[发明专利]一种聚合物负载人工催化三联体的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种聚合物负载人工催化三联体的催化剂及其制备方法与应用。聚合物负载人工催化三联体的催化剂的制备方法是选用含人工催化三联体的共聚物通过共聚物纳米沉淀技术制备得到。聚合物负载人工催化三联体的催化剂的制备方法简单可行，有利于工业化制备；聚合物负载人工催化三联体的催化剂中人工催化三联体的负载量不随聚合物纳米颗粒尺寸的变化而改变，有助于保证催化剂的稳定可靠，保证催化剂的催化性能；聚合物负载人工催化三联体的催化剂对羧酸酯水解反应显示出高催化活性，以水为溶剂，易于重复使用，有益于改善经济效益。

技术领域

本申请涉及化工催化领域，具体而言，涉及一种聚合物负载人工催化三联体的催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

丝氨酸蛋白酶是一种高效催化水解的天然酶，其活性中心为催化三联体。催化三联体由羧基、咪唑基、羟基三个基团所构成。丝氨酸蛋白酶能够催化羧酸酯、磷酸酯、酰胺基团的水解反应，且催化条件温和。虽然丝氨酸蛋白酶具有诸多优点，但其难以提纯、来源有限、敏感易变，所以难以满足工业生产及实际应用中的需求。为此，科研人员模仿丝氨酸蛋白酶构筑了负载型催化三联体催化剂，可以有效地拓宽应用范围。

最近Nothing等报道了一种聚合物纳米颗粒负载催化三体催化剂及其制备方法(Chem 2017,2(5),732-745)，该方法可将催化三联体负载到交联聚苯乙烯颗粒的表面上。但是不同尺寸的交联聚苯乙烯颗粒的表面积不一样，会导致不同尺寸的交联聚苯乙烯颗粒的负载量有差异，进而影响到不同批次催化剂的品质。因此，开发一种催化三联体的负载量不受聚合物载体尺寸影响的催化剂及其制备方法，有利于确保生产中催化剂品质的稳定性，进而保证其催化性能的稳定可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含人工催化三联体的共聚物，含该共聚物的聚合物负载人工催化三联体的催化剂以及该催化剂的制备方法与应用，所述聚合物负载人工催化三联体的催化剂中催化三联体的负载量不随聚合物纳米颗粒尺寸的变化而改变，有助于保证催化剂的稳定可靠，进而保证催化剂的催化性能；所述催化剂的制备方法简单可行，有利于工业化制备；所述催化剂对羧酸酯的水解反应显示出高催化活性，以水为溶剂，绿色环保，且易于重复使用。

为实现上述发明目的，本发明拟采用以下技术方案：

本发明提供了一种含人工催化三联体的共聚物，其特征在于，所述共聚物的分子结构式为

其中，n为正整数，x为10％～60％。

优选地，所述共聚物的重均分子量为10000～90000。

本发明还提供了一种聚合物负载人工催化三联体的催化剂，其特征在于，包含如上所述的含人工催化三联体的共聚物。

本发明进一步提供了一种聚合物负载人工催化三联体的催化剂的制备方法，其是将上述含人工催化三联体的共聚物和缓冲溶液通过共聚物纳米沉淀技术制备得到。

在一个优选的技术方案中，所述共聚物纳米沉淀技术具体包括以下步骤：将上述含人工催化三联体的共聚物溶解于有机溶剂中形成共聚物溶液；将所述共聚物溶液在搅拌条件下加入到缓冲溶液中，反应得到所述聚合物负载人工催化三联体的催化剂的水溶液。

优选地，含人工催化三联体的共聚物的质量为所述有机溶剂质量的0.5％～2.5％；

优选地，所述有机溶剂为四氢呋喃、二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；

优选地，所述缓冲溶液为Tris-HCl、PBS中的至少一种；

优选地，所述缓冲溶液的溶度为0.02～0.04摩尔/升；

优选地，所述缓冲溶液的pH为7.4～11.0；

优选地，所述加入缓冲溶液的共聚物溶液的质量为所述缓冲溶液质量的0.25～1％。