CN110330579A - 一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法 - Google Patents

一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110330579A
CN110330579A CN201910383639.5A CN201910383639A CN110330579A CN 110330579 A CN110330579 A CN 110330579A CN 201910383639 A CN201910383639 A CN 201910383639A CN 110330579 A CN110330579 A CN 110330579A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catenne
beta
preparation
chiral
molecule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910383639.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110330579B (zh
Inventor
吴大同
孔泳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Publication of CN110330579A publication Critical patent/CN110330579A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110330579B publication Critical patent/CN110330579B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种应用于电化学手性识别的β‑环糊精类索烃分子的制备方法。包括以下步骤：制备基于β‑环糊精衍生的手性索烃分子、制备手性索烃分子与铜离子配位的复合材料、制备基于手性索烃分子配位复合材料的修饰电极、电化学法识别苹果酸对映体。本发明的有益效果是：采用一锅法制备β‑环糊精衍生的手性索烃分子，与以往制备索烃的方法相比，反应条件简单、温和；制备的手性索烃分子配位复合材料性质稳定；对苹果酸具有很好的手性识别能力。

Description

一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备 方法
技术领域
本发明涉及一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，属于有机合成技术以及电化学领域。
背景技术
苹果酸，又名2－羟基丁二酸，是一种常见的用于食品和医药行业的添加剂。在自然界中，天然存在的苹果酸都是L构型，D构型的苹果酸主要依赖于人工合成。鉴于其不同构型具有不同的生物活性，因此，对其手性识别研究具有重要的科学和实际意义。然而，目前用于苹果酸手性识别的进展甚微，本发明尝试开发一种基于电化学信号识别不同构型苹果酸的分析方法。
索烃是一个机械互锁分子，通常由两个或两个以上互锁的大环分子组成，具有优良的物理和化学特性，已收到众多研究者的关注。在合成索烃类分子过程中，常借助于分子间相互作用促使两个大环分子互锁，包括氢键、π-π作用和疏水效应。近几年有些研究小组报道了由离子对效应制备索烃类分子。但是，就我们所知，利用天然源手性分子，例如环糊精，制备索烃类分子并用于手性识别研究的报道并不多见。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法。将制备的手性索烃分子与铜离子配位的复合材料修饰于电极表面，对苹果酸进行高效手性识别研究。
一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，包括以下步骤：
a、制备基于β-环糊精衍生的手性索烃分子：配制40mL体积比为1:1的水/乙醇混合溶液，向上述溶液中加入227mg的β-环糊精、156mg的4,4'-联吡啶和244mg的1,6-二溴己烷，磁力搅拌，并在80oC加热。反应完全后，减压蒸馏出去溶剂，依次用乙酸乙酯清洗、冰水萃取。减压蒸馏出去水，即得基于β-环糊精衍生的手性索烃分子；
b、制备手性索烃分子与铜离子配位的复合材料：称取100mg步骤a制备的手性索烃分子溶于30mL水中，向上述溶液中加入20mg浓度为1mg/mL的氯化铜水溶液，立即有不溶物沉淀，离心得到蓝色沉淀，并用超纯水清洗，晾干即得配位复合材料；
c、制备基于手性索烃分子配位复合材料的修饰电极：称取5mg步骤b制备的配位复合材料溶于1mL超纯水中，超声得浑浊溶液，量取5μL上述浑浊溶液滴加到电极表面，室温下自然晾干，即可获得相应的基于手性索烃分子配位复合材料的修饰电极；
d、电化学法识别苹果酸对映体：采用差分脉冲法来识别苹果酸对映体，将步骤c制备的功能性电极静置于25mL苹果酸对映体溶液中一定时间，在-0.4~0.8V的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后修饰电极在25mL的pH为6~8的磷酸二氢钠溶液中扫稳以恢复电极活性。
进一步地，步骤a中磁力搅拌速度为150r/min，反应时间为24h，清洗所用乙酸乙酯体积为30mL，萃取所用冰水体积为20mL。
进一步地，步骤b中清洗所用超纯水体积为20mL。
进一步地，步骤c中超声时间为10min。
进一步地，步骤d中苹果酸对映体的浓度为0.1~1mM，静置时间为60~90s。
本发明的有益效果是：采用一锅法制备β-环糊精衍生的手性索烃分子，与以往制备索烃的方法相比，反应条件简单、温和；制备的手性索烃分子配位复合材料性质稳定；对苹果酸具有很好的手性识别能力。
附图说明
下面结合附图对本实验进一步说明。
图1为实施例一中制备的手性索烃分子配位复合材料的场发射扫描电镜图。
图2为实施例二中手性索烃分子配位复合材料的循环伏安图。
图3为实施例三中手性索烃分子配位复合材料的修饰电极对苹果酸对映体的差分脉冲伏安图。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
本发明所述手性索烃分子配位复合材料的修饰电极对苹果酸对映体按下述方法进行识别：
IL/D=IL/ID
式中，IL/D表示苹果酸对映体氧化峰电流比值， IL和ID分别表示L-苹果酸和D-苹果酸在差分脉冲伏安图上的氧化峰电流值。
实施例一：
手性索烃分子配位复合材料修饰电极的制备包括以下几个步骤：
（1）配制40mL体积比为1:1的水/乙醇混合溶液，向上述溶液中加入227mg的β-环糊精、156mg的4,4'-联吡啶和244mg的1,6-二溴己烷，转速为150r/min磁力搅拌，并在80oC加热。反应24h后，减压蒸馏出去溶剂，依次用30mL乙酸乙酯清洗、20mL冰水萃取。减压蒸馏出去水，即得基于β-环糊精衍生的手性索烃分子380mg，产率为90%。
（2）称取100mg步骤（1）制备的手性索烃分子溶于30mL水中，向上述溶液中加入20mg浓度为1mg/mL的氯化铜水溶液，发现立即有不溶物沉淀，离心得到蓝色沉淀，并用超纯水清洗，晾干即得配位复合材料133mg，产率为99%。附图1为制备的手性索烃分子配位复合材料的场发射扫描电镜图，呈半微球花簇状。
（3）称取5mg步骤（2）制备的配位复合材料溶于1mL超纯水中，超声得浑浊溶液，量取5μL上述浑浊溶液滴加到电极表面，室温下自然晾干，即可获得相应的基于手性索烃分子配位复合材料的修饰电极。
实施例二：
将实施例一中制备得到的手性索烃分子以及手性索烃分子配位复合材料修饰电极分别静置在5mM铁氰化钾溶液中，在-0.2~0.6V（vs. SCE）的电化学窗口下采用循环伏安法对该修饰电极进行表征，扫速为0.1V/s，扫描圈数为20圈，其结果如附图2所示，手性索烃分子电极以及手性索烃分子配位复合材料修饰电极所示的都是可逆对称的循环伏安图。
实施例三：
将实施例二制备得到的手性索烃分子配位复合材料修饰电极静置在25mL 0.5mM的苹果酸对映体溶液中，静置90s后在-0.4~0.8V（vs. SCE）的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后，修饰电极在30mL 0.1M pH=7的磷酸二氢钠溶液中扫稳以恢复电极活性。手性索烃分子配位复合材料修饰电极对苹果酸对映体的差分脉冲伏安图见附图3，结果表明，该修饰电极具有良好的手性识别效果，其IL/D值大于10。

Claims (5)

1.一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，步骤如下：
a、制备基于β-环糊精衍生的手性索烃分子：配制40mL体积比为1:1的水/乙醇混合溶液，向上述溶液中加入227mg的β-环糊精、156mg的4,4'-联吡啶和244mg的1,6-二溴己烷，磁力搅拌，并在80oC加热，反应完全后，减压蒸馏出去溶剂，依次用乙酸乙酯清洗、冰水萃取，减压蒸馏出去水，即得基于β-环糊精衍生的手性索烃分子；
b、制备手性索烃分子与铜离子配位的复合材料：称取100mg步骤a制备的手性索烃分子溶于30mL水中，向上述溶液中加入20mg浓度为1mg/mL的氯化铜水溶液，立即有不溶物沉淀，离心得到蓝色沉淀，并用超纯水清洗，晾干即得配位复合材料；
c、制备基于手性索烃分子配位复合材料的修饰电极：称取5mg步骤b制备的配位复合材料溶于1mL超纯水中，超声得浑浊溶液，量取5μL上述浑浊溶液滴加到电极表面，室温下自然晾干，即可获得相应的基于手性索烃分子配位复合材料的修饰电极；
d、电化学法识别苹果酸对映体：采用差分脉冲法来识别苹果酸对映体，将步骤c制备的功能性电极静置于25mL苹果酸对映体溶液中一定时间，在-0.4~0.8V的电化学窗范围内记录差分脉冲伏安图，每次测完后修饰电极在25mL的pH为6~8的磷酸二氢钠溶液中扫稳以恢复电极活性。
2.根据权利要求1所述一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，其特征是：所述步骤a中磁力搅拌速度为150r/min，反应时间为24h，清洗所用乙酸乙酯体积为30mL，萃取所用冰水体积为20mL。
3.根据权利要求1所述一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，其特征是：所述步骤b中清洗所用超纯水体积为20mL。
4.根据权利要求1所述一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，其特征是：所述步骤c中超声时间为10min。
5.根据权利要求1所述一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法，其特征是：所述步骤d中苹果酸对映体的浓度为0.1~1mM，静置时间为60~90s。
CN201910383639.5A 2019-02-20 2019-05-09 一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法 Active CN110330579B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2019101275112 2019-02-20
CN201910127511 2019-02-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110330579A true CN110330579A (zh) 2019-10-15
CN110330579B CN110330579B (zh) 2021-07-02

Family

ID=68139113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910383639.5A Active CN110330579B (zh) 2019-02-20 2019-05-09 一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110330579B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537581A (zh) * 2020-05-13 2020-08-14 常州大学 一种可用于识别非电活性对映体构型的电化学传感器的制备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110056844A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Electrochemical molecular recognition probes
CN102133519A (zh) * 2010-11-25 2011-07-27 南开大学 限进手性色谱固定相材料及其制备方法
CN104297316A (zh) * 2014-10-24 2015-01-21 常州大学 一种基于β-环糊精的手性传感器及其制备方法
CN106040202A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 南昌大学 一种硼酸基苯甲酰化β‑环糊精键合硅胶及其用途
CN108562628A (zh) * 2018-04-18 2018-09-21 常州大学 一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备
CN109187680A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 山西大学 基于铜离子改性环糊精/聚精氨酸/碳纳米管的手性传感器及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110056844A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Electrochemical molecular recognition probes
CN102133519A (zh) * 2010-11-25 2011-07-27 南开大学 限进手性色谱固定相材料及其制备方法
CN104297316A (zh) * 2014-10-24 2015-01-21 常州大学 一种基于β-环糊精的手性传感器及其制备方法
CN106040202A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 南昌大学 一种硼酸基苯甲酰化β‑环糊精键合硅胶及其用途
CN108562628A (zh) * 2018-04-18 2018-09-21 常州大学 一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备
CN109187680A (zh) * 2018-08-01 2019-01-11 山西大学 基于铜离子改性环糊精/聚精氨酸/碳纳米管的手性传感器及其制备方法

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATONG WU等: "" Highly enantioselective recognition of various acids using polymerized chiral ionic liquid as electrode modifies"", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 *
DATONG WU等: ""A facile route to prepare functional mesoporous organosilica spheres with electroactive units for chiral recognition of amino acids"", 《ANALYST》 *
DATONG WU等: ""Dynamic Interaction between Host and Guest for Enantioselective Recognition: Application of beta-Cyclodextrin-Based Charged Catenane As Electrochemical Probe"", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
KOJI KANO等: "Chiral recognition of helical metal complexes by modified cyclodextrins", 《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》 *
YONGXIN TAO等: ""Electrochemical Enantioselective Recognition in a Highly Ordered Self-Assembly Framework"", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
YU LIU等: ""Binding ability and assembly behavior of beta-cyclodextrin complexes with 2,2 "-dipyridine and 4,4 "-dipyridine"", 《JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY》 *
王庆红: ""纳米材料增强电致化学发光手性氨基酸传感器研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
韩翠平: ""环糊精的纳米界面组装及分子识别性能研究"", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
顾晓刚: ""基于自组装环糊精双核铜手性识别氨基酸对映体"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537581A (zh) * 2020-05-13 2020-08-14 常州大学 一种可用于识别非电活性对映体构型的电化学传感器的制备

Also Published As

Publication number Publication date
CN110330579B (zh) 2021-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105758915B (zh) 一种羧甲基纤维素‑壳聚糖复合材料的制备及其修饰电极电化学法识别色氨酸对映体
CN104792844A (zh) 一种壳聚糖-碳量子点复合膜修饰电极的制备及其应用于电化学识别色氨酸对映体
CN107576704B (zh) 微囊藻毒素-lr分子印迹光电化学传感器及其制备与应用
CN106841354A (zh) 基于壳聚糖/α‑环糊精双核铜自组装手性传感器的制备与应用
CN110467821A (zh) 一种Co-MOF/壳聚糖/氧化石墨烯手性复合材料的制备方法和应用
CN110501397A (zh) 一种手性mof超分子复合材料的制备方法及其识别青霉胺对映体的应用
CN105044178A (zh) 基于壳聚糖/海藻酸钠的手性传感器对含有锌离子的色氨酸对映体的手性识别
CN110330579A (zh) 一种应用于电化学手性识别的β-环糊精类索烃分子的制备方法
CN104370943A (zh) 一种[Cu2(HL)2(μ2-OH)2(H2O)5]的制备方法和应用
Niu et al. Chiral template–induced porphyrin-based self-assembled materials for electrochemical chiral sensing
CN111175359A (zh) 一种用于电化学识别色氨酸对映体的壳聚糖/聚丙烯酸多层膜修饰电极及其制备方法
Gao et al. Direct electrochemistry of hemoglobin and its electrocatalysis based on hyaluronic acid and room temperature ionic liquid
CN1793884A (zh) 一种手性识别传感器及其制备方法
CN106908507B (zh) 一种苯丙氨酸二肽-壳聚糖复合材料的制备及其应用
Neumann et al. Enhancement of the Electrocatalytic Activity of Thienyl‐Substituted Iron Porphyrin Electropolymers by a Hangman Effect
CN116675721A (zh) 一种碳丙烷桥铁铁氢化酶模型物及其合成方法和应用
CN108562628B (zh) 一种可应用于电化学手性识别的α-环糊精包结谷胱甘肽复合材料修饰电极的制备
CN108169305B (zh) 以水分子为催化反应基底的电信号标记物及传感方法
CN111995794B (zh) 一种环糊精多孔液体材料及应用
Zamora et al. Synthesis and electrochemistry of octamethylferrocenyl-functionalized dendrimers
Xiao et al. Electrochemical behavior of ferrocene-terminated hyperbranched polyurethane and its directly electrochemical sensing to glucose and ATP2−
CN104749237B (zh) 海藻酸钠修饰玻碳电极对酪氨酸对映体的选择性识别
CN114045540A (zh) 碳纳米管/芘四羧酸/壳聚糖手性材料、制备方法及应用
CN105906828A (zh) 一种在金属基材表面自发沉积天然高分子凝胶膜的方法
Mahanta et al. Electrocatalytic oxidation of water using self-assembled copper (ii) tetraaza macrocyclic complexes on a 4-(pyridine-4′-amido) benzene grafted gold electrode

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant