一种手性氧化铜纳米粒子的合成方法

摘要

一种手性氧化铜纳米粒子的合成方法，属于合成化学技术领域。本发明在非水热的温和条件下，通过还原剂和手性分子作用氧化铜前驱体，形成单分散的纳米级的氧化铜颗粒，其主要步骤为氧化铜前驱体的合成和不同配基的手性氧化铜纳米粒子的合成。本发明解决了非有机相，非水热条件下合成手性氧化铜纳米粒子，以及首次发展了形貌规则的纳米级的手性氧化铜纳米粒子的合成技术。此外合成的手性氧化铜纳米粒子十分稳定，具有广泛的生物应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种手性氧化铜纳米粒子的合成方法，属于合成化学技术领域。

背景技术

手性来源于物质与其镜像不能重合，是自然界的基本属性，生物体内也是一个手性环境，生命体内的蛋白的基本单位氨基酸都是D型的，因此研究手性物质对于生命体具有重要的意义。众所周知，金属氧化物在催化领域发挥着重要作用，特别是过渡金属氧化物，在太阳能电池、电催化等领域应用越来越广泛。因此研究手性过渡金属氧化物在生物体内发展一种手性催化变得十分有意义。纳米尺度的手性氧化铜纳米粒子的合成方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种手性氧化铜纳米粒子的合成方法。

按照本发明提供的技术方案，一种手性氧化铜纳米粒子的合成方法，在非水热的温和条件下，通过还原剂和手性分子作用氧化铜前驱体，形成单分散的纳米级的氧化铜颗粒，其主要步骤为氧化铜前驱体的合成和不同配基的手性氧化铜纳米粒子的合成。

所述氧化铜前驱体的合成步骤如下：在5mL的体系中，首先加入3mL超纯水，再将浓度为0.2M的氯化铜50-200μL与浓度为0.1M的氢氧化钠溶液以氯化铜:氢氧化钠摩尔比为4:5混合，保证混合溶液的pH值在12以上，混匀即为氧化铜前驱体。

所述青霉胺为配基的手性氧化铜纳米粒子的合成步骤如下：

（1）在合成好的氧化铜前驱体胶体中，加入柠檬酸三钠；其中，氯化铜和柠檬酸三钠的摩尔比为1:1，充分混合直到胶体溶液变澄清；

（2）澄清后，按照氯化铜:青霉胺摩尔比1:0.5-5加入青霉胺，混合均匀后，立即加入新鲜的浓度为0.1M硼氢化钠溶液，其中NaBH₄:CuCl₂摩尔比为5:4，混合均匀后溶液颜色变为深棕色，待溶液颜色变为深红色时，通过加入7倍体积的异丙醇，以不低于7000r/min的转速离心6-10min终止反应，离心后沉淀重悬在等体积的超纯水中，即得手性氧化铜纳米粒子。

所述苯丙氨酸-半胱氨酸为配基的手性氧化铜纳米粒子的合成如下：

（1）在合成好的氧化铜前驱体胶体中，加入柠檬酸三钠；其中，氯化铜和柠檬酸三钠的摩尔比为1:1，充分混合直到胶体溶液变澄清；

（2）澄清后，以氯化铜:苯丙氨酸-半胱氨酸摩尔比为1:0.5-5加入苯丙氨酸-半胱氨酸Phe-Cys，混合均匀后，立即加入新鲜的浓度为0.1M的硼氢化钠溶液，其中NaBH₄:CuCl₂摩尔比为5:4，混合均匀后溶液颜色变为深棕色，待溶液颜色变为深红色时，通过加入7倍体积的异丙醇，以不低于7000r/min的转速离心6-10min来终止反应，离心后沉淀重悬在等体积的超纯水中，即得手性氧化铜纳米粒子。

对所述手性氧化铜纳米粒子进行表征：采用透射电镜、紫外光谱仪、圆二色光谱仪和激光动态光散射仪中的一种或几种对手性氧化铜纳米粒子进行表征。

进一步的，加速电压为200 kV的透射电镜对手性氧化铜纳米粒子进行表征。

本发明的有益效果：本发明解决了非有机相，非水热条件下合成手性氧化铜纳米粒子，以及首次合成了形貌规则的纳米级的手性氧化铜纳米粒子。此外合成的手性氧化铜纳米粒子十分稳定。具有广泛的生物应用前景。

附图说明

图1青霉胺作为配基的手性氧化铜纳米粒子的透射电镜图。

图2青霉胺作为配基的手性氧化铜纳米粒子紫外吸收光谱。

图3青霉胺作为配基的手性氧化铜纳米粒子的圆二色光谱。

图4苯丙氨酸-半胱氨酸作为配基的手性氧化铜纳米粒子的透射电镜图。

图5苯丙氨酸-半胱氨酸作为配基的手性氧化铜纳米粒子的紫外吸收光谱图。

图6苯丙氨酸-半胱氨酸作为配基的手性氧化铜纳米粒子的圆二色光谱。

具体实施方式

实施例1青霉胺为配基的手性氧化铜纳米粒子的合成方法

具体步骤为：

（1）氧化铜前驱体的合成：首先，在5mL超纯水的体系中，先加入3mL超纯水，然后将0.2mol/L的氯化铜（CuCl₂）与0.1mol/L的氢氧化钠（NaOH）溶液以氯化铜:氢氧化钠4:5的摩尔比混合，混匀即为氧化铜前驱体；

（2）青霉胺为配基的手性氧化铜纳米粒子的合成：往步骤（1）合成好的氧化铜前驱体胶体中，加入柠檬酸三钠，氯化铜和柠檬酸三钠的摩尔比为1:1（CuCl₂:NaCit=1:1），混合均匀后，胶体溶液逐渐变得澄清，澄清后，以摩尔比1:1加入青霉胺（Pen），混合均匀后，立即加入新鲜的硼氢化钠溶液（摩尔比：NaBH₄:CuCl₂=5:4），混合均匀后溶液颜色变为深棕色，待溶液颜色变为深红色时，通过加入七倍体积的异丙醇，8000r/min离心10>

（3）手性氧化铜纳米粒子的表征：采用透射电镜（加速电压为200 kV）对手性氧化铜纳米粒子进行表征（图1）。此外，还通过紫外光谱仪（图2）、圆二色光谱仪（图3）、激光动态光散射仪等仪器对手性氧化铜纳米粒子进行表征。通过上述表征手段可知，实施例1成功合成了单分散的形貌规则的手性氧化铜纳米粒子。

实施例2 苯丙氨酸-半胱氨酸为配基的手性氧化铜纳米粒子的合成方法

具体步骤为：

（1）氧化铜前驱体的合成：首先，在5mL超纯水的体系中，先加入3mL超纯水，0.2mol/L的氯化铜（CuCl₂）与0.1mol/L的氢氧化钠（NaOH）溶液以氯化铜:氢氧化钠4:5的摩尔比混合，混匀即为氧化铜前驱体；

（2）苯丙氨酸-半胱氨酸为配基的手性氧化铜纳米粒子的合成：向步骤（1）中的氧化铜前驱体溶液中，加入柠檬酸三钠（氯化铜和柠檬酸三钠的摩尔比：CuCl₂:NaCit=1:1），混匀后，胶体溶液逐渐变得澄清，澄清后，以摩尔比1:1加入苯丙氨酸-半胱氨酸（Phe-Cys）混合均匀后，立即加入新鲜的硼氢化钠溶液（摩尔比：NaBH₄:CuCl₂=5:4），混合均匀后溶液颜色变为深棕色，待溶液颜色变为深红色时，通过加入七倍体积异丙醇，8000r/min离心10min来终止反应，离心后沉淀重悬在等体积的超纯水中；

（3）手性氧化铜纳米粒子的表征：采用透射电镜（加速电压为200 kV）对手性氧化铜纳米粒子进行表征（图4）。此外，还通过紫外光谱仪（图5）、圆二色光谱仪（图6）、激光动态光散射仪等仪器对手性氧化铜纳米粒子进行表征。通过上述表征手段可知，实施例2成功合成了单分散的形貌规则的手性氧化铜纳米粒子。