RU2318020C1 - Method for production of aqueous dispersion of conductive polyaniline and polysulpho acid interpolymer complex - Google Patents
Method for production of aqueous dispersion of conductive polyaniline and polysulpho acid interpolymer complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318020C1 RU2318020C1 RU2006115626/13A RU2006115626A RU2318020C1 RU 2318020 C1 RU2318020 C1 RU 2318020C1 RU 2006115626/13 A RU2006115626/13 A RU 2006115626/13A RU 2006115626 A RU2006115626 A RU 2006115626A RU 2318020 C1 RU2318020 C1 RU 2318020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyaniline
- synthesis
- laccase
- aniline
- aqueous dispersion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии и имеет широкую область применения. Полианилин является одним из наиболее важных электропроводящих полимеров в силу своей высокой химической стабильности, относительно высокой электропроводности, простоты получения, способности изменять свои физико-химические свойства при изменении температуры, рН раствора, электрического потенциала. Электропроводящий полианилин может быть использован в электронных и светоизлучающих устройствах, защиты от электромагнитного излучения, защиты от коррозии, легких источниках тока, антистатической защиты и других областях (Jayashree Anand, Srinivassan. Palaniappan, D.N.Sathyanarayana. Conducting polianiline blends and composites. // Prog. Polym. Sci. 1998, Vol.23, P.993-1018; WO 2004/030029, код A3, опубликовано 08 апреля 2004 г., Krebs, Frederik; Jorgensen, Mikkel; Almdal, Kristoffer; Smart, Peter, J. Conducting polymer divices for inter-converting light and electricity.The invention relates to biotechnology and has a wide scope. Polyaniline is one of the most important electrically conductive polymers because of its high chemical stability, relatively high electrical conductivity, ease of preparation, and the ability to change its physicochemical properties with temperature, pH of the solution, and electric potential. Electrically conductive polyaniline can be used in electronic and light emitting devices, protection against electromagnetic radiation, protection against corrosion, light current sources, antistatic protection and other fields (Jayashree Anand, Srinivassan. Palaniappan, DNSathyanarayana. Conducting polianiline blends and composites. // Prog. Polym. Sci. 1998, Vol.23, P.993-1018; WO 2004/030029, code A3, published April 8, 2004, Krebs, Frederik; Jorgensen, Mikkel; Almdal, Kristoffer; Smart, Peter, J. Conducting polymer divices for inter-converting light and electricity.
Обычно электропроводящий полианилин синтезируют химическим методом в сильно кислой среде путем окислительной полимеризации мономера (Handbook of conducting polymers. // Eds. Т.A.Scotheim, R.L.Elsenbaumer, J.R.Reynolds. N. Y.:, M.Dekker. 1998, P.94). При этом свойства такого полимера зависят от упорядоченности его структуры. Как правило, в подавляющем большинстве случаев в качестве окислителя (инициатора) используют персульфат аммония в количестве, соизмеримом с концентрацией мономера, но иногда в качестве окислителя используют пероксиды, хлорное железо, бихроматы. Продукты восстановления этих соединений загрязняют полианилин и их необходимо перерабатывать, что создает дополнительные затраты при осуществлении процесса синтеза полианилина. Кроме того, проведение синтеза в сильно кислой среде требует наличия аппаратуры, устойчивой к коррозии.Typically, electrically conductive polyaniline is chemically synthesized in a strongly acidic environment by oxidative polymerization of a monomer (Handbook of conducting polymers. // Eds. T. A. Scotheim, R. L. Elsenbaumer, J. R. Reynolds. N. Y.:, M. Dekker. 1998, P. 94). Moreover, the properties of such a polymer depend on the ordering of its structure. As a rule, in the vast majority of cases, ammonium persulfate is used as an oxidizing agent (initiator) in an amount commensurate with the monomer concentration, but sometimes peroxides, ferric chloride, and dichromates are used as an oxidizing agent. The reduction products of these compounds pollute polyaniline and must be processed, which creates additional costs in the process of polyaniline synthesis. In addition, the synthesis in a strongly acidic environment requires the availability of corrosion resistant equipment.
Использование ферментов в синтезе полианилина представляет большой интерес, т.к. позволяет проводить процесс в экологически чистых и мягких условиях с высокой степенью контроля скорости инициирования полимеризации и получать полимер с высоким выходом.The use of enzymes in the synthesis of polyaniline is of great interest, because allows the process to be carried out in ecologically clean and mild conditions with a high degree of control of the rate of polymerization initiation and to obtain a polymer in high yield.
Обычно электропроводящий полианилин является водонерастворимым, что создает трудности в его использовании. Одним из подходов, позволяющих получать псевдоводорастворимые производные полианилина, является метод, основанный на введении в раствор в процессе синтеза полианилина водорастворимого отрицательно заряженного полиэлектролита. Как правило, эти полимеры содержат сульфогруппы, которые служат «допирующим» агентом и на этих полиэлектролитах, как на матрице, из мономера синтезируется наночастицы электропроводящего полианилина. Физико-химические свойства получаемой водной дисперсии наночастиц во многом зависят как от химической структуры полимерного допанта, на котором проводится синтез полианилина, так и от условий проведения реакции полимеризации мономера.Typically, electrically conductive polyaniline is water insoluble, which makes it difficult to use. One of the approaches allowing to obtain pseudo-water-soluble derivatives of polyaniline is a method based on the introduction of a water-soluble negatively charged polyelectrolyte into the solution during the synthesis of polyaniline. As a rule, these polymers contain sulfo groups, which serve as a “doping” agent, and on these polyelectrolytes, as on a matrix, nanoparticles of electrically conductive polyaniline are synthesized from the monomer. The physicochemical properties of the resulting aqueous dispersion of nanoparticles largely depend both on the chemical structure of the polymer dopant on which the polyaniline is synthesized and on the conditions for the polymerization of the monomer.
Матричный синтез электропроводящего полианилина осуществляли в одну стадию как с использованием химических инициаторов полимеризации, так и биокатализаторов (В.А.Иванов, О.Л.Грибкова, К.В.Чеберяко, А.А.Некрасов, В.А.Тверской, А.В.Ванников. Матричный синтез полианилина в присутствии поли(2-акриламидо-2метил-1-пропансульфокислоты). // Электрохимия. 2004, т.40, №3, стр.339-345; WO 2005/121217 код А1, опубликовано 22 декабря 2005 Hsu, Che-Hsiung, Uckert, Frank. P. Water dispersible polyanilines made with polymeric acid colloids for electronic application.; M. Thiyagurajan, L.A.Samuelson, J.Kumar, A.L.Cholli. Helical conformational specifity of enzymatically synthesized water-soluble conducting polyaniline nanocomposites. // J. Am. Chem. Soc. 2003, Vol.125, P.11502-11503; Zhe Jiu, Yongxuan Su, Yixiang Duan. A novel method for polyaniline synthesis with the immobilized horseradish peroxidase enzyme. // Synth. Met. 2001, Vol.122, P.237-242; A.V.Karamyshev, S.V.Shleev, O.V.Koroleva, A.I.Yaropolov, I.Yu. Sakharov. // Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline // Enzyme and Microbial Technology, 2003, v.33, p.556-564; US Patent, 20040023346, код А1, опубликовано 5 февраля 2004, Samuelson Lynne.A. Bruno Ferdinando, Tripathy Sukant. K., Tripathy Susan, Nagarajan Ramaswamy, Kumar Jayant, Liu Wei. Enzymatic polymerization.Matrix synthesis of electrically conductive polyaniline was carried out in one stage using both polymerization chemical initiators and biocatalysts (V.A. Ivanov, O.L. Gribkova, K.V. Cheberyako, A.A. Nekrasov, V.A. Tverskoy, A .V. Vannikov. Matrix synthesis of polyaniline in the presence of poly (2-acrylamido-2methyl-1-propanesulfonic acid) // Electrochemistry. 2004, v.40, No. 3, pp. 339-345; WO 2005/121217 code A1, published December 22, 2005 Hsu, Che-Hsiung, Uckert, Frank. P. Water dispersible polyanilines made with polymeric acid colloids for electronic application .; M. Thiyagurajan, LASamuelson, J. Kumar, ALCholli. Helical conformational specifity of enzymatically synthesized water- solubl e conducting polyaniline nanocomposites. // J. Am. Chem. Soc. 2003, Vol. 125, P.11502-11503; Zhe Jiu, Yongxuan Su, Yixiang Duan. A novel method for polyaniline synthesis with the immobilized horseradish peroxidase enzyme. / / Synth. Met. 2001, Vol.122, P.237-242; AVKaramyshev, SVShleev, OVKoroleva, AIYaropolov, I.Yu. Sakharov. // Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline // Enzyme and Microbial Technology, 2003, v. 33, p.556-564; US Patent, 20040023346, code A1, published February 5, 2004, Samuelson Lynne.A. Bruno Ferdinando, Tripathy Sukant. K., Tripathy Susan, Nagarajan Ramaswamy, Kumar Jayant, Liu Wei. Enzymatic polymerization.
Синтез проводили при последовательном смешивании водных растворов полисульфокислоты и анилина.The synthesis was carried out by sequentially mixing aqueous solutions of polysulfonic acid and aniline.
При химическом синтезе реакцию окислительной полимеризации инициировали, как правило, добавлением к получаемой смеси водного раствора персульфата аммония. Реакцию полимеризации проводили при постоянном перемешивании. Время реакции и соотношение анилина и персульфата аммония в различных работах отличались.In chemical synthesis, the oxidative polymerization reaction was initiated, as a rule, by adding an aqueous solution of ammonium persulfate to the resulting mixture. The polymerization reaction was carried out with constant stirring. The reaction time and the ratio of aniline to ammonium persulfate were different in different works.
При ферментативном матричном синтезе полианилина к получаемой смеси анилина и полисульфокислоты добавляли водный раствор биокатализатора. В качестве последнего использовали пероксидазу из корней хрена или лакказу. Реакцию полимеризации анилина в присутствии пероксидазы проводили при постоянном перемешивании.In the enzymatic matrix synthesis of polyaniline, an aqueous biocatalyst solution was added to the resulting mixture of aniline and polysulfonic acid. As the last used peroxidase from horseradish roots or laccase. The aniline polymerization reaction in the presence of peroxidase was carried out with constant stirring.
Все описанные выше способы получения водной дисперсии наночастиц полианилина имеют недостатки. Химический способ инициирования полимеризации анилина на матрице протекает в кислой среде и в присутствии значительных количеств химического инициатора реакции, что требует при изготовлении оборудования использования кислотоустойчивых материалов. Утилизация образующихся продуктов восстановления окислителя (инициатора) реакции полимеризации требует значительных затрат. Кроме того, в случае использования персульфата аммония в качестве инициатора окислительной полимеризации анилина, образующийся при восстановлении сульфат-анион конкурирует с допирующими группами полимерной матрицы, что понижает степень упорядоченности образующихся частиц полианилина.All of the above methods for producing an aqueous dispersion of polyaniline nanoparticles have disadvantages. The chemical method of initiating the polymerization of aniline on the matrix proceeds in an acidic environment and in the presence of significant amounts of a chemical initiator of the reaction, which requires the use of acid-resistant materials in the manufacture of equipment. Disposal of the resulting products of the reduction of the oxidizing agent (initiator) of the polymerization reaction requires significant costs. In addition, in the case of using ammonium persulfate as an initiator of oxidative polymerization of aniline, the sulfate anion formed during reduction competes with doping groups of the polymer matrix, which reduces the degree of ordering of the formed polyaniline particles.
Ферментативный матричный синтез полианилина с использованием пероксидаз и лакказ также имеет ряд недостатков. Во-первых, большинство пероксидаз из различных источников (за исключением пероксидазы из листьев пальмы и бобов сои (R.Cruz-Silva, J.Romero-Garcia, J.L, Angulo-Sanchez, A.Ledezma-Perez, E.Arias-Marin, I.Moggio, E.Flores-Loyola. Template-free enzymatic synthesis of electrically conducting polyaniline using soybean peroxidase. // European Polymer J., 2005, V.41, P.1129-1135; A.V.Caramyshev, E.G.Evtushenko, V.F.Ivanov, A.Ros Barswio, M.G.Roig, V.L.Shnyrov, R. van Huystee, I.N.Kurochkin, A.Kh. Vorobiev, I.Yu. Sakharov. // Synthesis of Conducting Polyelectrolyte Complexes of Polyaniline anf Poly(2-acrilamido-1-mtthyl-1-propanesulfonic acid) Catalyzed by pH-Stable Palm Tree Peroxidase. // Biomacromolecules, 2005, V.6, P.1360-1366) являются кислотолабильными и могут быть использованы в синтезе при рН раствора выше 4. Во-вторых, в реакционную смесь необходимо добавлять по порциям второй субстрат пероксидазы - пероксид водорода, так чтобы его концентрация в условиях синтеза была не выше 1mM. При более высокой концентрации пероксида водорода пероксидаза инактивируется, образуя с пероксидом водорода неактивное соединение. Как при химическом синтезе, так и при биокаталитическом синтезе электропроводящего полианилина с использованием пероксидазы или лакказы конечный продукт - интерполимерный комплекс полианилина и полисульфокислоты - загрязнен либо продуктами восстановления химического окислителя, либо ферментами, находящимися в гомогенном состоянии в реакционной смеси. Эти загрязнения изменяют физико-химические свойства получаемого продукта. В качестве прототипа выбран способ ферментативного матричного синтеза полианилина (A.V.Karamyshev, S.V.Shleev, O.V.Koroleva, A.I.Yaropolov, I.Yu. Sakharov. // Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline // Enzyme and Microbial Technology, 2003, v.33, p.556-564), включающий следующую последовательность операций:Enzymatic matrix synthesis of polyaniline using peroxidases and laccases also has several disadvantages. Firstly, most peroxidases from various sources (except for peroxidase from palm leaves and soybeans (R. Cruz-Silva, J. Romero-Garcia, JL, Angulo-Sanchez, A. Ledezma-Perez, E. Arias-Marin, I. Moggio, E. Flores-Loyola. Template-free enzymatic synthesis of electrically conducting polyaniline using soybean peroxidase. // European Polymer J., 2005, V.41, P.1129-1135; AVCaramyshev, EGEvtushenko, VFIvanov , A.Ros Barswio, MGRoig, VLShnyrov, R. van Huystee, INKurochkin, A.Kh. Vorobiev, I.Yu. Sakharov. // Synthesis of Conducting Polyelectrolyte Complexes of Polyaniline anf Poly (2-acrilamido-1- mtthyl-1-propanesulfonic acid) Catalyzed by pH-Stable Palm Tree Peroxidase // Biomacromolecules, 2005, V.6, P.1360-1366) are acid labile and can be used in the synthesis at a solution pH above 4. oryh, the reaction mixture should be added in portions of the second substrate of the peroxidase - hydrogen peroxide so that its concentration in the conditions of synthesis was not higher 1mM At higher concentrations of hydrogen peroxide, peroxidase is inactivated with hydrogen peroxide to form an inactive compound.. Both in chemical synthesis and in the biocatalytic synthesis of electrically conductive polyaniline using peroxidase or laccase, the final product — the interpolymer complex of polyaniline and polysulfonic acid — is contaminated either with the products of chemical oxidant reduction or with enzymes that are in a homogeneous state in the reaction mixture. These contaminants alter the physicochemical properties of the resulting product. As a prototype, a method of enzymatic matrix synthesis of polyaniline was selected (AVKaramyshev, SVShleev, OVKoroleva, AIYaropolov, I.Yu. Sakharov. // Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline // Enzyme and Microbial Technology, 2003, v. 33, p.556-564), including the following sequence of operations:
- приготовление смеси анилина и матрицы в 0.1М цитрат-фосфатном буферном растворе с рН в интервале 3.5÷4.5,- preparation of a mixture of aniline and matrix in 0.1 M citrate-phosphate buffer solution with a pH in the range of 3.5 ÷ 4.5,
- внесение в реакционную смесь лакказы из гриба Trametes hirsute.- the introduction of the reaction mixture of laccase from the fungus Trametes hirsute.
Реакцию проводили в течение 24-72 часов. Затем раствор был диализован в течение 24 часов для удаления мономера.The reaction was carried out within 24-72 hours. The solution was then dialyzed for 24 hours to remove the monomer.
В качестве матрицы для проведения синтеза полианилина использовали полисульфостирол с молекулярной массой 70 кДа.Polysulfostyrene with a molecular weight of 70 kDa was used as a matrix for the synthesis of polyaniline.
Задачей изобретения является разработка простого, экологически чистого матричного способа получения водной дисперсии наночастиц электропроводящего полианилина, не загрязненного компонентами реакционной смеси (ферментом). Поставленная задача решается предлагаемым способом, предусматривающим проведение окислительной полимеризации анилина с использованием иммобилизованного окислительно-восстановительного фермента лакказы (n-дифенол: кислород оксидоредуктаза, КФ 1.10.3.2) в аэробных условиях. Этот фермент катализирует свободнорадикальное окисление широкого круга органических соединений, включая ароматические органические соединения с неподеленной парой электронов, молекулярным кислородом с одновременным его восстановлением непосредственно до воды. Источниками лакказы являлась культуральная жидкость базидиальнах грибов Trametes hirsuta, Trametes pubescens, Trametes ochracea, Cerrena maxima, Coriolopsis fulvocinerea, Trametes versicolor.The objective of the invention is to develop a simple, environmentally friendly matrix method for producing an aqueous dispersion of nanoparticles of electrically conductive polyaniline, not contaminated with the components of the reaction mixture (enzyme). The problem is solved by the proposed method, providing for the oxidative polymerization of aniline using an immobilized redox laccase enzyme (n-diphenol: oxygen oxidoreductase, EC 1.10.3.2) under aerobic conditions. This enzyme catalyzes the free radical oxidation of a wide range of organic compounds, including aromatic organic compounds with a lone pair of electrons, molecular oxygen and its simultaneous reduction directly to water. Sources of laccase were the culture fluid of the basidiomycete fungi Trametes hirsuta, Trametes pubescens, Trametes ochracea, Cerrena maxima, Coriolopsis fulvocinerea, Trametes versicolor.
Способ включает следующие стадии: 1) синтез водной дисперсии частиц электропроводящего полианилина в процессе окислительной полимеризации анилина в аэробных условиях в присутствии растворенной в реакционной смеси полисульфокислоты при рН 2.5÷5.5, температуре 4÷35°С, катализируемый иммобилизованной лакказой из базидиальных грибов (схема 1); 2) удаление иммобилизованной лакказы из реакционной средыThe method includes the following stages: 1) synthesis of an aqueous dispersion of electrically conductive polyaniline particles in the process of aniline oxidative polymerization under aerobic conditions in the presence of polysulfonic acid dissolved in the reaction mixture at pH 2.5–5.5, temperature 4–35 ° C, catalyzed by immobilized laccase from basidiomycetes (Scheme 1 ); 2) removal of immobilized laccase from the reaction medium
Схема 1. Ферментативный синтез интерполимерного комплекса полианилина и полисульфокислоты с иммобилизованной лакказой.Scheme 1. Enzymatic synthesis of an interpolymer complex of polyaniline and polysulfonic acid with immobilized laccase.
Ферментативный способ получения водной дисперсии интерполимерного комплекса электропроводящего полианилина и полисульфокислоты, являющейся одновременно матрицей при синтезе и допантом с использованием иммобилизованных лакказ из различных источников, является экологически чистым и позволяет получать конечный продукт (интерполимерный комплекс электропроводящего полианилина и полисульфокислоты), не загрязненный ферментом, путем удаления иммобилизованного фермента из реакционной среды. Дополнительно, иммобилизация лакказы позволяет использовать фермент многократно, что удешевляет синтез.The enzymatic method for producing an aqueous dispersion of an interpolymer complex of electrically conductive polyaniline and polysulfonic acid, which is both a matrix in the synthesis and dopant using immobilized laccases from various sources, is environmentally friendly and allows you to get the final product (interpolymer complex of electrically conductive polyaniline and polysulfonic acid) not contaminated with the enzyme by immobilized enzyme from the reaction medium. Additionally, the immobilization of laccase allows you to use the enzyme repeatedly, which reduces the cost of synthesis.
Изобретение поясняется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример №1. 0,1М цитратный буферный раствор рН 3,5, содержащий анилин в концентрации 25 mM и поли(2-акриламидо-2метал-1-пропансульфокислоту) с молекулярной массой 1000 kDa, в концентрации 25 mM рассчитанное на звено полимера, (соотношение анилина и мономерного звена ПАМПС равно 1:1) перемешивали в течение 6 часов для связывания и установления электростатического равновесия между положительно заряженными молекулами анилина (рКа 4,63) и отрицательно заряженными сульфогруппами полимера (рКа 0.7) при температуре 20°С. Затем реакцию полимеризации инициировали внесением в реакционный раствор 300 мг иммобилизованной на карбоксиметилцеллюлозе лакказы из гриба Trametes hirsuta. Синтез полимера проводили в течение 24 часов при комнатной температуре при постоянном перемешивании. Об образовании интерполимерного электропроводящего комплекса полианилина (ПАНИ) и ПАМПС судили по изменению окраски раствора. После внесения в реакционную смесь иммобилизованной лакказы раствор сначала становится голубого цвета (образование эмеральдинового основания), а затем превращается в темно-зеленый, что свидетельствует об образовании соли полианилина. После окончания реакции полимеризации анилина на матрице полисульфокислоты реакционную смесь центрифугировали, осадок иммобилизованной лакказы отделяли, а надосадочную жидкость, представляющую собой водную суспензию частиц интерполимерного электропроводящего комплекса полианилина ПАНИ/ПАМПС, многократно диализовали против бидистиллированной воды для удаления компонентов буферного раствора, не прореагировавшего анилина и образовавшихся низкомолекулярных олигомеров анилина. Электропроводимость высушенного образца ПАНИ/ПАМПС, измеренная стандартным двухточечным методом, была равна 1,2 мС/см. На УФ-видимых спектрах водной дисперсии наночастиц интерполимерного комплекса ПАНИ/ПАМПС имеются полосы поглощения в области 420 нм и 780 нм, что соответствует электропроводящему ПАНИ в форме эмеральдиновой соли. Иммобилизацию лакказы проводили следующим образом: 500 мг гранулированной КМ-целлюлозы, с удельной емкостью 0,8 мг-эквивалент карбоксильных групп на 1 г носителя, предварительно отмытой от взвеси мелких частиц методом декантации в воде, суспендировали в 5 мл бидистиллированной воды, содержащей 35 мг реагента Вудворда и перемешивали при 5°С в течение 1 часа. Осадок отделяли декантацией и ресуспендировали в 5 мл дистиллированной воды, содержащей 0,2 мг лакказы Trametes hirsuta. Реакционную смесь перемешивали в течение 24 часов при 5°С. Осадок отделяли центрифугированием и промывали бидистиллированной водой для удаления избытка непрореагировавшей лакказы. Полученную иммобилизованную лакказу использовали для синтеза полианилина.Example No. 1. 0.1 M citrate buffer solution pH 3.5, containing aniline at a concentration of 25 mM and poly (2-acrylamido-2metal-1-propanesulfonic acid) with a molecular weight of 1000 kDa, at a concentration of 25 mM, calculated per polymer unit, (ratio of aniline and monomer PAMPS unit is 1: 1) was mixed for 6 hours to bind and establish electrostatic equilibrium between positively charged aniline molecules (pKa 4.63) and negatively charged sulfo groups of the polymer (pKa 0.7) at a temperature of 20 ° C. Then, the polymerization reaction was initiated by adding 300 mg of the laccase from Trametes hirsuta fungus immobilized on carboxymethyl cellulose to the reaction solution. The synthesis of the polymer was carried out for 24 hours at room temperature with constant stirring. The formation of an interpolymer electrically conductive complex of polyaniline (PANI) and PAMPS was judged by the color change of the solution. After the immobilized laccase is introduced into the reaction mixture, the solution first turns blue (the formation of an emeraldine base) and then turns dark green, which indicates the formation of a polyaniline salt. After the completion of the aniline polymerization reaction on a polysulfonic acid matrix, the reaction mixture was centrifuged, the precipitate of immobilized laccase was separated, and the supernatant, which is an aqueous suspension of particles of the PANI / PAMPS polyaniline electrically conductive complex, was dialyzed against bidistilled water to remove components of the non-aniline buffer solution low molecular weight aniline oligomers. The electrical conductivity of the dried PANI / PAMPS sample, measured by the standard two-point method, was 1.2 mS / cm. On the UV-visible spectra of the aqueous dispersion of nanoparticles of the PANI / PAMPS interpolymer complex, there are absorption bands in the region of 420 nm and 780 nm, which corresponds to the electrically conductive PANI in the form of an emeraldine salt. The laccase was immobilized as follows: 500 mg of granulated KM cellulose, with a specific capacity of 0.8 mg equivalent carboxyl groups per 1 g of carrier, previously washed from a suspension of small particles by decantation in water, was suspended in 5 ml of bidistilled water containing 35 mg Woodward reagent and was stirred at 5 ° C for 1 hour. The precipitate was separated by decantation and resuspended in 5 ml of distilled water containing 0.2 mg of Laccase Trametes hirsuta. The reaction mixture was stirred for 24 hours at 5 ° C. The precipitate was separated by centrifugation and washed with double-distilled water to remove excess unreacted laccase. The obtained immobilized laccase was used for the synthesis of polyaniline.
Пример №2. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но при рН 3.0.Example No. 2. The synthesis of polyaniline on a PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but at pH 3.0.
Пример №3. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но при температуре 4°С.Example No. 3. The synthesis of polyaniline on a PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but at a temperature of 4 ° C.
Пример №4. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но использовали исходные концентрации анилина и мономерного звена ПАМПС по 100mM каждого при температуре 20°С.Example No. 4. The synthesis of polyaniline on the PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but the initial concentrations of aniline and the PAMPS monomer unit of 100 mM each at a temperature of 20 ° C were used.
Пример №5. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но использовали исходные концентрации анилина и мономерного звена ПАМПС 25 mM и 75 mM, соответственно, при температуре 20°С и рН 3.5.Example No. 5. The synthesis of polyaniline on the PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but the initial concentrations of aniline and the PAMPS monomer unit of 25 mM and 75 mM were used, respectively, at a temperature of 20 ° C and pH 3.5.
Пример №6. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но использовали исходные концентрации анилина и мономерного звена ПАМПС 75 mM и 25 mM, соответственно, при температуре 20°С и рН 3.5.Example No. 6. The synthesis of polyaniline on the PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but the initial concentrations of aniline and the PAMPS monomer unit were 75 mM and 25 mM, respectively, at a temperature of 20 ° C and pH 3.5.
Пример №7. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но в отсутствие компонентов буферной системы при рН 3.5 и температуре 20°С, соотношение концентраций анилина и мономерного звена ПАМПС 1:1,2Example No. 7. The synthesis of polyaniline on the PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but in the absence of components of the buffer system at pH 3.5 and a temperature of 20 ° C, the concentration ratio of aniline and the monomer unit of PAMPS was 1: 1.2
Пример №8. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но иммобилизованная лакказа была выделена из базидиального гриба Cerrena maxima.Example No. 8. The synthesis of polyaniline on a PAMPS matrix was carried out similarly to that described in example No. 1, but immobilized laccase was isolated from the basidiomycete fungus Cerrena maxima.
Пример №9. Синтез полианилина на матрице ПАМПС проводили аналогично описанному в примере №1, но лакказу из базидиального гриба Trametes hirsuta иммобилизовали на аминированном силохроме, с емкостью 0,6 ммоль аминогрупп на грамм сорбента, используя в качестве сшивающего агента реагент Вудворда, карбодиимид или глутаровый альдегид. В последнем случае основание Шиффа восстанавливали боргидридом натрия. Во всех случаях технический результат достигался не зависимо от использованной лакказы и способа иммобилизации фермента.Example No. 9. Polyaniline was synthesized on a PAMPS matrix as described in Example No. 1, but laccase from the basidiomycete Trametes hirsuta was immobilized on an aminated silochrome with a capacity of 0.6 mmol of amino groups per gram of sorbent using Woodward's reagent, carbodiimide, or glutaraldehyde as the crosslinking agent. In the latter case, Schiff base was reduced with sodium borohydride. In all cases, the technical result was achieved regardless of the laccase used and the method of immobilization of the enzyme.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115626/13A RU2318020C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | Method for production of aqueous dispersion of conductive polyaniline and polysulpho acid interpolymer complex |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115626/13A RU2318020C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | Method for production of aqueous dispersion of conductive polyaniline and polysulpho acid interpolymer complex |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2318020C1 true RU2318020C1 (en) | 2008-02-27 |
Family
ID=39278951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115626/13A RU2318020C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | Method for production of aqueous dispersion of conductive polyaniline and polysulpho acid interpolymer complex |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2318020C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446213C2 (en) * | 2010-05-24 | 2012-03-27 | Учреждение Российской академии наук Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН | Enzymatic method of producing electroconductive polymers |
RU2495509C1 (en) * | 2012-07-23 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing composite material for supercapacitor electrode |
RU2564573C1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха Российской академии наук | Method of producing copper corrosion inhibitor |
-
2006
- 2006-05-06 RU RU2006115626/13A patent/RU2318020C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
KARAMYSHEV A.V. et al. Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline. Enzyme and Microbial Technology, 2003, 33, 556-564. * |
МАЖУГО Ю.М. и др. Ферментативный синтез электропроводного комплекса полианилина и поли(2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфокислоты) с использованием пероксидазы пальмы и его свойства. Прикладная биохимия и микробиология, 2005, т.41, №3, с.283-287. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446213C2 (en) * | 2010-05-24 | 2012-03-27 | Учреждение Российской академии наук Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН | Enzymatic method of producing electroconductive polymers |
RU2495509C1 (en) * | 2012-07-23 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing composite material for supercapacitor electrode |
RU2564573C1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха Российской академии наук | Method of producing copper corrosion inhibitor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nagarajan et al. | An enzymatically synthesized conducting molecular complex of polyaniline and poly (vinylphosphonic acid) | |
Zdarta et al. | A promising laccase immobilization using electrospun materials for biocatalytic degradation of tetracycline: Effect of process conditions and catalytic pathways | |
Xu et al. | Enzymatic catalysis in the synthesis of polyanilines and derivatives of polyanilines | |
Karayilan et al. | Catalytic metallopolymers from [2Fe‐2S] clusters: artificial metalloenzymes for hydrogen production | |
US7001996B1 (en) | Enzymatic template polymerization | |
Qiu et al. | Adsorption of laccase on the surface of nanoporous gold and the direct electron transfer between them | |
Karamyshev et al. | Laccase-catalyzed synthesis of conducting polyaniline | |
Shumakovich et al. | Laccase-mediated synthesis of conducting polyaniline | |
Otrokhov et al. | Biocatalytic synthesis of conducting polymers and prospects for its application | |
Xu et al. | A highly soluble poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)-poly (styrene sulfonic acid)/Au nanocomposite for horseradish peroxidase immobilization and biosensing | |
Junker et al. | Efficient polymerization of the aniline dimer p-aminodiphenylamine (PADPA) with Trametes versicolor laccase/O2 as catalyst and oxidant and AOT vesicles as templates | |
Junker et al. | The use of Trametes versicolor laccase for the polymerization of aniline in the presence of vesicles as templates | |
Kim et al. | Precipitated and chemically-crosslinked laccase over polyaniline nanofiber for high performance phenol sensing | |
Vasil’eva et al. | Laccase-catalyzed synthesis of optically active polyaniline | |
Shumakovich et al. | A comparative study of water dispersible polyaniline nanocomposites prepared by laccase‐catalyzed and chemical methods | |
Gau et al. | Enzymatic synthesis of temperature-responsive poly (N-vinylcaprolactam) microgels with glucose oxidase | |
Perazzini et al. | A novel and efficient oxidative functionalization of lignin by layer-by-layer immobilised Horseradish peroxidase | |
RU2318020C1 (en) | Method for production of aqueous dispersion of conductive polyaniline and polysulpho acid interpolymer complex | |
Leppänen et al. | Anionic polysaccharides as templates for the synthesis of conducting polyaniline and as structural matrix for conducting biocomposites | |
Shumakovich et al. | Laccase-catalyzed synthesis of aniline oligomers and their application for the protection of copper against corrosion | |
RU2446213C2 (en) | Enzymatic method of producing electroconductive polymers | |
Giacobbe et al. | Green synthesis of conductive polyaniline by Trametes versicolor laccase using a DNA template | |
Shen et al. | Synthesis of polyaniline via DNAzyme-catalyzed polymerization of aniline | |
Nabid et al. | Synthesis and characterization of chemiluminescent conducting polyluminol via biocatalysis | |
Cruz-Silva et al. | Enzymatic synthesis of polyaniline and other electrically conductive polymers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090507 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110610 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170518 |