[发明专利]一种手性MOF复合材料催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种手性MOF复合材料催化剂及其制备方法以及基于该复合材料用于检测手性对映体的应用，属于纳米复合材料、金属有机框架物材料和手性传感检测技术领域。其主要步骤是将手性配体的碱性水溶液与醋酸铜‑氧化石墨烯‑表面活性剂的水溶液共混后，室温静置、离心分离、水洗涤、干燥制得。采用该复合材料构建的手性传感器，用于D‑(+)‑色氨酸与L‑(‑)‑色氨酸对映体含量的检测，方法简单、易操作、手性检测效果显著。

技术领域

本发明涉及一种手性MOF复合材料催化剂及其制备方法和应用，属于纳米材料、金属有机框架物纳米材料与手性传感检测技术领域。

背景技术

手性是自然界的本质属性之一，具有手性的一对对映体，其化学性质完全相同，物理性质除旋光方向相反以外也完全相同，但对映体的生物活性完全不同。对手性药物而言，对映体中的一个异构体可能有药效，而另一个异构体可能无效甚至有害。医学史上的沙利度胺事件，大约诞生了一万两千多名畸形婴儿，究其原因是沙利度胺分子存在R和S两种构型对映体，其中R构型的沙利度胺有神经镇静作用，而S构型的分子则有强烈的致畸作用。这一对未经拆分的对映体投入市场进入千家万户，导致了悲剧的发生。

据不完全统计，目前2/3以上正在开发的药物是手性药物，市场上40%的手性药物是单一异构体。2002年，手性药物市场已达1590亿美元。氨基酸是组成蛋白质的基本单元，在人体及动物生命活动中起着举足轻重的作用。光学纯氨基酸是合成多肽和内酰胺类抗生素等药物的重要中间体，在药物合成、新材料合成、食品添加剂和精细化学品的开发等方面都具有巨大的应用价值。然而，人工合成的氨基酸大多是外消旋体。因此，开发检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低的氨基酸对映体的识别分析方法，具有重要的意义。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种手性MOF复合材料催化剂的制备方法，该方法所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。

本发明的技术任务之二是提供所述手性MOF复合材料催化剂的用途，即将该手性MOF复合材料用于高效催化检测D-(+)-色氨酸与L-(-)-色氨酸对映体的含量，该检测成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低。

本发明的技术方案如下：

1. 一种手性MOF复合材料催化剂

该催化剂是由纳米片状氧化石墨烯负载手性金属有机框架物MOF晶体组成，晶体为径宽80-110 nm的纳米棒，其化学式为[(CuL)₂ H₂O]n；晶体不对称一个单元结构，由二个Cu(II)离子中心、二个不对称手性配体H₂L的L(II) 离子和一个H₂O分子构成，L(II) 离子的构造式如下：

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2. 以上所述的手性MOF复合材料催化剂的制备方法，步骤如下：

将手性配体H₂L的碱性水溶液与醋酸铜-氧化石墨烯-表面活性剂的水溶液共混后，室温静置2-10 min离心分离、水洗涤三次、干燥得到；产率70-75 %；

所述手性配体H₂L的碱性水溶液，是将0.185-0.205g 配体H₂L，加入10mL、质量分数为0.20-0.30 % LiOH水溶液，溶解制得；

所述醋酸铜-氧化石墨烯-表面活性剂的水溶液，是将0.15-0.25 g CuAc₂·H₂O、9-11 mL水、0.2-0.3 mL分子量为6000的聚乙二醇以及5-7 mg氧化石墨烯，超声5-10 min制得；