研究背景：

固定化脂肪酶作为一种天然绿色催化剂，因其反应条件温和、可循环使用、在各种有机溶剂中具有较高的活性而备受关注。近年来，酶法催化水解聚酯的研究取得了一系列良好的成果。前人们已研究了不同类型脂肪酶对共聚物的降解，验证了高脂肪酶活性与聚酯良好水解之间的关系。然而，对于使用混合溶剂对PBS及其共聚物进行酶降解，以及对降解产物的分子量、降解产率、产物结构等性质的分析相对较少。

研究内容：

在含有少量水的混合有机溶剂中，用固定化脂肪酶催化降解分子量大于100000的新型聚合物聚丁二酸丁二醇酯（PBS）及其共聚物。采用凝胶渗透色谱（GPC）用于测定降解前后聚合物的分子量，飞行时间质谱（TOF-MS）用于分析降解产物，核磁共振（1H NMR）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）用于测定聚合物降解产物的化学结构。

主要研究结果：

图1、酶催化聚酯降解反应方案

表1、聚酯的分子量

表2、聚合物降解率

表3、原料单体的结构与性能

表4、共聚物对产物（1）PBS，（2）P（BS-co-CL），（3）P（BS-co-CHDM）和（4）P（BS-co-CL-CHDM）降解的分析结果

图2、脂肪酶（1）PBS，（2）P（BS-co-CL），（3）P（BS-co-CHDM）和（4）P（BS-co-CL-CHDM）催化PBS和共聚物生物降解产物的MS光谱

表5、P（BS-co-CL）降解产物的NMR结构分析

图3、PBS-co-PCL降解产物的NMR光谱

图4、降解后PBS及其共聚物的FT-IR光谱：（1）原料PBS，（2）PBS的降解产物，（3）P（BS-co-CL）的降解产物，（4）P（BS-co-CHDM）的降解产物，（5）P（BS-co-CL-co-CHDM）的降解产物

研究结论：

脂肪酶对PBS及其共聚物具有催化活性，在常压、60℃下催化降解24h后，可得到黄色油状降解产物。降解产物由环状低聚物、线型低聚物和单体组成，其中，环状低聚物至少是二聚体，并首次在PBS（BS-co-CHDM）的降解产物中发现BDO单体，其余共聚酯中仅含有三聚体或四聚体。最小降解率和最大降解率分别对应于PBS（40%）和P（BS-co-CL-co-CHDM）（54%），共聚酯比PBS更易降解是因为CHDM含有六元环，分子间隙增大，分子链更易拉伸，酯键更易受到酶攻击，从而提高降解速率；而CL的引入使的共聚酯链段的可塑性增加，链段在溶剂中的旋转速度增加，易于接近酶的活性侧，从而提高降解速率。

参考文献：

Study on the Enzymatic Degradation of Aliphatic Polyester–PBS and Its Copolymers

原文链接：https://schlr.cnki.net/Detail/index/SJWDLAST/SJWD00001382264