一種環糊精－酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法
2023-10-05 18:45:44
專利名稱：一種環糊精－酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法
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-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法。
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，而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，人們為了保持天然酶的優點，同時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。酞菁是一個平面大環化合物，環內有一空穴，可以容納鐵、銅、鈷、鋁、鎳、鈣、鈉、鎂、鋅等種多金屬元素，金屬酞菁具有與金屬卟啉相似的結構，研究已經表明，金屬酞菁能催化許多有機反應，特別是能有效活化氧分子，並在室溫條件下催化有機物的自動氧化，因此金屬酞菁可以作為模擬生物酶的模型，四羧基鈷酞菁是其中之一，研究證明四羧基鈷酞菁可以催化氧化硫醇等有害物質。
關於環糊精、金屬酞菁作為仿酶催化劑已有不少研究，但將環糊精接枝到纖維素纖維上、得到環糊精模擬酶功能纖維，再將四羧基鈷酞菁接枝到纖維素纖維上、得到酞菁模擬酶功能纖維，然後將這兩種功能纖維按一定比例混合，製成具有包絡和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維，用做環境淨化材料，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-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，將環糊精接枝到纖維素纖維上，得到環糊精模擬酶功能纖維，再將金屬酞菁四羧基鈷酞菁接枝到纖維素纖維上、得到鈷酞菁模擬酶功能纖維，然後將這兩種功能纖維按一定比例混合，製成具有包絡和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。該功能纖維具有環糊精獨特的疏水空腔，可以包絡吸收一些環境中的非極性有機揮發汙染物，而四羧基鈷酞菁則可以催化氧化硫醇等有害物質，可以用做環境淨化材料。
一種環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，其特徵在於採用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入5％Na2CO3溶液中，加熱至80～100℃，處理1～3h，將處理後的纖維洗淨、烘乾，以1∶20～50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹0.5～3h；B)將溶脹後的纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入含有8％的環氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40～60℃下攪拌、振蕩處理3～5h，然後用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾乾，得到環氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，並調節PH至3.5～4.5，環氧化纖維素纖維按1∶10～100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80～95℃下攪拌、振蕩處理2～8h後取出，洗淨、烘乾，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按1～3∶1的重量比加入盛有環糊精的容器中，在30～80℃下，至環糊精完全溶解；將環氧化纖維素纖維按重量比為1∶10～100加入到上述含環糊精的NaOH溶液中，在30～80℃下攪拌、振蕩處理0.5～5h，洗淨、烘乾，得到環糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環糊精模擬酶功能纖維以1～9∶9～1的重量比進行混合後，得到具備包合和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
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。
同現有技術比較，本發明具有如下突出的優點1)該模擬酶功能纖維上含有環糊精和金屬酞菁兩種仿酶催化劑，環糊精具有的獨特疏水空腔，可以包絡吸收一些環境中的非極性有機揮發汙染物，四羧基鈷酞菁催化氧化硫醇等有害物質；2)環糊精、金屬酞菁以共價鍵結合的形式接到纖維素纖維上，可以解決環糊精、金屬酞菁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；3)酞菁模擬酶功能纖維與環糊精模擬酶功能纖維可以根據不同的需要進行不同比例的混合，生產出系列產品；4)可以將環糊精-酞菁雙重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。
具體實施例方式
實施例1一種環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，其特徵在於採用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶50的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加熱至80℃，處理1h，將處理後的纖維洗淨、烘乾，以1∶50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹3h；B)將溶脹後的纖維素纖維以1∶50的重量比放入含有8％的環氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在60℃下攪拌、振蕩處理3h，然後用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾乾，得到環氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，並調節PH至3.5，環氧化纖維素纖維按1∶100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80℃下攪拌、振蕩處理2h後取出，洗淨、烘乾，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按1∶1的重量比加入盛有環糊精的容器中，在30℃下，至環糊精完全溶解；將環氧化纖維素纖維按重量比為1∶100加入到上述含環糊精的NaOH溶液中，在80℃下攪拌、振蕩處理5h，洗淨、烘乾，得到環糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環糊精模擬酶功能纖維以1∶9的重量比進行混合後，得到具備包合和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
環糊精採用α-環糊精。
實施例2一種環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，其特徵在於採用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶100的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加熱至100℃，處理3h，將處理後的纖維洗淨、烘乾，以1∶20的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹0.5h；B)將溶脹後的纖維素纖維以1∶100的重量比放入含有8％的環氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40℃下攪拌、振蕩處理5h，然後用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾乾，得到環氧化纖維素纖維；
C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，並調節PH至4.5，環氧化纖維素纖維按1∶10的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在95℃下攪拌、振蕩處理8h後取出，洗淨、烘乾，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按3∶1的重量比加入盛有環糊精的容器中，在80℃下，至環糊精完全溶解；將環氧化纖維素纖維按重量比為1∶10加入到上述含環糊精的NaOH溶液中，在30℃下攪拌、振蕩處理0.5h，洗淨、烘乾，得到環糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環糊精模擬酶功能纖維以9∶1的重量比進行混合後，得到具備包合和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
環糊精採用β-環糊精。
實施例3一種環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，其特徵在於採用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶75的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加熱至90℃，處理2h，將處理後的纖維洗淨、烘乾，以1∶40的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹2h；B)將溶脹後的纖維素纖維以1∶75的重量比放入含有8％的環氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在50℃下攪拌、振蕩處理4h，然後用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾乾，得到環氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，並調節PH至4，環氧化纖維素纖維按1∶50的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在90℃下攪拌、振蕩處理5h後取出，洗淨、烘乾，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按2∶1的重量比加入盛有環糊精的容器中，在55℃下，至環糊精完全溶解；將環氧化纖維素纖維按重量比為1∶50加入到上述含環糊精的NaOH溶液中，在55℃下攪拌、振蕩處理3h，洗淨、烘乾，得到環糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環糊精模擬酶功能纖維以1∶1的重量比進行混合後，得到具備包合和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。環糊精採用γ-環糊精。
權利要求
1.一種環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，其特徵在於採用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入5％Na2CO3溶液中，加熱至80～100℃，處理1～3h，將處理後的纖維洗淨、烘乾，以1∶20～50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹0.5～3h；B)將溶脹後的纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入含有8％的環氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40～60℃下攪拌、振蕩處理3～5h，然後用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾乾，得到環氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，並調節PH至3.5～4.5，環氧化纖維素纖維按1∶10～100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80～95℃下攪拌、振蕩處理2～8h後取出，洗淨、烘乾，得到鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按1～3∶1的重量比加入盛有環糊精的容器中，在30～80℃下，至環糊精完全溶解；將環氧化纖維素纖維按重量比為1∶10～100加入到上述含環糊精的NaOH溶液中，在30～80℃下攪拌、振蕩處理0.5～5h，洗淨、烘乾，得到環糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環糊精模擬酶功能纖維以1～9∶9～1的重量比進行混合後，得到具備包合和催化雙重功能的環糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
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－酞菁雙重模擬酶功能纖維的製造方法，其特徵是將環糊精接枝到纖維素纖維上、得到環糊精模擬酶功能纖維，再將四羧基鈷酞菁接枝到纖維素纖維上、得到鈷酞菁模擬酶功能纖維，然後將這兩種功能纖維按不同比例混合，製成具備包絡和催化雙重功能纖維，用做環境淨化材料。同現有技術比較，本發明的優點是1)該功能纖維上含有環糊精和金屬酞菁兩種仿酶催化劑；2)環糊精、酞菁以共價鍵結合的形式接到纖維素纖維上，可解決環糊精、酞菁使用時的循環利用以及和產物分離的問題；3)兩種模擬酶功能纖維按不同比例的混合，可生產出系列產品；4)將環糊精－酞菁雙重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。
文檔編號D06M101/06GK1940169SQ200610053488
公開日2007年4月4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, 萬軍民, 溫會濤, 陳文興 申請人:浙江理工大學