CN102787112A - 一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法 - Google Patents
一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，即将一种具有高胺基含量的树枝状结构超支化有机胺与大孔交联聚合物树脂微球经Michael加成后，得到了不同超支化有机胺负载量的大孔高比表面酶载体。合成接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的反应条件温和，成本低廉，且最终以化学键的形式将树枝状结构超支化有机胺接枝到大孔交联聚合物树脂微球表面，赋予了树脂微球高胺基含量，使其具有较好的酶负载能力，对酶催化反应的发展具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于涉及一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法。
背景技术
酶作为一种天然的高分子催化剂，因具有极高的选择性、催化反应条件温和、无污染等诸多优点，使其在食品加工、医药等产业中有着极为广阔的应用前景。然而游离酶存在着不稳定、容易变性以及在反应体系中分离和提纯困难等缺点，因此在工业化的应用中有所限制。正是在此条件下，固定化酶的概念和技术得以提出和发展。所谓酶的固定化，就是通过化学或物理的处理方法，使原来水溶性的酶与固态的水不溶载体相结合或被载体包埋。在酶固定化中，酶载体起着至关重要的作用。目前，胺类多孔聚合物酶载体大多由小分子有机胺修饰多孔聚合物制备而成，得到的酶载体普遍存在胺基含量不高或者载酶活性位点太近导致的载酶量不高的缺点。
树枝状超支化有机胺因其具有丰富的端胺基，表现出高胺基含量、高反应活性等许多小分子胺所不具有的特殊性能，这些性能使超支化有机胺在涂料、薄膜、生物医药载体等诸多领域中显示出诱人的应用前景。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，
技术方案
一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1超支化有机胺的合成：
步骤a1：通过恒压滴液漏斗将丙烯酸酯类的醇溶液，在磁力搅拌、氮气保护和冰浴条件下滴加到撑三胺中，室温下静置3~5h得到混合物；所述撑三胺和丙烯酸酯类的醇溶液的体积比为1：5/4~4；所述醇溶液中丙烯酸酯类的体积分数为25%~40%；
步骤b1：将得到的混合物在48~70℃下旋转蒸发2~3h，之后在5~40KPa压力下130~160℃的油浴中反应3~5h，得到暗黄色透明粘稠状的超支化有机胺；
步骤2接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备：
步骤a2：将大孔交联聚合物树脂微球、超支化有机胺和水按质量比1:2.5~15:25~35进行混合；
步骤b2：放置于65~95℃的水浴中搅拌不少于8h；
步骤c3：将步骤b2得到的微球水洗至中性，得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
所述撑三胺为：二乙烯三胺或二丙烯三胺，或者它们的任意比混合物。
所述醇为甲醇或乙醇，或者它们的任意比混合物。
所述醇溶液中的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯，或者它们中几种的任意比混合物。
所述大孔交联聚合物树脂微球是平均孔径不小于40nm，比表面积不低于80m2/g，表面具有环氧基的交联聚合物微球。
有益效果
本发明提出的一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，采用树枝状超支化有机胺来接枝大孔交联聚合物树脂微球，从而制备出一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。该酶载体表面具有丰富的端胺基可以较好的负载酶，从而实现酶的固定化。再加上接枝在微球表面的超支化有机胺具有独特的树枝状结构，可以加大载酶活性位点之间的距离，从而减少载酶活性位点太近导致的载酶量下降。此外，该树枝状结构对酶的捕获具有一定的悬臂作用，从而进一步加强该酶载体对酶的负载能力。
附图说明
图1：超支化有机胺的合成路线；
图2：接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备路线；
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
超支化有机胺的合成：
实施例1：首先将带有恒压滴液漏斗、温度计、氮气入口管的500mL三口圆底烧瓶放置于冰水浴的磁力搅拌锅内，并加入50mL的二乙烯三胺；然后再取50mL的甲基丙烯酸甲酯溶于100mL甲醇中，通过恒压滴液漏斗在1h内缓慢滴加到三口烧瓶中；原料滴加结束后，将反应体系去除磁力搅拌和冰浴，室温下静置4h；得到的产物加入单口烧瓶中，60℃旋转蒸发2h，之后在10KPa压力下140℃的油浴中反应3h，最终得到暗黄色透明粘稠状液体，即超支化有机胺。
实施例2：首先将带有恒压滴液漏斗、温度计、氮气入口管的500mL三口圆底烧瓶放置于冰水浴的磁力搅拌锅内，并加入55mL的二乙烯三胺；然后再取55mL的甲基丙烯酸甲酯溶于120mL甲醇中，通过恒压滴液漏斗在2h内缓慢滴加到三口烧瓶中；原料滴加结束后，将反应体系去除磁力搅拌和冰浴，室温下静置5h；得到的产物加入单口烧瓶中，60℃旋转蒸发2h，之后在20KPa压力下150℃的油浴中反应5h，最终得到暗黄色透明粘稠状液体，即超支化有机胺。
实施例3：首先将带有恒压滴液漏斗、温度计、氮气入口管的500mL三口圆底烧瓶放置于冰水浴的磁力搅拌锅内，并加入40mL的二乙烯三胺；然后再取40mL的甲基丙烯酸甲酯溶于70mL甲醇中，通过恒压滴液漏斗在1h内缓慢滴加到三口烧瓶中；原料滴加结束后，将反应体系去除磁力搅拌和冰浴，室温下静置3h；得到的产物加入单口烧瓶中，65℃旋转蒸发3h，之后在40KPa压力下130℃的油浴中反应5h，最终得到暗黄色透明粘稠状液体，即超支化有机胺。
实施例4：首先将带有恒压滴液漏斗、温度计、氮气入口管的500mL三口圆底烧瓶放置于冰水浴的磁力搅拌锅内，并加入45mL的二乙烯三胺；然后再取40mL的甲基丙烯酸甲酯溶于100mL甲醇中，通过恒压滴液漏斗在2h内缓慢滴加到三口烧瓶中；原料滴加结束后，将反应体系去除磁力搅拌和冰浴，室温下静置4h；得到的产物加入单口烧瓶中，65℃旋转蒸发3h，之后在10KPa压力下160℃的油浴中反应4h，最终得到暗黄色透明粘稠状液体，即超支化有机胺。
再利用上述实施例制备的超支化有机胺，进行接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备：
实施例1：取大孔交联聚合物树脂微球1g加入100mL的三口烧瓶中，再加入3g超支化胺，水34g，在85℃的水浴中反应12h。反应结束，将产物水洗至中性，即可得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
实施例2：取大孔交联聚合物树脂微球1g加入100mL的三口烧瓶中，再加入7g超支化胺，水28g，在75℃的水浴中反应8h。反应结束，将产物水洗至中性，即可得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
实施例3：取大孔交联聚合物树脂微球1g加入100mL的三口烧瓶中，再加入11g超支化胺，水30g，在95℃的水浴中反应16h。反应结束，将产物水洗至中性，即可得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
实施例4：取大孔交联聚合物树脂微球1g加入100mL的三口烧瓶中，再加入10g超支化胺，水30g，在75℃的水浴中反应10h。反应结束，将产物水洗至中性，即可得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
实施例5：取大孔交联聚合物树脂微球1g加入100mL的三口烧瓶中，再加入12g超支化胺，水27g，在95℃的水浴中反应8h。反应结束，将产物水洗至中性，即可得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
实施例6：取大孔交联聚合物树脂微球1g加入100mL的三口烧瓶中，再加入14g超支化胺，水30g，在65℃的水浴中反应12h。反应结束，将产物水洗至中性，即可得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
Claims (5)
1.一种接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1超支化有机胺的合成：
步骤a1：通过恒压滴液漏斗将丙烯酸酯类的醇溶液，在磁力搅拌、氮气保护和冰浴条件下滴加到撑三胺中，室温下静置3~5h得到混合物；所述撑三胺和丙烯酸酯类的醇溶液的体积比为1：5/4~4；所述醇溶液中丙烯酸酯类的体积分数为25%~40%；
步骤b1：将得到的混合物在48~70℃下旋转蒸发2~3h，之后在5~40KPa压力下130~160℃的油浴中反应3~5h，得到暗黄色透明粘稠状的超支化有机胺；
步骤2接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备：
步骤a2：将大孔交联聚合物树脂微球、超支化有机胺和水按质量比1:2.5~15:25~35进行混合；
步骤b2：放置于65~95℃的水浴中搅拌不少于8h；
步骤c3：将步骤b2得到的微球水洗至中性，得到表面接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体。
2.根据权利要求1所述接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，其特征在于：所述撑三胺为：二乙烯三胺或二丙烯三胺，或者它们的任意比混合物。
3.根据权利要求1所述接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，其特征在于：所述醇为甲醇或乙醇，或者它们的任意比混合物。
4.根据权利要求1所述接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，其特征在于：所述醇溶液中的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯，或者它们中几种的任意比混合物。
5.根据权利要求1所述接枝超支化有机胺大孔高比表面酶载体的制备方法，其特征在于：所述大孔交联聚合物树脂微球是平均孔径不小于40nm，比表面积不低于80m2/g，表面具有环氧基的交联聚合物微球。
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