Tämän työn kirjallisuuskatsauksessa keskitytään lakkaasi-entsyymin toimintaan ja sovellutuksiin, sekä 2,2,6,6-tetrametyylipiperidinyylioksyylin (TEMPO) toimintaan. Lakkaasi eli p-difenolioksidaasi on sienten ja kasvien tuottama entsyymi, joka hapettaa fenoleja molekulaarisen hapen avulla.
Lakkaasille on monia teollisia sovellutuksia. Puunjalostuksessa lakkaasia on sovellettu sellunvalmistuksen esikäsittelyyn, sekä yhdeksi vaiheeksi sellun valkaisuun. Lakkaasille on myös kehitetty sovellutuksia elintarviketeollisuuteen. Lakkaasin avulla voidaan myös syntetisoida joitain tiettyjä lääkeaineita tai lääkeaineiden prekursoreja, kuten aktinosiinia. Immobilisoitua lakkaasia on myös käytetty biosensorina.
Lignoselliloosamateriaalin hapettamisessa lakkaasin ensisijainen toimintamenetelmä on lakkaasimediaattori-systeemi (LMS), jossa entsyymi hapettaa pienen molekyylin, kuten 1-hydroksibentsotriatsolin (HBT) tai TEMPO, jotka vuorostaan hapettavat substraatin.
TEMPO puolestaan on stabiili radikaali, joka voi toimia LMS:ssä mediaattorina. TEMPO:n hapetusreaktiot perustuvat sen oksoammoniumkationimuotoon, joka hapettaa primäärisiä alkoholeja selektiivisesti. TEMPO:a käytetään LMS:n lisäksi katalyyttisesti Anelli-hapetuksessa, jossa natriumhypokloriitti hapettaa TEMPO:n. Molekulaarista happea terminaalisena hapettimena käyttäviä metallikatalyyttejä ollaan myös tutkittu TEMPO:n hapettamiseen. Kupari-, rutenium- ja rauta-katalyytit ovat eniten tutkittuja. TEMPO:n johdannaisten, kuten 4-metoksi-TEMPO:n ja 4-asetamidi-TEMPO:n reaktiivisuutta ollaan myös tutkittu, kuten myös immobilisoitujen TEMPO-johdannaisten.
Tämän työn kokeellisessa osassa syntetisoitiin p-vinyyliguajakolia, p-vinyylisyringolia ja p-vinyylikatekolia. Vinyylifenolien antioksidatiivisuustehot mitattiin ja verrattiin askorbiinihapon ja butyloidun hyroksitolueenin antioksidatiivisuustehoihin. Aiemmin valmistettujen esteröityjen Kraft-ligniinien antioksidatiivisuusteho mitattiin myös. Vinyylifenoleista valmistettiin myös standardeja pyrolyysi-kaasukromatografimassaspektrometri-ajoja (Py-GC-MS) varten täydentämään laitteen puutteellista spektrikirjastoa.
Kokeellisessa osassa tutkittiin myös LMS -hapetusta käyttäen substraatteina ligniinin malliaineita veratryylialkoholia ja adlerolia. Vertailtavina mediaattoreina olivat TEMPO, HBT ja violuurihappo (VLA). Tutkimuksesta saatiin selville, että TEMPO ei hapettanut adlerolin sekundääristä bentsyylistä hydroksyyliryhmää. Tutkimusten perusteella HBT toimi parhaiten adlerolin hapetuksessa. Reaktion saantoon vaikutti myös reaktiosysteemissä käytetty keraliuotin.
