專利名稱：一種環(huán)糊精－酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)糊精及其衍生物，特別涉及一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法。
背景技術(shù)：
酶催化與普通化學(xué)催化劑相比，具有高效性、專一性和反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，而天然酶對(duì)環(huán)境過(guò)于敏感，對(duì)操作條件要求苛刻，易失活，價(jià)格昂貴，人們?yōu)榱吮３痔烊幻傅膬?yōu)點(diǎn)，同時(shí)改變其易變性失活的缺點(diǎn)，開(kāi)始進(jìn)行酶功能的模擬研究。目前用于構(gòu)建模擬酶的這類酶模型分子有環(huán)糊精、冠醚、穴醚、籠醚、卟啉等。環(huán)糊精是一個(gè)比較理想的酶模型，環(huán)糊精催化的特點(diǎn)是參與反應(yīng)的底物分子先被環(huán)糊精分子包接，再與其發(fā)生反應(yīng)，與酶促反應(yīng)十分相似。酞菁是一個(gè)平面大環(huán)化合物，環(huán)內(nèi)有一空穴，可以容納鐵、銅、鈷、鋁、鎳、鈣、鈉、鎂、鋅等種多金屬元素，金屬酞菁具有與金屬卟啉相似的結(jié)構(gòu)，研究已經(jīng)表明，金屬酞菁能催化許多有機(jī)反應(yīng)，特別是能有效活化氧分子，并在室溫條件下催化有機(jī)物的自動(dòng)氧化，因此金屬酞菁可以作為模擬生物酶的模型，四羧基鈷酞菁是其中之一，研究證明四羧基鈷酞菁可以催化氧化硫醇等有害物質(zhì)。
關(guān)于環(huán)糊精、金屬酞菁作為仿酶催化劑已有不少研究，但將環(huán)糊精接枝到纖維素纖維上、得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維，再將四羧基鈷酞菁接枝到纖維素纖維上、得到酞菁模擬酶功能纖維，然后將這兩種功能纖維按一定比例混合，制成具有包絡(luò)和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維，用做環(huán)境凈化材料，則屬于正在研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，將環(huán)糊精接枝到纖維素纖維上，得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維，再將金屬酞菁四羧基鈷酞菁接枝到纖維素纖維上、得到鈷酞菁模擬酶功能纖維，然后將這兩種功能纖維按一定比例混合，制成具有包絡(luò)和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。該功能纖維具有環(huán)糊精獨(dú)特的疏水空腔，可以包絡(luò)吸收一些環(huán)境中的非極性有機(jī)揮發(fā)污染物，而四羧基鈷酞菁則可以催化氧化硫醇等有害物質(zhì)，可以用做環(huán)境凈化材料。
一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，其特征在于采用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入5％Na2CO3溶液中，加熱至80～100℃，處理1～3h，將處理后的纖維洗凈、烘干，以1∶20～50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹0.5～3h；B)將溶脹后的纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入含有8％的環(huán)氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40～60℃下攪拌、振蕩處理3～5h，然后用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾干，得到環(huán)氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，并調(diào)節(jié)PH至3.5～4.5，環(huán)氧化纖維素纖維按1∶10～100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80～95℃下攪拌、振蕩處理2～8h后取出，洗凈、烘干，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按1～3∶1的重量比加入盛有環(huán)糊精的容器中，在30～80℃下，至環(huán)糊精完全溶解；將環(huán)氧化纖維素纖維按重量比為1∶10～100加入到上述含環(huán)糊精的NaOH溶液中，在30～80℃下攪拌、振蕩處理0.5～5h，洗凈、烘干，得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環(huán)糊精模擬酶功能纖維以1～9∶9～1的重量比進(jìn)行混合后，得到具備包合和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
環(huán)糊精采用α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精、γ-環(huán)糊精中的任意一種，或者其混合物。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)1)該模擬酶功能纖維上含有環(huán)糊精和金屬酞菁兩種仿酶催化劑，環(huán)糊精具有的獨(dú)特疏水空腔，可以包絡(luò)吸收一些環(huán)境中的非極性有機(jī)揮發(fā)污染物，四羧基鈷酞菁催化氧化硫醇等有害物質(zhì)；2)環(huán)糊精、金屬酞菁以共價(jià)鍵結(jié)合的形式接到纖維素纖維上，可以解決環(huán)糊精、金屬酞菁作為仿酶催化劑使用時(shí)的循環(huán)使用以及和產(chǎn)物分離的問(wèn)題；3)酞菁模擬酶功能纖維與環(huán)糊精模擬酶功能纖維可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行不同比例的混合，生產(chǎn)出系列產(chǎn)品；4)可以將環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維加以編織、裁剪，制成各種形態(tài)，使用、回收方便。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，其特征在于采用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶50的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加熱至80℃，處理1h，將處理后的纖維洗凈、烘干，以1∶50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹3h；B)將溶脹后的纖維素纖維以1∶50的重量比放入含有8％的環(huán)氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在60℃下攪拌、振蕩處理3h，然后用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾干，得到環(huán)氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，并調(diào)節(jié)PH至3.5，環(huán)氧化纖維素纖維按1∶100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80℃下攪拌、振蕩處理2h后取出，洗凈、烘干，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按1∶1的重量比加入盛有環(huán)糊精的容器中，在30℃下，至環(huán)糊精完全溶解；將環(huán)氧化纖維素纖維按重量比為1∶100加入到上述含環(huán)糊精的NaOH溶液中，在80℃下攪拌、振蕩處理5h，洗凈、烘干，得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環(huán)糊精模擬酶功能纖維以1∶9的重量比進(jìn)行混合后，得到具備包合和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
環(huán)糊精采用α-環(huán)糊精。
實(shí)施例2一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，其特征在于采用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶100的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加熱至100℃，處理3h，將處理后的纖維洗凈、烘干，以1∶20的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹0.5h；B)將溶脹后的纖維素纖維以1∶100的重量比放入含有8％的環(huán)氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40℃下攪拌、振蕩處理5h，然后用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾干，得到環(huán)氧化纖維素纖維；
C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，并調(diào)節(jié)PH至4.5，環(huán)氧化纖維素纖維按1∶10的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在95℃下攪拌、振蕩處理8h后取出，洗凈、烘干，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按3∶1的重量比加入盛有環(huán)糊精的容器中，在80℃下，至環(huán)糊精完全溶解；將環(huán)氧化纖維素纖維按重量比為1∶10加入到上述含環(huán)糊精的NaOH溶液中，在30℃下攪拌、振蕩處理0.5h，洗凈、烘干，得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環(huán)糊精模擬酶功能纖維以9∶1的重量比進(jìn)行混合后，得到具備包合和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
環(huán)糊精采用β-環(huán)糊精。
實(shí)施例3一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，其特征在于采用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶75的重量比放入5％的Na2CO3溶液中，加熱至90℃，處理2h，將處理后的纖維洗凈、烘干，以1∶40的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹2h；B)將溶脹后的纖維素纖維以1∶75的重量比放入含有8％的環(huán)氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在50℃下攪拌、振蕩處理4h，然后用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾干，得到環(huán)氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，并調(diào)節(jié)PH至4，環(huán)氧化纖維素纖維按1∶50的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在90℃下攪拌、振蕩處理5h后取出，洗凈、烘干，得到含鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按2∶1的重量比加入盛有環(huán)糊精的容器中，在55℃下，至環(huán)糊精完全溶解；將環(huán)氧化纖維素纖維按重量比為1∶50加入到上述含環(huán)糊精的NaOH溶液中，在55℃下攪拌、振蕩處理3h，洗凈、烘干，得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環(huán)糊精模擬酶功能纖維以1∶1的重量比進(jìn)行混合后，得到具備包合和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。環(huán)糊精采用γ-環(huán)糊精。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，其特征在于采用下列步驟A)將纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入5％Na2CO3溶液中，加熱至80～100℃，處理1～3h，將處理后的纖維洗凈、烘干，以1∶20～50的重量比放入0.1％的NaOH溶液中，溶脹0.5～3h；B)將溶脹后的纖維素纖維以1∶50～100的重量比放入含有8％的環(huán)氧氯丙烷、5％的NaOH的水溶液中，在40～60℃下攪拌、振蕩處理3～5h，然后用蒸餾水洗滌至中性，抽濾、晾干，得到環(huán)氧化纖維素纖維；C)以2∶98的重量比將四羧基鈷酞菁加入水中、溶解，得到含鈷離子酞菁的水溶液，并調(diào)節(jié)PH至3.5～4.5，環(huán)氧化纖維素纖維按1∶10～100的重量比加入到上述酞菁水溶液中，在80～95℃下攪拌、振蕩處理2～8h后取出，洗凈、烘干，得到鈷離子酞菁的模擬酶功能纖維；D)將30％的NaOH溶液按1～3∶1的重量比加入盛有環(huán)糊精的容器中，在30～80℃下，至環(huán)糊精完全溶解；將環(huán)氧化纖維素纖維按重量比為1∶10～100加入到上述含環(huán)糊精的NaOH溶液中，在30～80℃下攪拌、振蕩處理0.5～5h，洗凈、烘干，得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維；E)將酞菁模擬酶功能纖維與環(huán)糊精模擬酶功能纖維以1～9∶9～1的重量比進(jìn)行混合后，得到具備包合和催化雙重功能的環(huán)糊精-酞菁雙重模擬酶功能纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于環(huán)糊精采用α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精、γ-環(huán)糊精中的任意一種，或者其混合物。
全文摘要
一種環(huán)糊精－酞菁雙重模擬酶功能纖維的制造方法，其特征是將環(huán)糊精接枝到纖維素纖維上、得到環(huán)糊精模擬酶功能纖維，再將四羧基鈷酞菁接枝到纖維素纖維上、得到鈷酞菁模擬酶功能纖維，然后將這兩種功能纖維按不同比例混合，制成具備包絡(luò)和催化雙重功能纖維，用做環(huán)境凈化材料。同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)該功能纖維上含有環(huán)糊精和金屬酞菁兩種仿酶催化劑；2)環(huán)糊精、酞菁以共價(jià)鍵結(jié)合的形式接到纖維素纖維上，可解決環(huán)糊精、酞菁使用時(shí)的循環(huán)利用以及和產(chǎn)物分離的問(wèn)題；3)兩種模擬酶功能纖維按不同比例的混合，可生產(chǎn)出系列產(chǎn)品；4)將環(huán)糊精－酞菁雙重模擬酶功能纖維加以編織、裁剪，制成各種形態(tài)，使用、回收方便。
文檔編號(hào)D06M101/06GK1940169SQ200610053488
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者胡智文, 萬(wàn)軍民, 溫會(huì)濤, 陳文興 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)