《仿生離子液體的設計與性質及其在生物催化中的套用》是依託河南師範大學，由卓克壘擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：仿生離子液體的設計與性質及其在生物催化中的套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：卓克壘
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於生物細胞膜的恆黏適應性，擬設計合成一系列與構成細胞膜的磷脂分子結構相類似的離子液體，即仿生離子液體。採用核磁共振、X射線衍射等技術以及分子動力學模擬、量子化學計算等方法研究所合成的仿生離子液體的微觀結構，並測定其熔點、黏度、分解溫度等巨觀物理化學性質，探索結構與性質的關係，重點考察不飽和脂肪鏈及異式、前異式脂肪鏈對離子液體的熔點和黏度的影響規律，為設計新型低熔點、低黏度的離子液體提供方法和理論指導。系統測定不同溫度、不同濃度條件下，仿生離子液體水溶液的性質，研究其在水溶液中的存在狀態及相互作用機制，為仿生離子液體的套用，特別是在基於離子液體的酶催促反應中的套用提供基礎數據和科學依據。作為仿生離子液體套用研究的嘗試，擬測定脂肪酶在仿生離子液體及其水溶液等混合溶劑中對一些化學反應的催化活力，初步探索其對酶的活性、穩定性及選擇性的影響規律。
結題摘要
本項目基於生物細胞膜的恆黏適應性，設計合成了一系列與構成細胞膜的磷脂分子結構相類似的仿生離子液體。研究了仿生離子液體的巨觀性質與微觀結構，探索結構與性質的關係。研究結果表明，在烷基咪唑類離子液體的烷基側鏈中引入雙鍵或遠離N原子一端引入甲基支鏈能夠降低離子液體的熔點。測定了醚基功能化離子液體在水溶液中的電導率，進而求得了其在水溶液中的極限摩爾電導率和締合常數。分析討論了離子液體的結構和溶劑化作用對極限摩爾電導率的影響。測定了醚基功能化離子液體與無機鹽形成的離子液體雙水相體系的液-液平衡數據並繪製了相圖。分析討論了離子液體的結構和無機鹽的種類等因素對離子液體雙水相體系成相的影響。研究了所設計雙水相體系對糖類化合物和牛血清蛋白的選擇性分離，探討了其影響因素，分析了可能的選擇性分離機制。測定了1-辛基-3-甲基咪唑溴與無機鹽形成的離子液體雙水相體系的液液平衡相圖，分析討論了無機鹽的種類對該類離子液體雙水相體系成相的影響。研究了三種常用藥（鹽酸吡硫醇、多巴胺鹽酸鹽和對乙醯氨基苯酚）在疏水性仿生離子液體和水組成的液液萃取體系中的分配行為，討論了藥物分子和離子液體的結構以及溫度對藥物萃取分離性能的影響。製備了性能良好的多壁碳納米管修飾碳糊電極和分子印跡電位型感測器，並成功地套用於水溶液中離子液體的檢測。採用密度泛函B3PW91方法對合成離子液體的陽離子結構進行了最佳化，分別採用密度泛函方法和二階微擾方法計算了陰陽離子間的相互作用能。以合成的巰基功能化仿生離子液體為功能單體，與膽固醇分子混合製成組裝溶液，通過自組裝的方式修飾到金電極上製成膽固醇分子印跡感測器，初步考察了分子印跡感測器的性能和穩定性。合成了六種新型的2-苯基咪唑啉類磺酸功能化離子液體，以離子液體[Bmim]Cl為溶劑，所合成的磺酸功能化離子液體為催化劑，對纖維素水解反應進行了研究。基於離子液體製備了功能化碳納米材料，並探究了其在感測器中的套用。在低共熔溶劑中製備了金屬納米材料，並研究了其催化性能。製備了修飾電極CTAB-[C10MIM]BF4/GCE，研究了雙酚A在該修飾電極上的電化學行為。研究成果對於解釋仿生離子液體結構與性質的關係具有重要科學意義；為設計新型低熔點、低黏度的離子液體提供方法和理論指導；為利用仿生離子液體製備生物感測器，拓展該類離子液體在生物等領域的套用範圍提供理論依據和基礎參數。
