CN100398741C - 一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，其特征是将环糊精接枝到纤维素纤维上、得到环糊精模拟酶功能纤维，再将四羧基钴酞菁接枝到纤维素纤维上、得到钴酞菁模拟酶功能纤维，然后将这两种功能纤维按不同比例混合，制成具备包络和催化双重功能纤维，用做环境争化材料。同现有技术比较，本发明的优点是：1)该功能纤维上含有环糊精和金属酞菁两种仿酶催化剂；2)环糊精、酞菁以共价键结合的形式接到纤维素纤维上，可解决环糊精、酞菁使用时的循环利用以及和产物分离的问题；3)两种模拟酶功能纤维按不同比例的混合，可生产出系列产品；4)将环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维加以编织、裁剪，制成各种形态，使用、回收方便。

Description

一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法
技术领域
本发明涉及一种环糊精及其衍生物，特别涉及一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法。
背景技术
酶催化与普通化学催化剂相比，具有高效性、专一性和反应条件温和等优点，而天然酶对环境过于敏感，对操作条件要求苛刻，易失活，价格昂贵，人们为了保持天然酶的优点，同时改变其易变性失活的缺点，开始进行酶功能的模拟研究。目前用于构建模拟酶的这类酶模型分子有环糊精、冠醚、穴醚、笼醚、卟啉等。环糊精是一个比较理想的酶模型，环糊精催化的特点是：参与反应的底物分子先被环糊精分子包接，再与其发生反应，与酶促反应十分相似。酞菁是一个平面大环化合物，环内有一空穴，可以容纳铁、铜、钴、铝、镍、钙、钠、镁、锌等种多金属元素，金属酞菁具有与金属卟啉相似的结构，研究已经表明，金属酞菁能催化许多有机反应，特别是能有效活化氧分子，并在室温条件下催化有机物的自动氧化，因此金属酞菁可以作为模拟生物酶的模型，四羧基钴酞菁是其中之一，研究证明四羧基钴酞菁可以催化氧化硫醇等有害物质。
关于环糊精、金属酞菁作为仿酶催化剂已有不少研究，但将环糊精接枝到纤维素纤维上、得到环糊精模拟酶功能纤维，再将四羧基钴酞菁接枝到纤维素纤维上、得到酞菁模拟酶功能纤维，然后将这两种功能纤维按一定比例混合，制成具有包络和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维，用做环境净化材料，则属于正在研究的课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，将环糊精接枝到纤维素纤维上，得到环糊精模拟酶功能纤维，再将金属酞菁四羧基钴酞菁接枝到纤维素纤维上、得到钴酞菁模拟酶功能纤维，然后将这两种功能纤维按一定比例混合，制成具有包络和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维。该功能纤维具有环糊精独特的疏水空腔，可以包络吸收一些环境中的非极性有机挥发污染物，而四羧基钴
酞菁则可以催化氧化硫醇等有害物质，可以用做环境净化材料。
一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，其特征在于采用下列步骤：
A)将纤维素纤维以1∶50～100的重量比放入5％Na2CO3溶液中，加热至80～100℃，处理1～3h，将处理后的纤维洗净、烘干，以1∶20～50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶胀0.5～3h；
B)将溶胀后的纤维素纤维以1∶50～100的重量比放入含有8％的环氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40～60℃下搅拌、振荡处理3～5h，然后用蒸馏水洗涤至中性，抽滤、晾干，得到环氧化纤维素纤维；
C)以2∶98的重量比将四羧基钴酞菁加入水中、溶解，得到含钴离子酞菁的水溶液，并调节pH至3.5～4.5，环氧化纤维素纤维按1∶10～100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80～95℃下搅拌、振荡处理2～8h后取出，洗净、烘干，得到含钴离子酞菁的模拟酶功能纤维；
D)将30％的NaOH溶液按1～3∶1的重量比加入盛有环糊精的容器中，在30～80℃下，至环糊精完全溶解；将环氧化纤维素纤维按重量比为1∶10～100加入到上述含环糊精的NaOH溶液中，在30～80℃下搅拌、振荡处理0.5～5h，洗净、烘干，得到环糊精模拟酶功能纤维；
E)将酞菁模拟酶功能纤维与环糊精模拟酶功能纤维以1～9∶9～1的重量比进行混合后，得到具备包合和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维。
环糊精采用α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的任意一种，或者其混合物。
同现有技术比较，本发明具有如下突出的优点：1)该模拟酶功能纤维上含有环糊精和金属酞菁两种仿酶催化剂，环糊精具有的独特疏水空腔，可以包络吸收一些环境中的非极性有机挥发污染物，四羧基钴酞菁催化氧化硫醇等有害物质；2)环糊精、金属酞菁以共价键结合的形式接到纤维素纤维上，可以解决环糊精、金属酞菁作为仿酶催化剂使用时的循环使用以及和产物分离的问题；3)酞菁模拟酶功能纤维与环糊精模拟酶功能纤维可以根据不同的需要进行不同比例的混合，生产出系列产品；4)可以将环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维加以编织、裁剪，制成各种形态，使用、回收方便。
具体实施方式
实施例1：
一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，其特征在于采用下列步骤：
A)将纤维素纤维以1∶50的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加热至80℃，处理1h，将处理后的纤维洗净、烘干，以1∶50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶胀3h；
B)将溶胀后的纤维素纤维以1∶50的重量比放入含有8％的环氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在60℃下搅拌、振荡处理3h，然后用蒸馏水洗涤至中性，抽滤、晾干，得到环氧化纤维素纤维；
C)以2∶98的重量比将四羧基钴酞菁加入水中、溶解，得到含钴离子酞菁的水溶液，并调节pH至3.5，环氧化纤维素纤维按1∶100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80℃下搅拌、振荡处理2h后取出，洗净、烘干，得到含钴离子酞菁的模拟酶功能纤维；
D)将30％的NaOH溶液按1∶1的重量比加入盛有环糊精的容器中，在30℃下，至环糊精完全溶解；将环氧化纤维素纤维按重量比为1∶100加入到上述含环糊精的NaOH溶液中，在80℃下搅拌、振荡处理5h，洗净、烘干，得到环糊精模拟酶功能纤维；
E)将酞菁模拟酶功能纤维与环糊精模拟酶功能纤维以1∶9的重量比进行混合后，得到具备包合和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维。
环糊精采用α-环糊精。
实施例2：
一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，其特征在于采用下列步骤：
A)将纤维素纤维以1∶100的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加热至100℃，处理3h，将处理后的纤维洗净、烘干，以1∶20的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶胀0.5h；
B)将溶胀后的纤维素纤维以1∶100的重量比放入含有8％的环氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40℃下搅拌、振荡处理5h，然后用蒸馏水洗涤至中性，抽滤、晾干，得到环氧化纤维素纤维；
C)以2∶98的重量比将四羧基钴酞菁加入水中、溶解，得到含钴离子酞菁的水溶液，并调节pH至4.5，环氧化纤维素纤维按1∶10的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在95℃下搅拌、振荡处理8h后取出，洗净、烘干，得到含钴离子酞菁的模拟酶功能纤维；
D)将30％的NaOH溶液按3∶1的重量比加入盛有环糊精的容器中，在80℃下，至环糊精完全溶解；将环氧化纤维素纤维按重量比为1∶10加入到上述含环糊精的NaOH溶液中，在30℃下搅拌、振荡处理0.5h，洗净、烘干，得到环糊精模拟酶功能纤维；
E)将酞菁模拟酶功能纤维与环糊精模拟酶功能纤维以9∶1的重量比进行混合后，得到具备包合和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维。
环糊精采用β-环糊精。
实施例3：
一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，其特征在于采用下列步骤：
A)将纤维素纤维以1∶75的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加热至90℃，处理2h，将处理后的纤维洗净、烘干，以1∶40的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶胀2h；
B)将溶胀后的纤维素纤维以1∶75的重量比放入含有8％的环氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在50℃下搅拌、振荡处理4h，然后用蒸馏水洗涤至中性，抽滤、晾干，得到环氧化纤维素纤维；
C)以2∶98的重量比将四羧基钴酞菁加入水中、溶解，得到含钴离子酞菁的水溶液，并调节pH至4，环氧化纤维素纤维按1∶50的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在90℃下搅拌、振荡处理5h后取出，洗净、烘干，得到含钴离子酞菁的模拟酶功能纤维；
D)将30％的NaOH溶液按2∶1的重量比加入盛有环糊精的容器中，在55℃下，至环糊精完全溶解；将环氧化纤维素纤维按重量比为1∶50加入到上述含环糊精的NaOH溶液中，在55℃下搅拌、振荡处理3h，洗净、烘干，得到环糊精模拟酶功能纤维；
E)将酞菁模拟酶功能纤维与环糊精模拟酶功能纤维以1∶1的重量比进行混合后，得到具备包合和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维。环糊精采用γ-环糊精。

Claims (2)

1.一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制造方法，其特征在于采用下列步骤：
A)将纤维素纤维以1∶50～100的重量比放入5％Na2CO3溶液中，加热至80～100℃，处理1～3h，将处理后的纤维洗净、烘干，以1∶20～50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶胀0.5～3h；
B)将溶胀后的纤维素纤维以1∶50～100的重量比放入含有8％的环氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40～60℃下搅拌、振荡处理3～5h，然后用蒸馏水洗涤至中性，抽滤、晾干，得到环氧化纤维素纤维；
C)以2∶98的重量比将四羧基钴酞菁加入水中、溶解，得到含钴离子酞菁的水溶液，并调节pH至3.5～4.5，环氧化纤维素纤维按1∶10～100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80～95℃下搅拌、振荡处理2～8h后取出，洗净、烘干，得到钴离子酞菁的模拟酶功能纤维；
D)将30％的NaOH溶液按1～3∶1的重量比加入盛有环糊精的容器中，在30～80℃下，至环糊精完全溶解；将环氧化纤维素纤维按重量比为1∶10～100加入到上述含环糊精的NaOH溶液中，在30～80℃下搅拌、振荡处理0.5～5h，洗净、烘干，得到环糊精模拟酶功能纤维；
E)将酞菁模拟酶功能纤维与环糊精模拟酶功能纤维以1～9∶9～1的重量比进行混合后，得到具备包合和催化双重功能的环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：环糊精采用α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的任意一种，或者其混合物。
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