研究背景：

脂肪酶 (EC 3.1.1.3) 已被大规模开发用作水性介质中醇和羧酸之间酯键水解的有效催化剂。南极念珠菌脂肪酶 B (CALB) 是一种丝氨酸蛋白酶，是一种有效的聚酯降解生物催化剂，具有广泛的底物特异性和稳定的性能等关键优势。众所周知，脂肪族聚酯的降解受重复单元化学结构的影响，这会进一步影响它们的柔韧性、结晶度、热性能和形态性能。迄今为止，各种研究通过开发各种 PBS 共聚物或其复合材料使降解可控。事实上，基于 PBS 的共聚物的合成可以有效地改变其化学结构并调整其降解行为。值得注意的是，关于不同链长结构的 PBS 共聚物在CALB 中降解的行为的报道仍然很少。

研究内容：

陕西科技大学的Zhang Min等人使用熔融缩聚法成功合成了基于聚丁二酸丁二醇酯 (PBS) 和第三单体 1,3-丙二醇 (PDO)、1,5-戊二醇 (PeD) 和 1,6-己二醇 (HDO) 的无规共聚酯。研究CALB在缓冲溶液中5天的作用,分析共聚多酯的降解机理。分子模拟用于研究降解过程中共聚酯和酶之间的结合自由能和相互作用。此外，使用失重率和液相色谱-质谱（LC-MS）评估了所合成材料的降解性.

主要研究结果：

1. 合成的无规共聚物的 1H-NMR 光谱：(a) P(BS-co-15%PDO), (b) PBS, (c) P(BS-co-15%PeD), (d) P(BS-co- 15%HDO)以及共聚酯的组成和分子量

2. 共聚酯的 DSC 曲线：(a) 10 ℃/min的第二次加热扫描和 (b) 5 ℃/min的冷却扫描曲线和不同共聚酯的热性能参数

3. 共聚酯的 WAXD 曲线（0.02°/步，每步 50 秒）：(a) P(BS-co-PDO)，(b) P(BS-co-PeD)， (c) P(BS-co-HDO)

4. 不同组分共聚酯在酶降解过程中的失重率（P(BS-co-20%PeD)聚酯的失重率达85%，P(BS-co-20%HDO)的失重率为70%，而P(BS-co20%PDO)为 23%，纯 PBS 的重量损失仅为2%左右）

5. 聚酯降解产物的LC-MS光谱（ESI-在氮气气氛下）：（a）P（BS-co-20％PDO），（b）P（BS-co-20％PeD），（c）P (BS-co-20%HDO)和降解产物

6. 配体与酶结合的顶级构象的关键氢键分析：（a）PDOSPDO，（b）BSB，（c）PeDSPeD，（d）HDOSHDO，氢键用黄色虚线表示

7.配体-受体相互作用的二维视图，氢键用紫色虚线表示：（a）PDOSPDO-CALB，（b）BSB-CALB，（c）PeDSPeD-CALB，（d）HDOSHDO-CALB

研究结论：

该团队开发了一种在环境温度下，少量催化剂短时间内就能解聚PET的方法。在甲醇解反应过程中，通过加入DMC捕获产生的EG，使酯交换反应的平衡向产物方向移动，从而提高解聚反应的效率。在该体系中，LiOMe是一种高效的催化剂，100 mg PET加入1% mol LiOMe，在28℃下反应5 h，DMT产率能达到85%，温度升高到50℃时，DMT产率能进一步提高到95%。与其他文献中报道的低温反应方法相比，该体系使用更少的溶剂和更短的反应时间，在能量上是更有利的。此外，在该反应中，产物可以通过简单的步骤（过滤和水洗）进行分离。

参考文献：

Tanaka S , Sato J , Nakajima Y . Capturing ethylene glycol with dimethyl carbonate towards depolymerisation of polyethylene terephthalate at ambient temperature[J]. Green Chemistry, 2021, 23.

原文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/gc/d1gc02298a