Lakkaz Katalizli Oksidasyon Vasıtasıyla Yeni Tekstil Boyalarının Üretimi İçin Yeni Bir Metot

Abstract

Oksidatif enzimlerin sentetik kimyada kullanımı hem akademik hem de endüstri çevresinde ilgi toplamaktadır. Özellikle, lakkaz’ın (EC 1.10.3.2, p-difenol:dioksijen oksidoredüktaz) bir çok substratı oksitleyebilme özelliği (moleküler oksijen varlığında) yeni veya mevcut kimyasalların sentezlenmesi açısından dikkate değerdir. Lakkaz katalizli oksidatif biyokatalizlerle yeni tekstil boyalarının üretimi, biyokataliz teknolojisi açısında tamamıyla yeni bir yaklaşımdır. Lakkaz vasıtasıyla substitüe fenolik maddelerin kenetlenmesini hedefleyen lakkaz katalizli reaksiyon tasarımı ve metot geliştirilmesi çalışmamızın temelini oluşturmaktadır. Bu amaç için, tekstil boyaları üretiminde yaygın bir şekilde kullanılan 15 fenolik substitüe prekürsör seçilmiştir. Çalışmamızda, seçilen fenolik prekürsörlerin elisa mikro-kuyucuklarında lakkaz için uygun koşullarda lakkaz oksidasyonu vasıtasıyla oksitlenmeleri sağlanarak bunun sonucunda oluşan fenolik serbest radikallerin birbiriyle veya kendi aralarında eşleşmesi sayesinde renkli maddelerin oluşturulmaları sağlandı. Elisa mikro-kuyucuklarda gerçekleştirilen reaksiyon sonunda, toksik olmayan ve endüstriyel kabul testlerini geçen birkaç boya elde edilmiştir. Bu tez kapsamında, mikro-kuyucuk reaksiyonlarından bir tanesini, onun boyası olan ITU22 isimli boyanın elde edilişini ve analitik çalışmaları anlatmaktadır.

The studies aiming at the use of oxidative enzymes as a biocatalyst in synthetic chemistry have attracted attention from academic and industrial area. Specifically, the ability of laccases (EC 1.10.3.2, p-diphenol:dioxygene oxidoreductase) to catalyze the oxidation (by O2) of various substances is remarkable for synthesis of novel or existing chemicals. Production of novel textile dyes by laccase-catalyzed oxidative biocatalysis is a completely new approach in terms of biocatalysis technology. The idea of the use of laccase in oxidative biocatalysis aiming at coupling of substitute phenolic substances is the basics of our studies. For this purpose, fifteen dye precursors which commonly used in textile dyes production have been selected. Laccase-catalyzed micro-plate screening reactions were designed in order to find out color alteration in each micro-well which contains only two precursors of interest. At this stage, we expected that the oxidative biocatalytic reactions in wells result in coupling between two precursors and colorful extracts such as green, brown, orange, red and black. As a result of micro-plate screening reactions in the presence of laccase, we have obtained a few industrially-acceptable and non-toxic novel textile dyes. This thesis comprises only one of the micro-plate reactions and its dye, ITU22, catalyzed by laccase and analytical studies to be mentioned.