Peroxidase-based oxidative polymerization of monolignols

Abstract

Oxidative polymerization of the monolignols (sinapyl alcohol [SA] and coniferyl alcohol [CA]) has been performed using enzyme-based biocatalysts. The oxidation of SA, CA, or an SA/CA mixture has been carried out using peroxidase enzyme–assisted H 2 O 2 / t -BHP (oxidation reagent). The reaction provided radicals with high reactivity, in turn yielding a variety of polymeric structures. The efficiency of the oxidative polymerization system has been evaluated in terms of substrate conversion. Also, the polymeric products were characterized with the gel permeation chromatography technique (GPC). Accordingly, optimum experimental parameters have been set up (e.g. temperature, type of peroxidase enzyme, and oxidation reagent). Under optimum conditions, a maximum of 90% of the SA was transformed to polymeric products with MW = 3188 Da, Mn = 1115 Da, and PD = 2.8. L'oxy polymérisation de monolignols (SA, alcool de sinapyle, et CA, alcool de coniféryle) a été réalisée en utilisant un biocatalyseur enzymatique. Ainsi, SA, CA et un mélange de ces deux composés ont été oxydés par une peroxydase utilisant H 2 O 2 / t -BHP comme agent oxydant. La réaction fournit des produits radicalaires de haute réactivité, qui conduisent finalement à une structure polymérique. L‘efficacité de ce système d'oxy-polymérisation a été évaluée en terme de niveau de conversion. Les polymères produits sont caractérisés par analyse en CG. Une optimisation a été conduite en faisant varier des paramètres tels que la température, le type de peroxydase et la nature de l'agent oxydant. Dans les conditions optimales, un maximum de 90% de SA est transformé en polymère de MW = 3188 Da, Mn = 1115 Da et DP = 2.8.