[发明专利]含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物的固态氧化反应

说明书

发明背景

1、发明领域

本发明涉及含可氧化半乳糖型醇构型的固态聚合物的氧化，且更具体地说，本发明涉及为制得优异的纸张强度添加剂而用半乳糖氧化酶的氧化瓜耳胶固体。

2、现有技术

F.J.Germino在美国专利US3297604中公开了使用半乳糖氧化酶氧化瓜耳胶和其它含半乳糖的多糖的水溶液而制得的产物。将含有醛的氧化产物通过沉淀方法从用于酶反应的水溶液中分离出来。Germino介绍了所述的氧化产物在造纸中的应用。已公开含醛的氧化产物也适合用于交联多氨基聚合物、多羟基聚合物和蛋白质。

C.W.Xchium等人在US5554745公开了(1)含有阳离子型半乳糖的多糖的制备方法和(2)含有阳离子型半乳糖的多糖与半乳糖氧化酶在水溶液中的酶氧化反应。已公开，氧化后的阳离子型多糖可用于改进纸张的强度性能。

发明概述

本发明提供了一种包括有含可氧化半乳糖型醇构型的固态聚合物和半乳糖氧化酶的组合物。含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物可以是半乳甘露聚糖胶或它们的醚衍生物、阿拉伯半乳聚糖胶或它们的醚衍生物、其它胶或它们的醚衍生物、半乳葡甘露聚糖半纤维素或它们的醚衍生物及合成或酶改性的聚合物。优选地，也可包含能够分解过氧化氢的试剂例如过氧化氢酶，和氧化促进剂。

本发明也提供了含部分氧化的可氧化半乳糖型醇构型的自由流动颗粒状聚合物和基本为活性形态的半乳糖氧化酶以及含可氧化半乳糖型醇构型聚合物和氧化酶的可流动凝胶。

本发明也提供了一种用含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物和半乳糖氧化酶组合物造纸的方法，以及由此制得的纸张。

本发明又提供了一种方法，其包括：提供含可氧化半乳糖型醇构型的固态聚合物和半乳糖氧化酶，并使它们接触。

发明的详细描述

令人惊讶地发现，含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物例如瓜耳胶可用半乳糖氧化酶在固态下进行氧化。在本发明中所用术语“固态”是指，聚合物为颗粒状，也就是聚合物优选由可裸眼看见的离散颗粒组成。这个定义包括了经溶胀的聚合物颗粒，也就是被半乳糖氧化酶溶液或过氧化氢酶溶液溶剂化的聚合物颗粒。当将本发明的含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物、半乳糖氧化酶和过氧化氢酶用于造纸工艺中时，得到优异的纸张强度性能。

可氧化半乳糖型醇构型可由下列化学结构表示：

其中，R1是由通式C(n)H(2n+1)表示的烷基，其中n=1-20；z=0，1；

R2是一连接基，其包括亚烷基、或芳香亚烷基、或亚烷基醚、或亚烷基酯、或亚烷基酰胺、亚烷基氨基甲酸乙酯二自由基。此种连接基的碳原子总数为2-20；

R3为-H，-OH，-OCH₃，-OC₂H₅，-OC₃H₇，-OC₄H₉，-OOCR5(其中R5为具有1-5个碳原子的烷基自由基)，-NH₂，-NH-CO-R5；y=0，1。

含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物可以是半乳甘露聚糖胶或它们的醚衍生物、阿拉伯半乳聚糖胶或它们的醚衍生物、其它胶或它们的醚衍生物、半乳葡甘露聚糖半纤维素或它们的醚衍生物及合成或酶改性的聚合物。优选的半乳甘露聚糖胶为瓜耳胶、刺槐豆荚胶、刺云实荚胶和葫芦巴胶。优选的阿拉伯半乳聚糖胶是阿拉伯胶、落叶松胶、黄蓍胶。优选的合成或酶改性的聚合物是低半乳糖含量的多糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯。最优选的此种聚合物是淀粉和聚丙烯酸酯。在本申请中使用的术语“低半乳糖含量”是指含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物包含20％以下的可氧化半乳糖型醇构型。优选的其它胶是卡如宾糖、地衣多糖和罗望子胶和土豆半乳聚糖。最优选的含可氧化半乳糖型醇构型的聚合物是瓜耳胶和它的醚衍生物诸如阳离子型瓜耳胶、阴离子型瓜耳胶、两性型瓜耳胶、羟丙基瓜耳胶、二羟丙基瓜耳胶和羟乙基瓜耳胶。

合成或酶改性的聚合物可以通过将可氧化半乳糖型醇构型连接至聚合物上，或通过聚合含可氧化半乳糖型醇构型的单体而得到。