CN101220558B - 一种模拟酶功能纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种模拟酶功能纤维的制备方法，它是先将环糊精在氧化剂的作用下制备成环糊精单醛，再将其通过化学键接枝到壳聚糖纤维上，制备模拟酶功能纤维产品，它可以在由酶和微生物进行的生物转化工艺中，替代环糊精，解决环糊精的循环使用及产物分离的问题，并可望在分子识别、环境保护、构建人工酶体系、药物缓释等方面得到广泛的应用。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种主要采用环糊精及其衍生物制成模拟酶功能纤维的制备方法，属于纺织纤维制备技术领域。
背景技术
为了保持天然酶高效和反应条件温和等优点，克服其易变性失活的缺点，往往采用酶功能模拟的办法，用人工方法制备模拟酶，环糊精是比较理想的酶模型。壳聚糖纤维是从海洋生物中提取，是用脱乙酰基的甲壳素溶液纺制而成的一种新型纤维。壳聚糖纤维上存在着大量活泼的-NH2、-OH，无毒，易降解，因而在生物医药、工业废水处理、重金属离子回收等方面得到了广泛应用。
在中国专利公报上公开有一种环糊精模拟酶功能纤维的制备方法，专利申请号为200610053492.6；还公开有一种环糊精聚合物模拟酶功能纤维的制备方法，专利申请号为200610053490.7。这两个专利申请技术分别利用环糊精和环糊精聚合物作为酶模型，接枝到纤维素纤维上，得到环糊精模拟酶功能纤和环糊精聚合物模拟酶功能纤维。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟酶功能纤维的制备方法，它先将环糊精在氧化剂的作用下制备成环糊精单醛，再将其通过化学键接枝到壳聚糖纤维上，制备模拟酶功能纤维。本发明的重要特点在于，壳聚糖纤维上存在着大量的-NH2、-OH，可以和环糊精之间通过协同反应对底物产生更有效的作用。本发明所述的制备方法是：A)将环糊精按重量比为1∶8～10放入二甲基亚砜中溶解；然后按环糊精与邻-碘酰基苯甲酸的摩尔比为1∶1～1.6加入邻-碘酰基苯甲酸，在20～30℃下反应20～28小时，搅拌，滤去不溶物，加入适量丙酮，析出白色固体，过滤，将得到的白色固体用丙酮洗涤干净，经冷冻干燥后，得到环糊精单醛；
B)将壳聚糖纤维按重量比为1∶1～23放入0.1％的碳酸钠溶液中溶胀0.5～5小时；用蒸馏水洗涤至中性，晾干；
C)将溶胀后的壳聚糖纤维按重量比为1∶30～50放入到pH值为5～7的水溶液中，按壳聚糖纤维与环糊精单醛的重量比为1∶0.8～1.4加入环糊精单醛，振荡，在20～30℃下反应1～3小时；
D)将还原剂氰基硼氢化钠按环糊精单醛与氰基硼氢化钠摩尔比为1∶1～3投入反应液中，保持其他反应条件不变，反应6～8天，待反应结束后调节pH至碱性，分别用蒸馏水和丙酮洗涤；
E)将经过上述反应后得到的产物经干燥处理，获得一种模拟酶功能纤维。
苯发明所述的环糊精可以是α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精。
本制品可以在由酶和微生物进行的生物转化工艺中，替代环糊精，解决环糊精的循环使用及产物分离的问题，并可望在分子识别、环境保护、构建人工酶体系、药物缓释等方面得到广泛的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下突出的优点：1)将环糊精模拟酶功能纤维加以编织、裁剪，制成各种形状，使用、回收都方便；2)采用本方法可以解决环糊精作为仿酶催化剂使用时的循环使用以及和产物的分离问题；3)与利用有机溶剂萃取的方法来回收环糊精相比，使用本产品可以降低生产成本；4)壳聚糖纤维上存在着大量的-NH2、-OH，可以和环糊精之间通过协同反应对底物产生更有效的作用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作详细的介绍：
实施例1：A)将α-环糊精按重量比为1∶8放入二甲基亚砜中溶解；然后按环糊精与邻-碘酰基苯甲酸的摩尔比为1∶1加入邻-碘酰基苯甲酸，在20℃下反应20小时，搅拌，滤去不溶物，加入适量丙酮，析出白色固体，过滤，将得到的白色固体用丙酮洗涤干净，经冷冻干燥后，得到环糊精单醛；
B)将壳聚糖纤维按重量比为1∶1放入0.1％的碳酸钠溶液中溶胀0.5小时；用蒸馏水洗涤至中性，晾干；
C)将溶胀后的壳聚糖纤维按重量比为1∶30放入到pH值为5的水溶液中，按壳聚糖纤维与环糊精单醛的重量比为1∶0.8加入环糊精单醛，振荡，在20℃下反应1小时；
D)将还原剂氰基硼氢化钠按环糊精单醛与氰基硼氢化钠摩尔比为1∶1投入反应液中，保持其他反应条件不变，反应6天，待反应结束后调节pH至碱性，分别用蒸馏水和丙酮洗涤；
E)将经过上述反应后得到的产物经干燥处理，获得一种模拟酶功能纤维。
实施例2，A)将β-环糊精按重量比为1∶10放入二甲基亚砜中溶解；然后按环糊精与邻-碘酰基苯甲酸的摩尔比为1∶1.6加入邻-碘酰基苯甲酸，在30℃下反应28小时，搅拌，滤去不溶物，加入适量丙酮，析出白色固体，过滤，将得到的白色固体用丙酮洗涤干净，经冷冻干燥后，得到环糊精单醛；
B)将壳聚糖纤维按重量比为1∶23放入0.1％的碳酸钠溶液中溶胀5小时；用蒸馏水洗涤至中性，晾干；
C)将溶胀后的壳聚糖纤维按重量比为1∶50放入到pH值为7的水溶液中，按壳聚糖纤维与环糊精单醛的重量比为1∶1.4加入环糊精单醛，振荡，在30℃下反应3小时；
D)将还原剂氰基硼氢化钠按环糊精单醛与氰基硼氢化钠摩尔比为1∶3投入反应液中，保持其他反应条件不变，反应8天，待反应结束后调节pH至碱性，分别用蒸馏水和丙酮洗涤；
E)将经过上述反应后得到的产物经干燥处理，获得一种模拟酶功能纤维。
实施例3，A)将γ-环糊精按重量比为1∶8.8放入二甲基亚砜中溶解；然后按环糊精与邻-碘酰基苯甲酸的摩尔比为1∶1.3加入邻-碘酰基苯甲酸，在25℃下反应24小时，搅拌，滤去不溶物，加入适量丙酮，析出白色固体，过滤，将得到的白色固体用丙酮洗涤干净，经冷冻干燥后，得到环糊精单醛；
B)将壳聚糖纤维按重量比为1∶12放入0.1％的碳酸钠溶液中溶胀2小时；用蒸馏水洗涤至中性，晾干；
C)将溶胀后的壳聚糖纤维按重量比为1∶40放入到pH值为6的水溶液中，按壳聚糖纤维与环糊精单醛的重量比为1∶1.1加入环糊精单醛，振荡，在25℃下反应2小时；
D)将还原剂氰基硼氢化钠按环糊精单醛与氰基硼氢化钠摩尔比为1∶2投入反应液中，保持其他反应条件不变，反应7天，待反应结束后调节pH至碱性，分别用蒸馏水和丙酮洗涤；
E)将经过上述反应后得到的产物经干燥处理，获得一种模拟酶功能纤维。
Claims (2)
1.一种模拟酶功能纤维的制备方法，该方法是：A)将环糊精按重量比为1∶8～10放入二甲基亚砜中溶解；然后按环糊精与邻-碘酰基苯甲酸的摩尔比为1∶1～1.6加入邻-碘酰基苯甲酸，在20～30℃下反应20～28小时，搅拌，滤去不溶物，加入适量丙酮，析出白色固体，过滤，将得到的白色固体用丙酮洗涤干净，经冷冻干燥后，得到环糊精单醛；
B)将壳聚糖纤维按重量比为1∶1～23放入0.1％的碳酸钠溶液中溶胀0.5～5小时；用蒸馏水洗涤至中性，晾干；
C)将溶胀后的壳聚糖纤维按重量比为1∶30～50放入到pH值为5～7的水溶液中，按壳聚糖纤维与环糊精单醛的重量比为1∶0.8～1.4加入环糊精单醛，振荡，在20～30℃下反应1～3小时；
D)将还原剂氰基硼氢化钠按环糊精单醛与氰基硼氢化钠摩尔比为1∶1～3投入反应液中，保持其他反应条件不变，反应6～8天，待反应结束后调节pH至碱性，分别用蒸馏水和丙酮洗涤；
E)将经过上述反应后得到的产物经干燥处理，获得一种模拟酶功能纤维。
2.根据权利要求1所述的模拟酶功能纤维的制备方法，其特征在于所述的环糊精是α-环糊精或β-环糊精或γ-环糊精。
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