CN103613756A

CN103613756A - 一种蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法

Info

Publication number: CN103613756A
Application number: CN201310618199.XA
Authority: CN
Inventors: 陈建波; 郭红冲; 徐毅
Original assignee: Shanghai Normal University
Current assignee: Shanghai Normal University; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103613756B

Abstract

本发明公开了一种在含有阴离子表面活性剂的酸性水溶液中通过蛋白质诱导制备手性聚苯胺的方法。在pH1～3的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，分别加入阴离子表面活性剂和苯胺单体混合并搅拌；然后将蛋白质的水溶液加入到体系中；搅拌均匀后加入过氧化氢或过硫酸铵溶液，常温搅拌反应一段时间后制备得到手性聚苯胺。本发明以蛋白质为手性诱导剂制备手性聚苯胺，该方法中的手性诱导剂来源广泛,价格低廉；所需实验条件简单温和环保；所得手性产物立体专一性好，收率高，具有大规模使用的潜在应用价值。

Description

一种蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法

技术领域

本发明涉及化学和生物化学领域，具体为在阴离子表面活性剂溶液中通过蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法。

背景技术

在众多导电聚合物中，聚苯胺由于原料易得、结构和性能可控、合成简便、环境稳定性好,是当前最具有应用前景的导电聚合物之一，扩展了聚合物的应用范围，而手性聚合物的产生又为功能材料开辟了一个崭新的领域。近年来，手性聚合物在化学和生物传感器，表面修复电极，手性分离和手性识别等方面有着很好的应用前景。

一般来讲，手性聚合物的合成多采用手性取代单体的对映体选择聚合，而手性单体的制备过程繁琐，价格昂贵。而手性聚苯胺则多采用手性掺杂剂诱导对聚合物进行对映体选择掺杂，使主链优先以单一螺旋构型排列。因此手性聚苯胺的合成过程较其它手性导电聚合物的合成相对简单，可控性较强。自1994年Wallace课题组对手性聚苯胺展开大量的研究工作以来，许多研究者对手性聚苯胺的合成也开始进行了广泛的研究，提出了原位化学氧化聚合法、电化学聚合法、二次掺杂法、低聚物辅助法、自组装法、模板法等方法制备手性聚苯胺。在这些合成手性聚苯胺的方法中，基本都是由手性酸（通常是左旋或右旋樟脑磺酸）作掺杂剂与聚苯胺主链相互作用，诱导其形成螺旋构型。樟脑磺酸（包括氧化剂过硫酸铵）易在体系中形成副产物，而研究发现手性聚苯胺的形成需要高浓度的樟脑磺酸，否则所制备的聚苯胺不具有圆二色性。为了减小樟脑磺酸等强酸带来的危害，有人研究通过使用纤维素代替樟脑磺酸作为手性诱导剂，合成了手性聚苯胺复合物，然而复合物难分离，可加工性能差。后来，也有研究者用DNA作手性诱导剂，也合成了手性导电聚苯胺。然而，DNA需要复杂的生物提取步骤，操作繁琐，价格昂贵，因此由于成本较高而限制了在大规模生产中的应用。

本发明所使用的手性诱导剂---蛋白质在自然界中广泛存在，原料易得，价格低廉，大大降低了成本；而且有效避免了强酸性手性诱导剂樟脑磺酸的使用，反应溶液为水溶液，实验条件简单温和环保；所得到的手性聚苯胺立体专一性好，收率高，具有大规模使用的潜在应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种在含有阴离子表面活性剂的酸性溶液中，通过加入蛋白质诱导制备手性聚苯胺的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，包括以下步骤：

（1）将阴离子表面活性剂溶解于pH1～3的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中，加入苯胺单体混合并搅拌；苯胺与阴离子表面活性剂的摩尔比为1：0.5～3；

（2）加入含有蛋白质的水溶液，搅拌均匀；

（3）随后加入氧化剂过氧化氢或过硫酸铵溶液；苯胺、阴离子表面活性剂、蛋白质、氧化剂的用量比为1mmol:0.5～3.0mmol：16～80mg：1.6～9.6mmol；

（4）常温搅拌反应2～24h后，制备得到手性聚苯胺。

步骤（1）中苯胺与阴离子表面活性剂的摩尔比优选为1：0.5～2.0。

步骤（3）中苯胺、阴离子表面活性剂、蛋白质、氧化剂的用量优选比为1mmol：0.5～2.0mmol：16mg：16～80mg：6.4～8.0mmol。

步骤（3）所用的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二烷基硫酸钠(SDS)，优选为十二烷基苯磺酸(DBSA)。

所述蛋白质为辣根过氧化物酶、牛血红蛋白、牛血清白蛋白，优选为牛血红蛋白和牛血清白蛋白。

所用的氧化剂为过氧化氢或过硫酸铵，氧化剂的加入方式为分2～8批次加入。

反应体系中苯胺的浓度为3.125mmol/L～37.5mmol/L,优选为12.5～25.0mmol/L。

反应体系中阴离子表面活性剂的浓度为6.25～37.5mmol/L，优选为6.25～25.0mmoL/L；

反应体系中蛋白质的浓度为0.2～1.0g/L，优选为0.6～1.0g/L；

反应体系中氧化剂过氧化氢或过硫酸铵的浓度为20～120mmol/L，优选为80～100mmol/L。

本发明的理想效果和优点在于，本发明采用蛋白作为手性诱导剂制备手性聚苯胺,所使用的手性诱导剂来源广泛，价格低廉，节省反应成本，又反应溶液为水溶液，所需实验条件简单温和环保；在蛋白的诱导下，产物聚苯胺的立体专一性好，收率高，因此具有一定的工业开发价值。

附图说明

图1为利用牛血红蛋白诱导制备手性聚苯胺的圆二色光谱图。

图2为利用牛血清白蛋白诱导制备手性聚苯胺的圆二色光谱图。

图3为利用牛血红蛋白诱导制备手性聚苯胺的圆二色光谱图。

图4为利用牛血清白蛋白诱导制备手性聚苯胺的圆二色光谱图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

称取DBSA 0.0204g,溶于9.7mL的pH2.0的缓冲溶液中；搅拌均匀后加入0.125mmol苯胺单体；称取10mg的牛血红蛋白用200μl蒸馏水溶解后加入体系中；再将浓度为9.823mol/L的过氧化氢溶液100μL在一小时内分4次加入到反应体系中。搅拌反应8小时后加入10ml的甲醇进行破乳，终止反应。待产物沉淀后进行离心收集，干燥后得到墨绿色粉末，表观收率为138.8%。经圆二色谱表征，在475nm米左右处产生正的圆二色峰，证明产物为手性聚苯胺,其摩尔椭圆率值为1100 degree·cm²·decimole^-1。圆二色光谱如附图1所示。

实施例2

称取DBSA 0.0408g,溶于9.5mL的pH2.0的缓冲溶液中；搅拌均匀后加入0.250mmol苯胺单体；称取2mg的牛血红蛋白和8mg的牛血清白蛋白用200μl蒸馏水溶解后加入体系中；再将浓度为9.823mol/L的过氧化氢溶液100μL在一小时内分8次加入到反应体系中。搅拌反应12小时后各加入10ml的甲醇进行破乳，终止反应。待产物沉淀后进行离心收集，干燥后得到墨绿色粉末，表观收率为124.3%。经圆二色谱表征，在475nm米左右处产生正的圆二色峰，证明产物为手性聚苯胺，其摩尔椭圆率值为910 degree·cm²·decimole^-1。圆二色光谱如附图2所示。

实施例3

称取SDS 0.0216g,溶于9.7mL的pH1.0的缓冲溶液中；搅拌均匀后加入0.1875mmol苯胺单体；称取10mg的牛血红蛋白用200μl蒸馏水溶解后加入体系中；再将浓度为12.5mmol/L的过硫酸铵溶液100μL在一小时内分5次加入到反应体系中。搅拌反应18小时后各加入10ml的甲醇进行破乳，终止反应。待产物沉淀后进行离心收集，干燥后得到墨绿色粉末，表观收率为121.2%。经圆二色谱表征，在475nm米左右处产生正的圆二色峰，证明产物为手性聚苯胺，其摩尔椭圆率值为860 degree·cm²·decimole^-1。圆二色光谱如附图3所示

实施例4

称取SDS 0.0252g,溶于9.7mL的pH3.0的缓冲溶液中；搅拌均匀后加入0.2187mmol苯胺单体；称取8mg的牛血清白蛋白用200μl蒸馏水溶解后加入体系中；再将浓度为12.5mmol/L的过硫酸铵溶液100μL在一小时内分7次加入到反应体系中。搅拌反应24小时后加入10ml的甲醇进行破乳，终止反应。待产物沉淀后进行离心收集，干燥后得到墨绿色粉末，表观收率为133.8%。经圆二色谱表征，在475nm米左右处产生正的圆二色峰，证明产物为手性聚苯胺，其摩尔椭圆率值为870 degree·cm²·decimole^-1。圆二色光谱如附图4所示。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（2）加入含有蛋白质的水溶液，搅拌均匀；

（4）常温搅拌反应2～24h后，制备得到手性聚苯胺。

2.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，步骤（1）中苯胺与阴离子表面活性剂的摩尔比为1：0.5～2.0。

3.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，步骤（3）中苯胺、阴离子表面活性剂、蛋白质、氧化剂的用量比为1mmol：0.5～2.0mmol：16mg：16～80mg：6.4～8.0mmol。

4.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，步骤（3）所用的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二烷基硫酸钠(SDS)。

5.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，所述蛋白质为辣根过氧化物酶、牛血红蛋白、牛血清白蛋白。

6.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，所用的氧化剂为过氧化氢或过硫酸铵，氧化剂的加入方式为分2～8批次加入。

7.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，反应体系中苯胺的浓度为3.125mmol/L～37.5mmol/L。

8.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，反应体系中阴离子表面活性剂的浓度为6.25～37.5mmol/L。

9.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，反应体系中蛋白质的浓度为0.2～1.0g/L。

10.权利要求1所述蛋白诱导制备手性聚苯胺的方法，其特征在于，反应体系中氧化剂过氧化氢或过硫酸铵的浓度为20～120mmol/L。