Ein modifiziertes Ankerpeptid LCI mit einem Cobalt‐Cofaktor verbessert die Oxidationseffizienz von Polystyrol‐Mikropartikeln

Ein typischer Bestandteil von Polymerabfällen ist Polystyrol (PS), das in zahlreichen Anwendungen eingesetzt wird, aufgrund seiner hydrophoben Eigenschaften in der Umwelt aber nur langsam abgebaut wird. Um die Reaktivität von Polystyrol zu erhöhen, müssen polare Gruppen eingeführt werden. In dieser Arbeit werden biohybride Katalysatoren auf Grundlage des modifizerten Ankerpeptids LCI_F16C vorgestellt, die sich an Polystyrol‐Mikropartikel anheften können und benzylische C−H‐Bindungen in Polystyrol‐Mikropartikeln mit handelsüblichem Oxon als Oxidationsmittel hydroxylieren. Eine dichte Oberflächenbedeckung von PS mit LCI‐Peptid erfolgt durch Bildung von Monoschichten innerhalb von Minuten in wässrigen Lösungen bei Raumtemperatur. Der katalytisch aktive Cobalt‐Cofaktor Co‐L1 oder Co‐L2 mit einem modifizierten NNNN‐makrozyklischen TACD‐Liganden (TACD=1,4,7,10‐Tetraazacyclododecan) ist über einen Maleimid‐Linker kovalent an das Ankerpeptid LCI gebunden. Im Vergleich zu den freien Cofaktoren wurde eine 12‐ bis 15‐fache Verbesserung der katalytischen Aktivität mit Biohybrid‐Katalysatoren auf Basis von LCI_F16C beobachtet. Ein entwickeltes Adhäsionspeptid LCI_F16C mit einem flexiblen Cobalt‐Cofaktor Co‐L2 hydroxylierte Polystyrol‐Mikropartikel mit handelsüblichem Oxon als Oxidationsmittel. Unter Verwendung des Biohybrid‐Katalysators Co‐L2@LCI_F16C war der Funktionalisierungsgrad 15‐mal höher als mit dem freien Cobalt‐Cofaktor.