一种自由基捕获剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种自由基捕获剂及其应用，所述自由基捕获剂的化学通式为：[M

【技术实现步骤摘要】
一种自由基捕获剂及其应用


[0001]本专利技术属于自由基捕获剂制备
具体涉及一种自由基捕获剂及其制备方法，该捕获剂可以有效清除多种常见自由基。

技术介绍

[0002]在人体中，活性氧(Reactive oxygen species,ROS)是正常生理过程的重要组成部分，在细胞信号、免疫和组织稳态等方面发挥着重要作用。ROS是一个专用术语,用来描述包含一个或多个未成对电子氧的自由基,如羟基自由基(
·
OH)和超氧阴离子自由基(
·
O2‑
),以及过氧化氢(H2O2)等很容易转换成自由基的氧化剂。然而大量证据表明，ROS的过量表达与各种疾病的发展和发病机制的增强有关，如糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森病、癌症等多种疾病，并参与人体衰老退化过程。因此，开发和使用有效、无毒的自由基捕获剂，清除人体内的自由基，对相关疾病的治疗是非常必要的。
[0003]在聚合物材料老化过程中，自由基的形成已被认为是材料老化的重要因素，例如温克勒(Winkler)认为：PVC分子中不稳定结构发生降解时会生成活泼的氯自由基，氯自由基会与双键α位的H原子结合生成HC1气体和烯丙基位的碳自由基，然后碳自由基诱导邻位C1原子断裂形成新的氯自由基，与此同时PVC链上新增一个双键。最后循环往复，从而使得PVC链不断降解。橡胶等常见聚合物材料老化的方式中，也都涉及到自由基链式反应。因此，在聚合物材料中加入自由基捕获剂，高效清除自由基，中止链式反应的发生，对提升材料的热稳定性有重要的意义。
[0004]层状复合金属氢氧化物(layered double hydroxides，简写为LDH)，是一种主客体结构超分子插层组装材料，它的主体是由二价金属和三价金属与羟基形成的八面体单元有序排列形成的层板，客体是一切可以进入层板间的阴离子，包括无机、有机和生物质阴离子。由于其主客体均可在一定范围和一定程度上进行调节控制，可以形成多种多样的不同性质的LDH，从而具有广泛的应用前景和应用范围。
[0005]与传统的自由基捕获剂相比，LDH不仅具有良好的稳定性能，还有无毒环保、成本低廉、易于合成等优点。除此之外，LDH层板、层间结构易于调控的特点，使得找出最佳性能的材料变得相对容易。在追求绿色、经济、环保的今天，LDH类自由基捕获剂已经引起了科研工作者的广泛关注。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种高效的自由基捕获剂及其制备方法。一直以来，LDH在捕获自由基的应用方向中大多是作为载体在层间插入有机抗氧化剂，但研究往往只关注层间抗氧化剂的自由基清除作用，LDH本身对自由基的作用通常却被忽略。本专利技术创新性地将LDH主体层板与自由基捕获剂联系起来，利用LDH比表面积大，组成和结构可调控等优势，出人意料的发现，即使层间不插入额外的抗氧化剂，其仍可有效清除1,1
‑
二苯基
‑2‑
三硝基苯肼(DPPH
·
)自由基、羟基(OH
·
)自由基、超氧(
·
O2‑
)自由基。
[0007]本专利技术一方面涉及一种自由基捕获剂，其化学通式为：[M
2+1
‑
x
M
3+x
(OH)2]x+
(A
z
‑
)
x/z
·
mH2O，其中M
2+
、M
3+
分别代表主体层板中二价、三价金属阳离子，M
2+
选自Mg
2+
、Zn
2+
、Ni
2+
、Co
2+
、Fe
2+
、Cu
2+
中的任意一种或两种以上二价金属阳离子，M3
+
选自A1
3+
、Fe
3+
、Co
3+
中的一种或者两种以上的的三价阳离子，A
z
‑
为层间客体阴离子，为碳酸根离子，x为0.2
‑
0.33,m为0.5
‑
0.7。
[0008]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述M
3+
为Al
3+
。相比于其它三价阳离子，Al
3+
有助于提高自由基捕获剂清除自由基的效果。
[0009]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述M
2+
为Mg
2+
。相比于其它三价阳离子，Mg
2+
有助于提高
[0010]自由基捕获剂清除自由基的效果。
[0011]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述x值优选为0.2
‑
0.33。研究表明，如果要生成较纯的LDH，x值应处于0.2
‑
0.33之间。
[0012]在本专利技术的一个优选实施方式中，M
2+
/M
3+
的摩尔比为2.8
‑
3.2：1或者3.8
‑
4.2:1。实验结果表明，采用该优选的摩尔比，能够显著的提高自由基捕获剂清除自由基的效果。
[0013]本专利技术另一方面还涉及上述自由基捕获剂的应用，其用于捕获自由基。
[0014]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述自由基选自1,1
‑
二苯基
‑2‑
三硝基苯肼(DPPH
·
)自由基、羟基(OH
·
)自由基、超氧(
·
O2‑
)自由基。
[0015]本专利技术另一方面还涉及上述自由基捕获剂的制备方法，所述自由基捕获剂通过成核晶化隔离法、水热法、双滴法制备，优选采用成核晶化隔离法制备。通过成核晶化隔离法制备得到的自由基捕获剂具有更高的捕获能力。
[0016]本专利技术所述成核晶化隔离法步骤如下所述：
[0017]称取M
2+
,M
3+
的硝酸盐溶于去离子水中配置成盐溶液A，Mg
2+
的摩尔浓度为0.105
‑
0.125mol/L；
[0018]将NaOH和Na2CO3溶解在去离子水中形成碱溶液.其中NaOH的摩尔量为A溶液中M
2+
,M
3+
摩尔量之和的2倍；
[0019]将配置好的盐溶液A与碱溶液以相同的流速同时加入旋转液膜反应器中使其快速成核，反应0.5
‑
3分钟后将得到的浆液倒入容器中；
[0020]浆液在容器中于65
‑
75℃下晶化，冷却后，离心产物并洗涤遍，滤饼在55
‑
65℃下干燥，研磨过筛后即可得到自由基捕获剂。
附图说明：
[0021]图1为本专利技术实例1
‑
3制备的自由基捕获剂LDH的TEM图，证明本专利技术的自由基捕获剂为层状结构。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由基捕获剂，其化学通式为：[M
2+1
‑
x
M
3+x
(OH)2]
x+
(A
z
‑
)
x/z
·
mH2O，其中M
2+
、M
3+
分别代表主体层板中二价、三价金属阳离子，M
2+
选自Mg
2+
、Zn
2+
、Ni
2+
、Co
2+
、Fe
2+
、Cu
2+
中的任意一种或两种以上二价金属阳离子，M
3+
选自A1
3+
、Fe
3+
、Co
3+
中的一种或者两种以上的的三价阳离子，A
z
‑
为层间客体阴离子，为碳酸根离子，x为0.1
‑
0.5,m为0
‑
5。2.根据权利要求1所述的自由基捕获剂，所述M
3+
为Al
3+
。3.根据权利要求1所述的自由基捕获剂，所述M
2+
为Mg
2+
。4.根据权利要求1所述的自由基捕获剂，所述x值优选为0.2
‑
0.33。5.根据权利要求1所述的自由基捕获剂，M
2+
/M
3+
的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军枫，姜润韬，韩爱娟，孙艺，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：