CN100415980C - 一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制备方法 - Google Patents

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一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制备方法，其特征是将环糊精和金属酞菁—四羧基钴酞菁接枝到纤维上，制备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。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钴酞菁，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，四羧基钴酞菁可以催化氧化硫醇等有害物质；2)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；3)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利用以及和产物分离的问题。

Description

一种环糊精-酞菁双重模拟酶功能纤维的制备方法
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备方法。
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，于是人们试图保持天然酶的优点，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，含有金属元素的金属酞菁具有与金属卟啉相似的结构，研究表明，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，但将环糊精和金属酞菁接枝到纤维上，制备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备方法，将环糊精和金属酞菁——四羧基钴酞菁接枝到纤维上，制备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，四羧基钴酞菁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备方法，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)将酞菁模拟酶功能纤维按1∶10～100的重量比加入到溶解环糊精的30％NaOH溶液中，在30～80℃下搅拌、振荡处理0.5～5h，洗净、烘干，得到含钴离子的环糊精-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)该功能纤维上含有环糊精和钴酞菁，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，四羧基钴酞菁可以催化氧化硫醇等有害物质；2)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，使用方便；3)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、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。
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备方法，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100℃，处理1h，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∶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)将酞菁模拟酶功能纤维按1∶10的重量比加入到溶解环糊精的30％NaOH溶液中，在30℃下搅拌、振荡处理0.5h，洗净、烘干，得到含钴离子的环糊精-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备方法，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80℃，处理3h，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∶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)将酞菁模拟酶功能纤维按1∶100的重量比加入到溶解环糊精的30％NaOH溶液中，在80℃下搅拌、振荡处理5h，洗净、烘干，得到含钴离子的环糊精-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备方法，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％Na2CO3溶液中，加热至90℃，处理2h，将处理后的纤维洗净、烘干，以1∶30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)将酞菁模拟酶功能纤维按1∶50的重量比加入到溶解环糊精的30％NaOH溶液中，在55℃下搅拌、振荡处理3h，洗净、烘干，得到含钴离子的环糊精-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备方法，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)将酞菁模拟酶功能纤维按1∶10～100的重量比加入到溶解环糊精的30％NaOH溶液中，在30～80℃下搅拌、振荡处理0.5～5h，洗净、烘干，得到含钴离子的环糊精-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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