一种Cu-MOF晶体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Cu‑MOF晶体材料及其制备方法和该材料用于检测手性药物对映体的应用，属于纳米催化、纳米材料、金属有机框架物材料技术领域。其主要步骤是将萘四酸酐溶液与硝酸铜溶液共混后，室温生成晶体，抽滤、干燥，制得Cu‑MOF晶体材料。该Cu‑MOF晶体材料制备所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。

A Cu-MOF Crystal Material and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a copper MOF crystal material and a preparation method, and the application of the material for detecting chiral drug enantiomers, belonging to the technical field of nanocatalysis, nanomaterials and metal organic framework materials. The main step is to mix Naphthalenetetraacid anhydride solution with copper nitrate solution, then form crystals at room temperature, filter and dry them to produce copper MOF crystal material. The preparation of the copper-MOF crystal material has the advantages of low raw material cost, simple preparation process and low reaction energy consumption, and has a promising industrial application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种Cu-MOF晶体材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种基于Cu-MOF晶体材料及其制备方法和应用，属于纳米催化、纳米材料、金属有机框架物材料

技术介绍
对映体在生物活性、药理学和毒理学上具有显著的性能差异，如手性药物的对映体，通常表现出不同的生理活性，其中一种具有刺激或抑制某种功能的响应特征，而另一种没有或较弱或具有相反的响应特征，或对机体产生副作用甚至毒性。据统计，全球上市的新药中，具有手性活性的药物占60%，在美国医药药物名词词典所列出的2050种药物中，大约有一半药物分子中含一个以上的手性中心，大约有400多种药物以外消旋体或非对映异构化形式服用。2002年全球500种畅销药物中，手性药物达289种，占全部药物比例的59%。2010年世界手性药物总销售额达到了2500亿美元。鉴于此，各国药政部门规定在申报具有手性的新药时，需同时呈报各对映体的药理学、毒理学、药物动力学资料。为此，对映体的检测是临床医学的重要任务之一，药理学、化学、生物技术、化工等领域对单一对映体需求也日益增加，因此，开发检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，检测范围较宽地对映体检测技术具有重要地意义。金属有机框架物（MOFs）是一类新型多孔类吸附材料，是当前化学研究的前沿和热点，MOF具有较高的比表面积、均一的孔结构，可通过选择合适的金属和配体进行可控的设计和合成，或通过对孔尺寸和孔壁的改性进行框架的修饰，因此，该框架物是对映体检测的一种具有潜力的原材料。
技术实现思路
本专利技术的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种Cu-MOF晶体材料及其制备方法，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。本专利技术的技术任务之二是提供一种Cu-MOF晶体材料的用途，即将该Cu-MOF晶体材料用于高效检测检测L-色氨酸和D-色氨酸对映体的含量，该检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低。本专利技术的技术方案如下：1.一种Cu-MOF晶体材料，该Cu-MOF晶体材料，其化学式为[Cu2(NTA)2(DMF)(H2O)]n，其一个结构单元，是由两个Cu2+，两个配体阴离子NTA2-，两个主体H2O分子和两个主体DMF分子组成；所述Cu-MOF晶体，为纤维状晶体，纤维宽小于500nm，纤维长度为5-10μm；所述NTA2-，构造式如下：所述DMF，化学名称是N,N-二甲基甲酰胺；所述一个结构单元，结构式如下：2.一种Cu-MOF晶体材料的制备方法，是将1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液与硝酸铜的水溶液共混后，室温静置50-70分钟，离心分离，用乙醇洗涤3次，85℃过夜干燥制得；所述硝酸铜的水溶液，是将0.25-0.35g的硝酸铜固体溶于2.0-3.0mL水中，超声5min制得。所述1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液，是将0.012-0.014g的1,4,5,8-萘四甲酸酐与DMF/水混合溶剂共混，加热至75-85℃搅拌制得；所述DMF/水混合溶剂，是由4.0-6.0mL蒸馏水和4.0-6.0mLDMF共混制得。3.如上所述Cu-MOF晶体材料作为电化学传感检测对映体的应用，步骤如下：（1）制备Cu-MOF晶体传感器工作电极在氧化铝粉末抛光、水和乙醇清洗洁净的玻碳电极表面，滴涂6uLCu-MOF晶体材料溶液，室温晾干，制得Cu-MOF晶体传感器工作电极；所述Cu-MOF晶体材料溶液，是将3mgCu-MOF晶体材料与250uL异丙醇、720uL水、30uLNafion共混超声10-15min制得；（2）构建Cu-MOF晶体电化学传感器将步骤（1）制得的工作电极、参比电极和对电极连接在电化学工作站上，制得了Cu-MOF晶体电化学传感器；所述参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂丝电极；（3）检测L-色氨酸和D-色氨酸对映体以pH7.0、0.1mol·L-1的PBS缓冲溶液中，采用步骤（2）制得的Cu-MOF晶体电化学传感器，采用差分脉冲伏安法，分别测定不同浓度的L-色氨酸和D-色氨酸标准溶液的电流值，绘制MOF电化学传感器的L-色氨酸和D-色氨酸对映体工作曲线；将待测样品的溶液代替L-色氨酸和D-色氨酸标准溶液，进行样品中L-色氨酸和D-色氨酸含量的检测。该传感器对L-色氨酸和D-色氨酸对映体溶液的检测范围为0.1-1.0×10-9g/mL。本专利技术有益的技术效果如下：（1）本专利技术Cu-MOF晶体材料的制备，一锅法室温操作，工艺简单，易于工业化。（2）本专利技术提供了一种Cu-MOF晶体材料的电化学传感器，该传感器是将Cu-MOF晶体材料简单修饰在玻碳电极表面制得，制备方法简单、易操作。由于萘四酸酐Co-MOF晶体呈微米棒晶，萘四酸酐共轭结构导致良好的导电性与Co-MOF纤维的协同作用，使得基于该Cu-MOF材料制备的传感器，检测L-色氨酸和D-色氨酸对映体的含量，具有快速响应、检测范围宽、灵敏度高、操作简单、省时等特点。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的保护范围不仅局限于实施例，该领域专业人员对本专利技术技术方案所作的改变，均应属于本专利技术的保护范围内。实施例1一种Cu-MOF晶体材料的制备方法将1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液与硝酸铜的水溶液共混后，室温静置50分钟，离心分离，用乙醇洗涤3次，85℃过夜干燥制得；所述硝酸铜的水溶液，是将0.25的硝酸铜固体溶于2.0mL水中，超声5min制得。所述1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液，是将0.012g的1,4,5,8-萘四甲酸酐与DMF/水混合溶剂共混，加热至75℃搅拌制得；所述DMF/水混合溶剂，是由4.0mL蒸馏水和4.0mLDMF共混制得。实施例2.一种Cu-MOF晶体材料的制备方法将1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液与硝酸铜的水溶液共混后，室温静置70分钟，离心分离，用乙醇洗涤3次，85℃过夜干燥制得；所述硝酸铜的水溶液，是将0.35g的硝酸铜固体溶于3.0mL水中，超声5min制得。所述1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液，是将0.014g的1,4,5,8-萘四甲酸酐与DMF/水混合溶剂共混，加热至85℃搅拌制得；所述DMF/水混合溶剂，是由6.0mL蒸馏水和6.0mLDMF共混制得。实施例3.一种Cu-MOF晶体材料的制备方法将1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液与硝酸铜的水溶液共混后，室温静置60分钟，离心分离，用乙醇洗涤3次，85℃过夜干燥制得；所述硝酸铜的水溶液，是将0.30g的硝酸铜固体溶于2.5mL水中，超声5min制得。所述1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液，是将0.013g的1,4,5,8-萘四甲酸酐与DMF/水混合溶剂共混，加热至80℃搅拌制得；所述DMF/水混合溶剂，是由5.0mL蒸馏水和5.0mLDMF共混制得。实施例4.实施例1-3的Cu-MOF晶体材料，其化学式为[Cu2(NTA)2(DMF)(H2O)]n，其一个结构单元，是由两个Cu2+，两个配体阴离子NTA2-，两个主体H2O分子和两个主体DMF分子组成；所述Cu-MOF晶体，为纤维状晶体，纤维宽小于500nm，纤维长度为5-10μm；所述萘四酸酐，化学名称是1,4,5,8-萘四甲酸酐；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cu‑MOF晶体材料，其特征在于，所述Cu‑MOF晶体材料，其化学式为[Cu2(NTA)2(DMF)(H2O)]n， 其一个结构单元，是由两个Cu2+，两个配体阴离子NTA2‑，两个主体H2O分子和两个主体 DMF 分子组成；所述NTA

【技术特征摘要】
1.一种Cu-MOF晶体材料，其特征在于，所述Cu-MOF晶体材料，其化学式为[Cu2(NTA)2(DMF)(H2O)]n，其一个结构单元，是由两个Cu2+，两个配体阴离子NTA2-，两个主体H2O分子和两个主体DMF分子组成；所述NTA2-，构造式如下：所述DMF，化学名称是N,N-二甲基甲酰胺；所述一个结构单元，结构式如下：。2.如权利要求1所述的Cu-MOF晶体材料的制备方法，其特征在于，是将1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液与硝酸铜的水溶液共混后，室温静置50-70分钟，离心分离，用乙醇洗涤3次，85℃过夜干燥，即制得Cu-MOF晶体材料。3.如权利要求2所述的Cu-MOF晶体材料的制备方法，其特征在于，所述1,4,5,8-萘四甲酸酐的DMF/水溶液，是将0.012-0.014g的1,4,5,8-萘四甲酸酐与DMF/水混合溶剂共混，加热至75-85℃搅拌制得；所述DMF/水混合溶剂，是由4.0-6.0mL蒸馏水和4.0-6.0mLDMF共混制得。4.如权利要求2所述的Cu-MOF晶体材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸铜的水溶液，是将0.25-0.35g的三水硝酸铜溶于2.0-3.0mL水中，超声3-5min...

【专利技术属性】
技术研发人员：董彦芳，王志玲，赵泳森，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37