環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法
2023-10-05 18:38:19 1
專利名稱：環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種環糊精及其衍生物，特別涉及一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法。
背景技術：
酶催化與普通化學催化劑相比，具有高效性、專一性和反應條件溫和等優點，但天然酶對環境過於敏感，對操作條件要求苛刻，易失活，價格昂貴，人們試圖繼承酶的優點，改變其易變性失活的缺點，開始進行酶功能的模擬研究。目前用於構建模擬酶的這類酶模型分子有環糊精、冠醚、穴醚、籠醚、卟啉等。環糊精是一個比較理想的酶模型，環糊精催化的特點是參與反應的底物分子先被環糊精分子包接，再與其發生反應，與酶促反應十分相似，所以環糊精作為仿酶催化劑得到了許多應用。環糊精聚合物是將環糊精單體聚合後得到的產物，環糊精聚合物可以具有多重識別功能，同時其單體環糊精間具有獨特的協同作用，因此環糊精聚合物能更好地模擬酶對底物的識別與催化功能。所以也可以將環糊精聚合物作為仿酶催化劑應用。但與環糊精作為仿酶催化劑應用時一樣，環糊精聚合物作為仿酶催化劑應用時，也會遇到將環糊精從產物中分離和回收的難題。
關於環糊精作為仿酶催化劑已有不少研究，但將環糊精單體經過聚合後得到的環糊精聚合物作為模擬酶接枝到纖維素纖維上，製成具有一定催化功能的環糊精聚合物模擬酶功能纖維，以解決環糊精聚合物作為仿酶催化劑應用時的循環使用以及和產物分離的問題則屬於正在研究的課題。
發明內容
本發明的目的是提供一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，將環糊精單體經過聚合後得到的環糊精聚合物作為模擬酶接枝到纖維素纖維上，製成具有一定催化功能的環糊精聚合物模擬酶功能纖維。
一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，其特徵在於採用以下步驟
A)將環糊精按重量比為1∶1～3加入到濃度為30％的氫氧化鈉水溶液中，在室溫下攪拌反應10～15小時，然後在30～40℃下按環糊精與環氧氯丙烷的摩爾比為1∶1～8加入環氧氯丙烷，反應20～30小時，當反應達到凝膠點時，加入適量丙酮中止反應，並在溶液中加入無水乙醇至白色固體析出，過濾，真空乾燥，得到環糊精預聚體；B)將纖維素纖維按重量比為1∶20～50投放到2％的Na2CO3溶液中，在70～100℃下反應1～3h，然後將其取出、洗淨、烘乾；經過處理的纖維素纖維按重量比為1∶10～50投放到0.1％的NaOH溶液中溶脹0.5～2小時，取出；C)將溶脹後的纖維素纖維按重量比為1∶50～100放入含有8％的環氧氯丙烷、5％NaOH的水溶液中，在30～60℃下，攪拌、振蕩處理1～5h；再加入適量蒸餾水洗滌至中性，抽濾，晾乾，得到環氧化纖維素纖維；D)纖維素纖維∶環糊精預聚體∶40％的NaOH鹼溶液按重量比為1∶1～3∶30～50混合，即將抽濾後的環氧化纖維素纖維直接投入溶解環糊精預聚體的鹼溶液中，控制反應溫度在40～50℃，攪拌、振蕩處理2～4h；E)將經過上述聚合反應後的產物經乾燥處理後，獲得環糊精聚合物模擬酶功能纖維。
所述的環糊精採用α-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精中的任意一種，或者其混合物。纖維素纖維為纖維，或者纖維織物。
同現有技術比較，本發明具有如下突出的優點1)本環糊精聚合物模擬酶功能纖維中的環糊精聚合物具有多重識別功能，同時其單體環糊精間具有獨特的協同作用，因此環糊精聚合物能更好地模擬酶對底物的識別與催化功能；2)將環糊精聚合物模擬酶功能纖維加以編織、裁剪，製成各種形態，使用、回收方便；3)此外，採用本方法可以解決環糊精聚合物作為仿酶催化劑使用時的循環使用以及和產物分離的問題。
具體實施例方式
實施例1一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，其特徵在於採用以下步驟
A)將環糊精按重量比為1∶1加入到濃度為30％的氫氧化鈉水溶液中，在室溫下攪拌反應10小時，然後在40℃下按環糊精與環氧氯丙烷的摩爾比為1∶1加入環氧氯丙烷，反應20小時，當反應達到凝膠點時，加入適量丙酮中止反應，並在溶液中加入無水乙醇至白色固體析出，過濾，真空乾燥，得到環糊精預聚體；B)將纖維素纖維按重量比為1∶20投放到2％的Na2CO3溶液中，在70℃下反應1h，然後將其取出、洗淨、烘乾；經過處理的纖維素纖維按重量比為1∶50投放到0.1％的NaOH溶液中溶脹2小時，取出；C)將溶脹後的纖維素纖維按重量比為1∶50放入含有8％的環氧氯丙烷、5％NaOH的水溶液中，在30℃下，攪拌、振蕩處理1h；再加入適量蒸餾水洗滌至中性，抽濾，晾乾，得到環氧化纖維素纖維；D)纖維素纖維∶環糊精預聚體∶40％的NaOH鹼溶液按重量比為1∶1∶30混合，即將抽濾後的環氧化纖維素纖維直接投入溶解環糊精預聚體的鹼溶液中，控制反應溫度在50℃，攪拌、振蕩處理2h；E)將經過上述聚合反應後的產物經乾燥處理後，獲得環糊精聚合物模擬酶功能纖維。
環糊精採用α-環糊精。
實施例2一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，其特徵在於採用以下步驟A)將環糊精按重量比為1∶3加入到濃度為30％的氫氧化鈉水溶液中，在室溫下攪拌反應15小時，然後在30℃下按環糊精與環氧氯丙烷的摩爾比為1∶8加入環氧氯丙烷，反應30小時，當反應達到凝膠點時，加入適量丙酮中止反應，並在溶液中加入無水乙醇至白色固體析出，過濾，真空乾燥，得到環糊精預聚體；B)將纖維素纖維按重量比為1∶50投放到2％的Na2CO3溶液中，在100℃下反應3h，然後將其取出、洗淨、烘乾；經過處理的纖維素纖維按重量比為1∶10投放到0.1％的NaOH溶液中溶脹0.5小時，取出；C)將溶脹後的纖維素纖維按重量比為1∶100放入含有8％的環氧氯丙烷、5％NaOH的水溶液中，在60℃下，攪拌、振蕩處理5h；再加入適量蒸餾水洗滌至中性，抽濾，晾乾，得到環氧化纖維素纖維；
D)纖維素纖維∶環糊精預聚體∶40％的NaOH鹼溶液按重量比為1∶3∶50混合，即將抽濾後的環氧化纖維素纖維直接投入溶解環糊精預聚體的鹼溶液中，控制反應溫度在40℃，攪拌、振蕩處理4h；E)將經過上述聚合反應後的產物經乾燥處理後，獲得環糊精聚合物模擬酶功能纖維。
環糊精採用β-環糊精。
實施例3一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，其特徵在於採用以下步驟A)將環糊精按重量比為1∶2加入到濃度為30％的氫氧化鈉水溶液中，在室溫下攪拌反應13小時，然後在35℃下按環糊精與環氧氯丙烷的摩爾比為1∶4加入環氧氯丙烷，反應25小時，當反應達到凝膠點時，加入適量丙酮中止反應，並在溶液中加入無水乙醇至白色固體析出，過濾，真空乾燥，得到環糊精預聚體；B)將纖維素纖維按重量比為1∶35投放到2％的Na2CO3溶液中，在85℃下反應2h，然後將其取出、洗淨、烘乾；經過處理的纖維素纖維按重量比為1∶30投放到0.1％的NaOH溶液中溶脹1小時，取出；C)將溶脹後的纖維素纖維按重量比為1∶75放入含有8％的環氧氯丙烷、5％NaOH的水溶液中，在45℃下，攪拌、振蕩處理3h；再加入適量蒸餾水洗滌至中性，抽濾，晾乾，得到環氧化纖維素纖維；D)纖維素纖維∶環糊精預聚體∶40％的NaOH鹼溶液按重量比為1∶2∶40混合，即將抽濾後的環氧化纖維素纖維直接投入溶解環糊精預聚體的鹼溶液中，控制反應溫度在50℃，攪拌、振蕩處理3h；E)將經過上述聚合反應後的產物經乾燥處理後，獲得環糊精聚合物模擬酶功能纖維。
環糊精採用γ-環糊精。
權利要求
1.一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，其特徵在於採用以下步驟A)將環糊精按重量比為1∶1～3加入到濃度為30％的氫氧化鈉水溶液中，在室溫下攪拌反應10～15小時，然後在30～40℃下按環糊精與環氧氯丙烷的摩爾比為1∶1～8加入環氧氯丙烷，反應20～30小時，當反應達到凝膠點時，加入適量丙酮中止反應，並在溶液中加入無水乙醇至白色固體析出，過濾，真空乾燥，得到環糊精預聚體；B)將纖維素纖維按重量比為1∶20～50投放到2％的Na2CO3溶液中，在70～100℃下反應1～3h，然後將其取出、洗淨、烘乾；經過處理的纖維素纖維按重量比為1∶10～50投放到0.1％的NaOH溶液中溶脹0.5～2小時，取出；C)將溶脹後的纖維素纖維按重量比為1∶50～100放入含有8％的環氧氯丙烷、5％NaOH的水溶液中，在30～60℃下，攪拌、振蕩處理1～5h；再加入適量蒸餾水洗滌至中性，抽濾，晾乾，得到環氧化纖維素纖維；D)纖維素纖維∶環糊精預聚體∶40％的NaOH鹼溶液按重量比為1∶1～3∶30～50混合，即將抽濾後的環氧化纖維素纖維直接投入溶解環糊精預聚體的鹼溶液中，控制反應溫度在40～50℃，攪拌、振蕩處理2～4h；E)將經過上述聚合反應後的產物經乾燥處理後，獲得環糊精聚合物模擬酶功能纖維。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於環糊精採用α-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精中的任意一種，或者其混合物。
全文摘要
一種環糊精聚合物模擬酶功能纖維的製備方法，其特徵是將環糊精單體經過聚合後得到的環糊精聚合物作為模擬酶接枝到纖維素纖維上，製成具有一定催化功能的環糊精聚合物模擬酶功能纖維，同現有技術比較，本發明的優點是1)本環糊精聚合物模擬酶功能纖維中的環糊精聚合物具有多重識別功能，同時其單體環糊精間具有獨特的協同作用，因此環糊精聚合物能更好地模擬酶對底物的識別與催化功能；2)將環糊精聚合物模擬酶功能纖維加以編織、裁剪，製成各種形態，使用、回收方便；3)此外，採用本方法可以解決環糊精聚合物作為仿酶催化劑使用時的循環使用以及和產物分離的問題。
文檔編號D06M101/06GK1924181SQ200610053490
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月21日 優先權日2006年9月21日
發明者胡智文, 鄭智睿, 萬軍民, 陳文興 申請人:浙江理工大學