一種環糊精－酞菁雙重模擬酶功能纖維的製備方法
2023-10-05 18:45:34 2
專利名稱：一種環糊精－酞菁雙重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-酞菁雙重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，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，於是人們試圖保持天然酶的優點，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。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，含有金屬元素的金屬酞菁具有與金屬卟啉相似的結構，研究表明，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，但將環糊精和金屬酞菁接枝到纖維上，製備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備方法，將環糊精和金屬酞菁——四羧基鈷酞菁接枝到纖維上，製備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，四羧基鈷酞菁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備方法，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)將酞菁模擬酶功能纖維按1∶10～100的重量比加入到溶解環糊精的30％NaOH溶液中，在30～80℃下攪拌、振蕩處理0.5～5h，洗淨、烘乾，得到含鈷離子的環糊精-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)該功能纖維上含有環糊精和鈷酞菁，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，四羧基鈷酞菁可以催化氧化硫醇等有害物質；2)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，使用方便；3)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、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。
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備方法，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100℃，處理1h，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∶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)將酞菁模擬酶功能纖維按1∶10的重量比加入到溶解環糊精的30％NaOH溶液中，在30℃下攪拌、振蕩處理0.5h，洗淨、烘乾，得到含鈷離子的環糊精-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備方法，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80℃，處理3h，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∶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)將酞菁模擬酶功能纖維按1∶100的重量比加入到溶解環糊精的30％NaOH溶液中，在80℃下攪拌、振蕩處理5h，洗淨、烘乾，得到含鈷離子的環糊精-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備方法，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％Na2CO3溶液中，加熱至90℃，處理2h，將處理後的纖維洗淨、烘乾，以1∶30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)將酞菁模擬酶功能纖維按1∶50的重量比加入到溶解環糊精的30％NaOH溶液中，在55℃下攪拌、振蕩處理3h，洗淨、烘乾，得到含鈷離子的環糊精-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備方法，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)將酞菁模擬酶功能纖維按1∶10～100的重量比加入到溶解環糊精的30％NaOH溶液中，在30～80℃下攪拌、振蕩處理0.5～5h，洗淨、烘乾，得到含鈷離子的環糊精-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備方法，其特徵是將環糊精和金屬酞菁－四羧基鈷酞菁接枝到纖維上，製備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。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鈷酞菁，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，四羧基鈷酞菁可以催化氧化硫醇等有害物質；2)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；3)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利用以及和產物分離的問題。
文檔編號D06M13/50GK1940170SQ200610053489
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
發明者萬軍民, 溫會濤, 胡智文, 陳文興 申請人:浙江理工大學