳的一个以上基团可以是以下基团：诸如但不限于卤素基团、烷基基团、烷氧基基团、芳基基团、芳氧基基团、氨基基团、硝基基团和羰基基团。取代氮原子的基团可以是以下基团：诸如但不限于烷基基团、芳基基团和酰基基团。因此，吲哚衍生物可以是例如4
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氯吲哚、5
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氯吲哚、6
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氯吲哚、7
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氯吲哚、5
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溴吲哚、6
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溴吲哚、5
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硝基吲哚、5
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羟基吲哚、5
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甲基吲哚、5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纺织品染色工艺，包含以下步骤：a)在至少一种氧化酶的存在下羟基化吲哚或吲哚衍生物，以获得吲哚酚或吲哚酚衍生物；b)在至少一种还原酶的存在下将所述吲哚酚或所述吲哚酚衍生物转化为隐色靛蓝或靛蓝衍生物的隐色形式；c)将至少所述隐色靛蓝或所述靛蓝衍生物的隐色形式提供至纺织品的至少一部分；以及d)氧化所述隐色靛蓝或所述靛蓝衍生物的隐色形式的至少一部分，从而在所述纺织品上产生靛蓝或靛蓝衍生物，以对所述纺织品的至少一部分进行染色。2.根据权利要求1所述的工艺，进一步包含：在至少一种色氨酸酶的存在下转化色氨酸或色氨酸衍生物以获得所述吲哚或所述吲哚衍生物的步骤。3.根据权利要求2所述的工艺，其中所述色氨酸衍生物为色氨酸的卤代衍生物，并且其中所述工艺进一步包含在至少一种色氨酸卤化酶和卤素源的存在下卤化色氨酸以获得所述色氨酸的卤代衍生物的步骤。4.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述步骤a)、b)以及可选择的所述转化色氨酸的步骤和可选择的所述卤化色氨酸的步骤作为一锅法进行。5.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述氧化酶、所述还原酶、所述色氨酸酶和所述色氨酸卤化酶是分离的酶。6.根据权利要求3所述的工艺，其中所述色氨酸衍生物是6
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溴色氨酸，并且所述靛蓝衍生物是泰尔紫。7.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述氧化酶是加氧酶，优选为单加氧酶，更优选为含黄素单加氧酶(FMO)，还更优选为微生物含黄素单加氧酶(mFMO)。8.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述还原酶是还原酶，优选为偶氮还原酶，更优选为黄素依赖性偶氮还原酶。9.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述氧化酶和/或所述还原酶与辅因子再生酶偶联，优选为与辅因子再生酶融合，其中所述辅因子再生酶优选地选自葡萄糖脱氢酶(GDH)、亚磷酸盐脱氢酶(PTDH)和甲酸脱氢酶(FDH)，并且更优选为亚酸盐脱氢酶(PTDH)，及其混合物。10.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述氧化酶是融合酶PTDH
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mFMO，和/或所述还原酶是融合酶PTDH
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AzoA。11.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述隐色靛蓝或靛蓝衍生物的隐色形式通过选自浸入、停留、起泡、排气或喷涂或其组合的方法提供至所述纺织品的至少一部分。12.根据权利要求11所述的工艺，其中在所述纺织品被提供所述隐色靛蓝或所述靛蓝衍生物的隐色形式之后，所述纺织品被暴露于空气或被暴露于化学氧化或被干燥。13.根据权利要求11或12所述的工艺，其中通过将所述纺织品在含有包括隐色靛蓝或所述靛蓝衍生物的隐色形式的反应混合物或水性溶液的多个反应器或腔室中连续浸入和/或停留，将所述隐色靛蓝或靛蓝衍生物的隐色形式提供至所述纺织品，并且其中所述纺织品在每两个浸入步骤之间暴露于空气。14.根据任意前述权利要求所述的工艺，其中所述氧化酶、还原酶、...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：格罗宁根大学，
类型：发明
国别省市：