[发明专利]一种水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物的制备方法

摘要

本发明涉及一种水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物的制备方法，它是根据碳材料的特性、外包覆化学物质的实际情况，以乙炔为碳源，以甲苯+二茂铁为催化剂，以氩气为载气，在管式高温炉内、在1000℃状态下制得碳微球，经硝酸在100℃状态下纯化制得碳微球，然后在四口烧瓶中用L-半胱氨酸盐酸盐等物质制备合成棕黑色外包覆水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物，经有机相、无机相分离、洗涤、过滤和真空干燥制得最终产物，此制备方法先进、工艺流程短、使用设备少，外包覆碳微球衍生物形貌清晰、粒径均匀，粒径为400-500nm，具有稳定的水溶性能，可与多种化学物质匹配制得化学药剂，是十分理想的制备水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物的方法。

主权项

1.一种水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：乙炔、二茂铁、氩气、甲苯、去离子水、L-半胱氨酸盐酸盐、无水乙醇、四丁基氢氧化铵、双氧水、氢氧化钠、硝酸，其组合用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位乙炔：C₂H₂  10000cm³±100cm³二茂铁：Fe(C₅H₅)₂  4.2g±0.1g氩气：Ar 200000cm³±100cm³L-半胱氨酸盐酸盐：C₃H₇O₂NS 2.0g±0.01g氢氧化钠：NaOH 0.85g±0.01g四丁基氢氧化铵：C₁₆H₃₇NO 1.0ml±0.01ml甲苯：C₆H₅CH₃  400ml±10ml去离子水：H₂O 10000ml±100ml无水乙醇：CH₃CH₂OH 300ml±10ml双氧水：H₂O₂  0.5ml±0.01ml硝酸：HNO₃  10ml±0.5ml制备方法如下：(1)精选化学物质材料对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：乙炔：气态气体    99.5％二茂铁：固态固体  98.0％氩气：气态气体    99.5％甲苯：液态液体  99.5％L-半胱氨酸盐酸盐：固态固体  99.0％氢氧化钠：固态固体  99.5％四丁基氢氧化铵：液态液体  浓度20％去离子水：液态液体  99.5％无水乙醇：液态液体  99.5％硝酸：液态液体  浓度64.5％(1)制备碳微球①制备碳微球在管式高温炉中进行；②清洗石英管打开石英管两端堵塞，用1000ml去离子水进行内壁灌洗，使其洁净，灌洗后晾干；③配制前躯体甲苯+二茂铁混合溶液称取甲苯40ml±0.5ml，二茂铁4.2g±0.1g置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，搅拌后成：甲苯+二茂铁混合溶液；④将石英管置于管式高温炉内中部，用堵塞密封石英管两端，左端插入乙炔管、加液漏斗、氩气管，右端插入出气管；⑤开启氩气瓶、氩气阀、氩气管，向石英管内输入氩气，驱除管内有害气体，氩气输入速度400cm³/min；⑥开启加液漏斗加液阀，向石英管内加入前躯体甲苯+二茂铁混合溶液3ml；⑦开启乙炔瓶、乙炔阀、乙炔管，向管内输入碳源：乙炔气体，乙炔气体输入速度40cm³/min；⑧氩气和乙炔气体的体积流量比为：10∶1；⑨开启出气管；⑩开启管式高温炉，加热石英管，温度由20℃开始升温，升温速度为20℃/min，升至1000℃±5℃，在此温度恒温、保温、静置20min±1min，使其进行化学反应、形态转换、生成产物；化学反应式如下：化学反应后，关闭管式高温炉加热器，关闭乙炔瓶、乙炔阀、乙炔管，在氩气保护下，使其随炉自然冷却至20℃±3℃；冷却后，关闭氩气瓶、氩气阀、氩气管；冷却后，在石英管壁上生成碳微球产物，即：黑色碳微球；打开石英管两端堵塞，用长臂勺收集石英管内壁上的碳微球产物，备用；(3)纯化处理碳微球①将黑色碳微球0.1g置于烧杯中，然后加入硝酸10ml±0.5ml，然后置于电加热器上，开启电加热器，温度由20℃升至100℃±2℃，然后用搅拌器搅拌，时间300min±10min，搅拌后成：碳微球硝酸溶液；②关闭电加热器，使其自然冷却至20℃±3℃；③真空抽滤将碳微球硝酸溶液置于抽滤瓶上，在布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物：碳微球滤饼，滤瓶中为硝酸废液；④洗涤、过滤将碳微球滤饼置于烧杯中，加入去离子水100ml，用搅拌器搅拌洗涤，然后置于过滤瓶上，用一层中速定性滤纸进行过滤，滤纸上留存产物滤饼；洗涤、过滤重复进行五次；⑤真空干燥将产物滤饼置于石英产物舟中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度80℃±2℃，真空度0.09Pa，干燥时间2160min，干燥后为：碳微球粉末；(4)制备水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物①配制甲苯+碳微球混合溶液将纯化后的碳微球0.06g、甲苯60ml置于烧杯中，用搅拌器搅拌10min，成：甲苯碳微球混合溶液；②配制L-半胱氨酸盐酸盐+氢氧化钠+去离子水+无水乙醇四元混合溶液将L-半胱氨酸盐酸盐2.0g±0.01g、氢氧化钠0.85g±0.01g、去离子水5ml±0.5ml、无水乙醇40ml±1ml置于烧杯中，用搅拌器搅拌10min，成：四元混合溶液；③在四口烧瓶中进行制备在四口烧瓶上部依次插入四个滴液漏斗；在四个滴液漏斗中分别加入：L-半胱氨酸盐酸盐+氢氧化钠+去离子水+无水乙醇四元混合溶液48ml±1ml；甲苯+碳微球混合溶液60ml±1ml；四丁基氢氧化铵1.0ml±0.01ml；双氧水0.5ml±0.01ml；并按上列顺序分别滴加；滴加在20℃±1℃温度下进行；在滴加过程中，用磁力搅拌皿搅拌，搅拌时间180min±2min；在滴加过程中，各化学元素将发生化学反应，反应式如下：式中：式中：HOOC：羧基HN：亚胺基NH₂：氨基COOH：羧基CHCH₂SSCH₂CH：二硫代二乙基Na₂CO₃：碳酸钠④分离有机相+无机相混合溶液将有机相十无机相混合溶液置于高颈试瓶中，将高颈试瓶垂直静置，时间5min±0.5min；静置后，无机相物质沉淀在试瓶底部，有机相物质悬浮在试瓶上部；然后用吸管将有机相物质吸出，弃掉；然后将无机相物质留存试瓶中；⑤离心分离无机相物质五次将高颈瓶中的无机相物质置于烧杯中，然后加入无水乙醇100ml，用搅拌器搅拌5min；然后置于离心分离机的离心管中进行离心分离，离心机转速5000r/min，离心分离时间8min，离心分离后，上部为无水乙醇废液，弃掉，底部为黑色固体物质，即：L-半胱氨酸碳微球衍生物；离心分离重复进行五次；⑥去离子水洗涤、过滤五次将黑色固体物质置于烧杯中，加入去离子水100ml，用搅拌器搅拌洗涤5min；然后置于滴液漏斗中，用二层中速定性滤纸进行过滤，滤纸上留存产物滤饼，即：L-半胱氨酸碳微球衍生物产物滤饼；洗涤、过滤重复进行五次；⑦真空干燥将产物滤饼置于石英产物舟中，然后置于真空干燥箱中进行真空干燥，干燥温度为80℃±2℃，真空度为0.09Pa，干燥时间为2160min；真空干燥后，得最终产物，即：外包覆、棕黑色、水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物固体粉末；(5)检测、化验、分析、表征对制备的水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物的形貌、色泽、成分、化学性能进行检测、化验、分析、表征；用Y-2000型X-射线仪进行X射线衍射分析；用JSM-6700F型冷场发射电子显微镜进行外观形貌分析；用FTS-165红外光谱仪进行红外吸收图谱分析；结论：最终产物为：棕黑色、外包覆、水溶性L-半胱氨酸碳微球衍生物固体粉末；粉末粒径为：400-500nm(6)储存对制备的棕黑色产物储存于无色透明的玻璃容器中，置于阴凉、干燥、洁净环境，要防水、防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤10％。