反应功能高分子

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1、反应型功能高分子材料第一节第一节 概述概述反反应应型型功功能能高高分分子子材材料料：包包括括高高分分子子试试剂剂和和高高分分子子催催化化剂剂，主主要要用用于于化化学学合合成成和和化化学学反反应应，有有时时也利用其反应活性制备化学敏感器和生物敏感器。也利用其反应活性制备化学敏感器和生物敏感器。从从广广义义上上说说，离离子子交交换换树树脂脂、吸吸附附树树脂脂、螯螯合合树树脂等也属于反应型功能高分子脂等也属于反应型功能高分子特特点点：高高的的反反应应性性和和选选择择性性，甚甚至至专专一一性性；高高的的收收率率和和反反应应活活性性；简简化化反反应应过过程程，提提高高材材料料的的使使用效率。用效率。一与

2、高分子试剂和高分子催化剂相关的一些概念一与高分子试剂和高分子催化剂相关的一些概念1高分子化学反应试剂高分子化学反应试剂小小分分子子试试剂剂经经过过高高分分子子化化，在在某某些些聚聚合合物物骨骨架架中中引引入入反反应应活活性性基基团团，得得到到的的具具有有化化学学试试剂剂功功能能的的高高分分子子化化合合物物。利利用用高高分分子子化化学学反反应应试试剂剂在在反反应应体体系系中中的的不不溶溶性性、立立体体选选择择性性和和良良好好的的稳稳定定性性，可可以以在在多多种种化化学学反反应应中中获获得得特特殊殊应应用用，也也可可以以作为化学反应载体，用于固相合成。作为化学反应载体，用于固相合成。2高分子化学反

3、应催化剂高分子化学反应催化剂通通过过聚聚合合、接接枝枝等等方方法法将将小小分分子子催催化化剂剂高高分分子子化化，使使具具有有催催化化活活性性的的化化学学结结构构与与高高分分子子骨骨架架相相结结合合，得得到到的的具具有有催催化化活活性性的的高高分分子子材材料料。它它可可用用于于多多相相催催化化反反应应，同同时时具具有有许许多多同同类小分子催化剂不具备的性质。如固定化酶。类小分子催化剂不具备的性质。如固定化酶。 多肽的结构多肽的分子结构3均相反应均相反应在在化化学学反反应应中中如如果果原原料料、试试剂剂、催催化化剂剂相相互互间间互互溶溶，在在体体系系中中处处在在同同一一相相态态中中（混混溶溶或或溶

4、溶解解），称称为为均均相相化化学学反反应应；其其中中催催化化剂剂与与反反应应体体系系成成一一相相的的催催化化反反应应称称为为均均相相催催化化反反应应。均均相相反反应应中中，物物料料充充分分接接触触，反反应应速速度度快快，但但反反应应后后产产品品纯纯化和催化剂回收较困难。化和催化剂回收较困难。4多相化学反应多相化学反应在在化化学学反反应应中中如如果果原原料料、试试剂剂、催催化化剂剂中中至至少少有有一一相相在在反反应应体体系系中中不不溶溶解解或或不不混混溶溶，因因而而反反应应体体系系不不能能处处在在同同一一相相态态中中，这这种种类类型型的的反反应应称称为为多多相相化化学学反反应应；其其中中催催化化

5、剂剂独独立立成成相相的的称称为为多多相相催催化化反反应应。反反应应后后产产物物分分离离，纯纯化化、催催化化剂剂回回收收等等较简单，快速，但反应只能在界面上进行，反应速度较慢。较简单，快速，但反应只能在界面上进行，反应速度较慢。二反应型功能高分子材料的应用特点及研究目标二反应型功能高分子材料的应用特点及研究目标出发点：出发点：改进化学反应工艺过程改进化学反应工艺过程 提高生产效率和经济效益提高生产效率和经济效益 发展高选择性合成方法发展高选择性合成方法 消除或减少对环境的污染消除或减少对环境的污染 探索新的合成路线探索新的合成路线如洛克菲勒大学如洛克菲勒大学merrifield教授（教授（198

6、4年诺贝尔奖）在年诺贝尔奖）在1963年提出的氨基酸的固相合成简化了肽的合成过程，并使多肽年提出的氨基酸的固相合成简化了肽的合成过程，并使多肽可以按预先的设计自动地进行合成反应，在些基础上诞生了可以按预先的设计自动地进行合成反应，在些基础上诞生了聚合物底物、聚合物试剂、聚合物催化剂等。聚合物底物、聚合物试剂、聚合物催化剂等。20世纪末，世纪末，Houghten、Furka、Lam等利用同一反应器使用等利用同一反应器使用相同的反应条件同时制备出不同的多肽，提高了反应效率，相同的反应条件同时制备出不同的多肽，提高了反应效率，提出了提出了“茶叶袋茶叶袋”式的反应器，式的反应器，Furka首先提出了首

7、先提出了“混合裂分混合裂分”方法，这类工作为组合化学奠定了基础。方法，这类工作为组合化学奠定了基础。特点：特点：1负负载载在在聚聚合合物物上上的的试试剂剂或或催催化化剂剂易易通通过过简简单单过过滤滤方方法法与与反反应体系分离，达到分离纯化的目的，简化反应的操作过程。应体系分离，达到分离纯化的目的，简化反应的操作过程。2有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生3可可以以把把聚聚合合物物负负载载的的试试剂剂或或催催化化剂剂装装填填在在柱柱子子内内，使使反反应应过程有可能实现连续自动化。过程有可能实现连续自动化。4由由于于聚聚合合物物一一般般不不溶溶、不不挥挥发发、无无毒

8、毒、无无气气味味，因因此此可可以以把把有有毒毒、有有气气味味的的硫硫化化物物或或硒硒化化物物制制备备成成聚聚合合物物试试剂剂，使使用用更更为方便，也有利于环境保护。为方便，也有利于环境保护。5利利用用其其模模板板效效应应可可以以提提高高化化学学反反应应的的选选择择性性，提提供供在在均均相相反应条件下难以达到的反应环境，如无限稀释和高度浓缩反应条件下难以达到的反应环境，如无限稀释和高度浓缩6聚合物试剂的制备成本较高；聚合物试剂的制备成本较高；7聚合物试剂的活性比普通试剂要低；聚合物试剂的活性比普通试剂要低；8. 负载在聚合物上的试剂的分析表征比较困难；负载在聚合物上的试剂的分析表征比较困难；9.

9、 有机聚合物载体的热稳定性较差，反应温度不能过高有机聚合物载体的热稳定性较差，反应温度不能过高三高分子效应三高分子效应1稀释和浓缩效应（固定化作用）稀释和浓缩效应（固定化作用）2邻位效应邻位效应3协同效应协同效应4聚合的模板效应聚合的模板效应5包络效应包络效应6场效应场效应7不饱和配位效应不饱和配位效应四反应型功能高分子材料的种类四反应型功能高分子材料的种类高分子试剂高分子试剂 高分子氧化还原试剂高分子氧化还原试剂 高分子磷试剂高分子磷试剂 高分子卤代试剂高分子卤代试剂 高分子烷基化试剂高分子烷基化试剂 高分子酰基化试剂高分子酰基化试剂 用于多肽和多糖等合成的固相合成试剂用于多肽和多糖等合成的

10、固相合成试剂高分子催化剂：高分子催化剂： 高分子酸碱催化剂高分子酸碱催化剂 聚合物氢化和脱羰基催化剂聚合物氢化和脱羰基催化剂 聚合物相转移催化剂聚合物相转移催化剂 聚合物过渡金属络合物催化剂聚合物过渡金属络合物催化剂 固定化酶固定化酶第二节第二节 高分子化学反应试剂高分子化学反应试剂一高分子化学反应概述一高分子化学反应概述高分子试剂参与的化学反应路线高分子试剂参与的化学反应路线高分子反应试剂的重要特征：高分子反应试剂的重要特征：1可以简化分离过程（一般经过简单过滤即可）可以简化分离过程（一般经过简单过滤即可）2高分子试剂可以回收，经再生重新使用高分子试剂可以回收，经再生重新使用二高分子氧化还原

11、试剂二高分子氧化还原试剂氧氧化化还还原原反反应应：在在化化学学反反应应物物之之间间有有电电子子转转移移过过程程，反应前后反应物中某些原子价态发生变化反应前后反应物中某些原子价态发生变化氧化反应：主反应物失去电子氧化反应：主反应物失去电子还原反应：主反应物得到电子还原反应：主反应物得到电子氧氧化化反反应应试试剂剂：能能促促使使并并参参与与氧氧化化反反应应发发生生的的试试剂剂，在反应中自身被还原在反应中自身被还原还还原原反反应应试试剂剂：能能促促使使并并参参与与还还原原反反应应发发生生的的试试剂剂，在反应中自身被氧化在反应中自身被氧化三种类型：氧化试剂三种类型：氧化试剂 还原试剂还原试剂 氧化还原

12、试剂氧化还原试剂一）氧化还原型高分子试剂一）氧化还原型高分子试剂常常见见的的品品种种：（根根据据分分子子结结构构活活性性中中心心的的结结构构特特征）征） 含醌式结构的高分子试剂含醌式结构的高分子试剂 含硫醇结构高分子试剂含硫醇结构高分子试剂 含吡啶结构高分子试剂含吡啶结构高分子试剂 含二茂铁结构高分子试剂含二茂铁结构高分子试剂 含多核杂环芳烃结构高分子试剂含多核杂环芳烃结构高分子试剂这这些些试试剂剂在在结结构构上上都都有有多多个个可可逆逆氧氧化化还还原原中中心心与与高高分分子子相相连连，是是比比较较温温和和的的氧氧化化还还原原试试剂剂，常常用用于有机化学反应中的选择性氧化反应或还原反应。于有机

13、化学反应中的选择性氧化反应或还原反应。1氧化还原型高分子反应试剂的制备氧化还原型高分子反应试剂的制备两种方法：两种方法：含含氧氧化化还还原原活活性性中中心心的的小小分分子子的的聚聚合合：氧氧化化还还原原活活性性中中心心的的分分布布均均匀匀，活活性性中中心心的的密密度度大大，但但是是形形成成的的高高分分子子试试剂剂的的机机械械强强度度受受聚聚合合单单体体的的影影响响较大，难以保证；较大，难以保证；将将含含氧氧化化还还原原活活性性中中心心的的小小分分子子引引入入到到高高分分子子结结构构上上：其其氧氧化化还还原原活活性性中中心心一一般般主主要要分分布布在在聚聚合合物物表表面面及及浅浅层层，活活性性点

14、点担担载载量量较较小小，试试剂剂的的使使用用寿寿命命受受到到一一定定的的限限制制，但但其其机机械械强强度度受受活活性性中中心心的影响不大。的影响不大。1）醌型氧化还原高分子试剂的合成路线）醌型氧化还原高分子试剂的合成路线注意：注意：（1）为为保保证证试试剂剂的的良良好好稳稳定定性性，苯苯环环上上的的氢氢原原子子应应由由其其它它原原子子或或基基团团取取代代，当当苯苯环环上上有有未未被被取取代代的的氢氢原原子子，试试剂剂处处于于醌醌型型氧氧化化态态时时，易易受受自自由由基基的的攻攻击击，引引起起交交联联反反应应，从从而而降降低低高高分分子子试剂氧化还原的可逆性；试剂氧化还原的可逆性；（2）生生成成

15、的的聚聚合合物物中中，氧氧化化还还原原中中心心之之间间若若能能被被有有效效地地分分隔隔，减减少少相相互互间间的的作作用用可可以以降降低低其其氧氧化化还还原原半半波波电电位位的的范范围围，从从而而提高试剂的反应选择性，可通过共聚实现；提高试剂的反应选择性，可通过共聚实现；（3）为为改改变变试试剂剂的的选选择择性性（氧氧化化还还原原电电位位）可可以以通通过过改改变变苯苯环环上上的的取取代代基基来来达达到到目目的的，因因为为取取代代基基的的电电负负性性或或空空间间构构形形可可以以改变醌型试剂得失电子的难易，从而改变其氧化还原电位；改变醌型试剂得失电子的难易，从而改变其氧化还原电位；（4）制制备备具具

16、有有低低交交联联度度的的大大网网络络型型、高高孔孔隙隙度度的的高高分分子子反反应应试试剂剂增增大大试试剂剂的的比比表表面面积积和和通通透透性性，有有利利于于氧氧化化还还原原反反应应的的进进行行。可以通过控制交联剂的加入量来实现。可以通过控制交联剂的加入量来实现。（5）生生成成的的高高分分子子试试剂剂在在反反应应体体系系中中应应具具有有良良好好的的可可润润湿湿性性和和可可溶溶胀胀性性，使使其其有有利利于于反反应应的的进进行行。可可引引入入磺磺酸酸基基或或季季铵铵盐盐基基团。团。2）硫醇型氧化还原高分子试剂的合成路线）硫醇型氧化还原高分子试剂的合成路线这这类类试试剂剂的的最最大大优优点点是是避避免

17、免了了与与气气味味很很大大的的硫硫化化氢氢或或其其化化巯基化试剂直接接触。巯基化试剂直接接触。两条路线：两条路线：方方法法1：以以聚聚氯氯甲甲基基苯苯乙乙烯烯为为原原料料，与与硫硫氢氢酸酸钠钠发发生生亲亲核核取取代反应，直接生成含有硫醇基团的聚苯乙烯聚合物。代反应，直接生成含有硫醇基团的聚苯乙烯聚合物。方方法法2：首首先先合合成成含含巯巯基基的的可可聚聚合合单单体体（对对巯巯基基苯苯乙乙烯烯），用用乙乙酰酰化化保保护护巯巯基基，再再以以此此为为原原料料，以以AIBN为为引引发发剂剂，引引发发聚合反应，然后水解脱保护得到硫酚类高分子试剂。聚合反应，然后水解脱保护得到硫酚类高分子试剂。其它方法：其

18、它方法：A、以以聚聚苯苯乙乙烯烯的的重重氮氮盐盐为为原原料料，与与C2H5OCSSNa反反应应，经经水解制取硫酚类高分子试剂；水解制取硫酚类高分子试剂；B、以以聚聚苯苯乙乙烯烯为为原原料料，经经磺磺化化后后，再再经经还还原原反反应应制制备备硫硫酚酚类高分子试剂。类高分子试剂。 3）吡啶类氧化还原型高分子试剂）吡啶类氧化还原型高分子试剂聚合型烟酰胺的制备聚合型烟酰胺的制备 功能型小分子的聚合（常见）功能型小分子的聚合（常见） 通用高分子的功能化通用高分子的功能化例例：以以对对氯氯甲甲基基苯苯乙乙烯烯为为原原料料，使使苄苄基基氯氯与与烟烟酰酰胺胺上上的的芳芳香香氮氮原原子子直直接接反反应应，生生成

19、成带带有有吡吡啶啶反反应应活活性性基基团团的的单单体体，这种活性单体可能通过多种聚合反应生成高分子试剂。这种活性单体可能通过多种聚合反应生成高分子试剂。联吡啶结构的高分子试剂的合成：联吡啶结构的高分子试剂的合成：通通过过引引入入吡吡咯咯基基团团后后，再再进进行行电电氧氧化化聚聚合合反反应应制制备备，得得到到的的高高分分子子试试剂剂直直接接附附着着在在电电极极表表面面。与与上上述述方方法法相相比比，反反应应条条件温和，反应步骤少。件温和，反应步骤少。4）聚合型二茂铁试剂的合成路线）聚合型二茂铁试剂的合成路线5）聚聚合合型型多多核核芳芳杂杂环环化化学学反反应应试试剂剂聚聚吩吩噻噻嗪嗪的的合合成成：

20、以以对对氯氯甲甲基基苯苯乙乙烯烯聚聚合合物物为为原原料料，与与先先期期制备的二胺基吩噻嗪反应制得。制备的二胺基吩噻嗪反应制得。2高分子氧化还原型化学反应试剂的应用高分子氧化还原型化学反应试剂的应用1）高分子醌试剂在化学合成中的应用）高分子醌试剂在化学合成中的应用其它应用：其它应用： 细菌培养时的氧气吸收剂细菌培养时的氧气吸收剂 化学品储存和化学反应中的阻聚剂化学品储存和化学反应中的阻聚剂 彩色照相中使用的还原剂彩色照相中使用的还原剂 氧化还原试纸氧化还原试纸2）硫醇类高分子试剂）硫醇类高分子试剂3）聚合型烟酰胺）聚合型烟酰胺烟烟酰酰胺胺的的氧氧化化还还原原反反应应：它它是是乙乙醇醇脱脱氢氢酶酶

21、辅辅酶酶的的活活性性结结构构中中心心，在在生生命命过过程程中中的的氧氧化化还还原原反反应应中中起起着着重要作用。重要作用。该该反反应应在在生生命命过过程程中中的的氧氧化化还还原原反反应应中中有有重重要要的的作作用用，其其聚聚合合物物可可制制备备聚聚合合物物修修饰饰电电极极以以应应用用到到生生物物化学研究领域。化学研究领域。联联吡吡啶啶结结构构的的高高分分子子试试剂剂具具有有光光致致氧氧化化还还原原变变色色性性能能和和感感湿湿性性，利利用用不不同同的的电电压压控控制制其其氧氧化化还还原原状状态态，可可以以使使其其成成为为光光电电显显色色材材料料。如如将将联联吡吡啶啶盐盐活活性性中中心心与与吡吡咯

22、咯通通过过适适当当长长的的碳碳链链相相连连，经经电电化化学学聚聚合合，可可在在工工作作电电极极表表面面生生成成含含有有联联吡吡啶啶盐盐结结构构的的薄薄膜膜，该该膜膜具具有有光光电电显显色色性性，且且在在特特定定的的电电极极电电位位范范围围内内表现出导体的性质。表现出导体的性质。上上述述两两种种物物质质(烟烟酰酰胺胺和和联联吡吡啶啶)还还可可以以作作为为电电子子转转移移催催化化剂剂(electron transfer catalyst)，或或称称为为聚聚合合物物电电子子载载体体（polymeric electron carrier），研研究究某某些反应动力学反应机理。些反应动力学反应机理。5）二

23、茂铁高分子试剂）二茂铁高分子试剂可可以以与与四四价价砷砷、对对苯苯醌醌和和稀稀硝硝酸酸等等发发生生反反应应，可可逆逆地地被被氧氧化化成成三三价价的的二二茂茂铁铁离离子子，这这种种铁铁离离子子可可以以再再被被三三价价钛钛或或抗抗坏坏血血酸酸所所还还原原，伴伴随随着着氧氧化化还还原原反反应应的进行，高分子试剂的颜色也随之发生变化。的进行，高分子试剂的颜色也随之发生变化。（二）高分子氧化试剂（二）高分子氧化试剂低低分分子子氧氧化化剂剂：化化学学性性质质不不稳稳定定，易易燃燃、易易爆爆、易易分分解失效，气味大。解失效，气味大。高分子氧化试剂：稳定性好、选择性高、可再生高分子氧化试剂：稳定性好、选择性高

24、、可再生高分子过氧酸的合成高分子过氧酸的合成稳稳定定性性好好，在在20下下可可以以保保存存70天天，-20时时可可以以保保持持7 7个月无显著变化。个月无显著变化。作作用用：使使烯烯烃烃氧氧化化成成环环氧氧化化合合物物（采采用用芳芳香香型型过过氧氧酸酸）或或邻邻二二羟羟基基化化合合物物（采采用用脂脂肪肪族族过过氧氧酸酸），这这一一反反应应过过程程在在有有机机合合成成、精精细细化化工工和和石石油油化化工工生产中是重要的合成方法。生产中是重要的合成方法。聚聚对对氯氯苯苯乙乙烯烯型型高高分分子子硒硒试试剂剂的的合合成成：以以对对氯氯苯苯乙乙烯烯为为原原料料，依依次次与与革革氏氏试试剂剂和和硒硒反反应

25、应，经经酸酸性性水水解解合合成成含含硒硒的的苯苯乙乙烯烯单单体体，再再经经聚聚合合反反应应得得到到还还原原型型有有机机硒硒试试剂剂。此此试试剂剂再再经经氧氧化化过过程程即即可可得得到到选选择择性性很很好好的的高高分子硒氧化试剂。分子硒氧化试剂。作作用用：高高分分子子有有机机硒硒可可消消除除低低分分子子有有机机硒硒化化合合物物的的毒毒性性和和气气味味，而而且且具具有有良良好好的的选选择择氧氧化化性性。可可选选择择性性地地将将烯烯烃烃氧氧化化成成邻邻二二羟羟基基化化合合物物，或或将将环环外外甲甲基基氧氧化化成成醛醛。特特别别是是后后者者，要要使使氧氧化化反反应应既既不不停停止止在在醇醇的的阶阶段段

26、，又又不不继继续续氧氧化化成成酸酸，而而是是以以氧氧化化性性和和还还原原性性都都很很强强的的醛为主产物，是有机合成中致力解决的难题之一。醛为主产物，是有机合成中致力解决的难题之一。（三）高分子还原反应试剂（三）高分子还原反应试剂1高分子还原试剂的合成高分子还原试剂的合成1）高分子锡还原试剂的合成）高分子锡还原试剂的合成2）聚苯乙烯磺酰肼的合成）聚苯乙烯磺酰肼的合成聚聚苯苯乙乙烯烯为为原原料料，经经磺磺酰酰化化反反应应得得到到聚聚对对磺磺酰酰氯氯苯苯乙乙烯烯中中间间产产物物，再再与与肼肼反反应应，得得到到有有良良好好还还原原反反应应特特性性的的磺磺酰酰肼肼高高分分子子试试剂。剂。2高分子还原试剂

27、的特点和应用高分子还原试剂的特点和应用高高分分子子锡锡试试剂剂的的应应用用：将将苯苯甲甲醛醛、苯苯甲甲酮酮和和叔叔丁丁基基甲甲酮酮等等邻邻位位具具有有能能稳稳定定正正碳碳离离子子基基团团的的含含羰羰基基化化合合物物还还原原成成相相应应的的醇醇类类化化合合物物，并并具具有有良良好好的的反反应应收收率率，特特别别是是对对于于二二元元醛醛具具有有良良好好的的单官能还原选择性。单官能还原选择性。对苯二甲醛经与此高分子还有试剂反应后，产物中单醛基的对苯二甲醛经与此高分子还有试剂反应后，产物中单醛基的还原产物占到还原产物占到86%。该试剂还能还原脂肪族或芳香族的卤代烃类化合物，使卤素该试剂还能还原脂肪族或

28、芳香族的卤代烃类化合物，使卤素基团定量地转变成氢原子。基团定量地转变成氢原子。与同类的小分子锡试剂相比，该类试剂稳定性好，无味，无与同类的小分子锡试剂相比，该类试剂稳定性好，无味，无毒毒高高分分子子磺磺酰酰肼肼反反应应试试剂剂主主要要用用于于对对碳碳碳碳双双键键的的加加氢氢反反应应，在在加加氢氢过过程程中中对对同同为为不不饱饱和和双双键键的的羰羰基基没没有有影响，是一种选择性还原剂。影响，是一种选择性还原剂。其它的高分子氧化还原试剂及用途其它的高分子氧化还原试剂及用途高分子氧化还原试剂的其它键合：离子键和配位键。高分子氧化还原试剂的其它键合：离子键和配位键。如如聚聚乙乙烯烯吡吡啶啶 可可以以与

29、与BH3络络合合形形成成高高分分子子还还原原剂剂，用用于于将将活活性苯甲醛和二苯酮等还原成相应的醇。性苯甲醛和二苯酮等还原成相应的醇。强强碱碱型型离离子子交交换换树树脂脂与与硼硼氢氢化化钠钠作作用用，利利用用离离子子交交换换过过程程，可可以以制制备备具具有有硼硼氢氢化化季季铵铵盐盐结结构构的的高高分分子子还还原原试试剂剂。弱弱碱碱性性阴阴离离子子交交换换树树脂脂与与H3PO2-、SO22-、 S2O32- 、S2O42-等等还还原原性性阴阴离离子子作作用用，可可以以生生成成具具有有不不同同还还原原能能力力的的高高分分子子试试剂剂。采采用用强强酸酸型型阳阳离离子子交交换换树树脂脂与与各各种种氧氧

30、化化还还原原型型阳阳离离子子反反应应，可以生成具有不同氧化还原能力的高分子试剂。可以生成具有不同氧化还原能力的高分子试剂。相相对对来来说说，这这种种高高分分子子化化方方法法制制备备得得到到的的高高分分子子试试剂剂虽虽然然在在稳稳定定性性方方面面稍稍差差一一些些，但但是是制制备备方方法法相相对对简简单单，回回收收和和再再生生容易，因此也具有良好发展前途。容易，因此也具有良好发展前途。以以无无机机和和有有机机吸吸附附剂剂作作为为载载体体，利利用用吸吸附附作作用用也也可可以以实实现现小小分分子子氧氧化化还还原原试试剂剂的的高高分分子子化化。例例如如，三三氧氧化化二二铝铝可可以以吸吸附附硼硼氢氢化化钠

31、钠作作为为还还原原剂剂，用用于于将将各各种种醛醛酮酮还还原原成成醇醇。三三氧氧化化二二铝铝吸吸附附异异丙丙醇醇之之后后，可可以以使使醛醛和和酮酮进进行行Meerwein-Pondorf-Verley还还原原反反应应，得得到到相相应应的的醇醇。这这种种类类型型的的高高分分子子试试剂剂在在使使用用时时应应特特别注意反应条件对试剂稳定性的影响。别注意反应条件对试剂稳定性的影响。 三高分子卤代试剂三高分子卤代试剂卤卤化化试试剂剂要要求求能能将将卤卤素素原原子子按按照照一一定定方方式式选选择择性性地地传传递递给给反反应应物物的的特特定定部部位位。常常用用的的卤卤化化试试剂剂挥挥发发性性和和腐腐蚀蚀性性强

32、强，容容易易恶恶化化工工作作环环境境并并腐腐蚀蚀设设备备。高高分分子子化化后后可可以以减减轻轻这这些些不不利利的的影影响响，简简化化反反应应过过程程和和分分离离步步骤骤，同同时时高高分分子子的的空空间间和和立立体体效效应应使使其其有更好的反应选择性。有更好的反应选择性。常见品种：二卤化磷型、常见品种：二卤化磷型、 N-卤代酰亚胺型、卤代酰亚胺型、 三价碘型三价碘型1高分子卤代试剂的合成路线高分子卤代试剂的合成路线1）含含有有三三苯苯基基二二氯氯化化磷磷结结构构的的高高分分子子卤卤代代试试剂剂：含含三三苯苯基基化化磷磷结结构构的的化化合合物物经经常常作作为为化化学学试试剂剂或或催催化化剂剂的的母

33、母体体，其其中中含含有有三苯基二氯化磷结构的高分子可以作为卤代试剂。三苯基二氯化磷结构的高分子可以作为卤代试剂。路路线线1：以以对对溴溴苯苯乙乙烯烯为为起起始始物物，经经聚聚合合反反应应生生成成带带有有溴溴苯苯结结构构的的聚聚苯苯乙乙烯烯聚聚合合物物；在在强强碱碱正正丁丁基基锂锂的的辅辅助助作作用用下下，在在溴溴原原子子取取代代位位置置与与二二苯苯基基氯氯化化磷磷发发生生取取代代反反应应，生生成成高高分分子子卤卤化化试试剂剂的的前前体体-三三苯苯基基磷磷聚聚合合物物。这这种种结结构构的的产产物物与与某某些些金金属属反反应应生生成成的的络络合合物物是是一一种种优优良良的的高高分分子子催催化化剂剂

34、。三三苯苯基基磷磷聚聚合合物物再再与与过过氧氧酸酸反反应应，生生成成的的含含有有羰羰基基的的五五价价磷磷化化合合物物与与光光气气反反应应，即即可可得得到到高高分分子子氯氯代代试试剂剂-三三苯苯基基二二氯氯化化磷磷聚聚合合物物。路路线线2：是是聚聚苯苯乙乙烯烯为为原原料料，在在乙乙酸酸钛钛催催化化下下与与溴溴水水反反应应制制备备聚聚对对溴溴苯苯乙乙烯烯，再再以以上上面面同同样样的的方方法法合合成成高高分分子氯代试剂。子氯代试剂。2）N-卤代酰亚胺卤代酰亚胺这这是是一一种种优优良良的的卤卤代代试试剂剂，特特别别是是在在溴溴代代和和碘碘代代反反应应中中应应用用较多，其中溴代试剂称为较多，其中溴代试剂

35、称为NBS。带带有有双双键键的的五五元元环环酰酰亚亚胺胺本本身身有有聚聚合合能能力力，为为了了有有利利于于聚聚合合反反应应的的进进行行和和提提高高高高分分子子试试剂剂的的整整体体性性能能，通通常常采采用用酰酰亚亚胺胺与与苯苯乙乙烯烯共共聚聚来来实实现现该该试试剂剂的的高高分分子子化化，得得到到的的共共聚聚物物再再与与溴溴水水在在碱碱性性条条件件下下反反应应，使使溴溴原原子子取取代代酰酰亚亚胺胺氮氮原原子子上上的的氢氢原原子子，使使其其成成为为具具有有溴溴代代反反应应能能力力的的高高分分子子试试剂剂。另另外外一一种种合合成成路路线线是是由由也也具具有有聚聚合合能能力力的的丁丁烯烯内内二二酸酸酐酐

36、构构成成的的五五元元环环与与苯苯乙乙烯烯共共聚聚，生生成成的的聚聚合合物物与与羟羟胺胺反反应应，将将五五元元环环中中的的氧氧原原子子由由氮氮原原子子替替换换，得得到到高高分分子子卤卤代代试试剂剂的的中中间间体体聚聚酰酰亚亚胺胺，N基基卤卤代代后后成成为为高分子卤代试剂。高分子卤代试剂。3）三价碘高分子卤代试剂）三价碘高分子卤代试剂氯氯和和氟氟等等体体积积较较小小的的卤卤族族元元素素的的卤卤代代反反应应用用上上述述试试剂剂常常得得不不到理想结果，需要另一种卤代试剂到理想结果，需要另一种卤代试剂-三价碘高分子卤代试剂。三价碘高分子卤代试剂。这这种种试试剂剂的的合合成成也也可可以以直直接接从从聚聚苯

37、苯乙乙烯烯开开始始，在在碘碘酸酸、硫硫酸酸、硝硝基基苯苯的的共共同同作作用用下下，在在聚聚苯苯乙乙烯烯中中的的苯苯环环上上发发生生碘碘代代反反应应；此此后后苯苯环环上上生生成成的的碘碘原原子子与与氯氯或或氟氟化化合合物物进进行行氧氧化化取取代代反反应应得到碘原子上带有氯或氟的得到碘原子上带有氯或氟的三价碘高分子试剂三价碘高分子试剂。2、高分子卤代试剂的特点和应用、高分子卤代试剂的特点和应用更多的应用是作为化学反应中间体和化学反应试剂更多的应用是作为化学反应中间体和化学反应试剂如如高高级级醇醇中中的的羟羟基基不不很很活活泼泼，从从醇醇制制备备胺胺要要先先制制备备反反应应活活性性较较强强的的卤卤代

38、代烃烃，由由卤卤素素原原子子代代替替羟羟基基，然然后后再再与与胺胺反反应应，容容易地得到产物。易地得到产物。酯酯化化反反应应中中将将酸酸转转换换成成酰酰卤卤，提提高高反反应应活活性性，使使反反应应进进行行完完全全利利用用二二氯氯化化磷磷型型高高分分子子氯氯化化试试剂剂从从羧羧酸酸制制取取酰酰氯氯，和和将将醇醇转转化为氯代烃。反应条件温和，收率高，试剂可回收利用。化为氯代烃。反应条件温和，收率高，试剂可回收利用。N-溴溴代代酰酰亚亚胺胺（NBS）对对羟羟基基及及其其它它的的活活泼泼氢氢进进行行溴溴代代反反应应。该该试试剂剂反反应应过过程程中中不不产产生生卤卤化化氢氢，保保护护环环境境，反反应应后

39、后的的溶溶液液的的酸酸度度不不发发生生变变化化，反反应应易易于于进进行行到到底底，高高分分子子化化的的NBS不不仅仅可可以以对对羟羟基基等等基基团团进进行行溴溴代代反反应应，而且对其他活泼氢也可以进行溴代反应。而且对其他活泼氢也可以进行溴代反应。对不饱和烃进行加成，产物为饱和双取代卤代烃。对不饱和烃进行加成，产物为饱和双取代卤代烃。高高分分子子化化的的NBS试试剂剂由由于于高高分分子子对对小小分分子子试试剂剂的的屏屏蔽作用，使转化率下降，但选择性提高蔽作用，使转化率下降，但选择性提高 三价碘用于氟代和氯代反应及上述两种元素的加成三价碘用于氟代和氯代反应及上述两种元素的加成注注意意采采用用三三价

40、价碘碘高高分分子子氟氟化化剂剂进进行行氟氟的的双双键键加加成成时时，常伴有重排反应，得到的产物常为谐二氟化合物。常伴有重排反应，得到的产物常为谐二氟化合物。其它的高分子卤代试剂其它的高分子卤代试剂四高分子酰基化反应试剂四高分子酰基化反应试剂作作用用：对对有有机机化化合合物物中中氨氨基基、羧羧基基和和羟羟基基的的酰酰化化反反应应，分分别别生生成成酰酰胺胺、酸酸酐酐和和酯酯类类化化合合物物。酰酰基基化化反反应应广广泛泛用用于于有有机机合合成成中中的的活活泼泼官官能能团团的的保保护护，肽肽的的合合成成等等，酯酯化化反反应应可可改改变变化化合合物物的的极极性性，增增加加脂脂溶溶性性和和挥挥发发性性，但

41、但这这一一类类反反应应通常要求加入过量的试剂，对反应后的分离带来了困难。通常要求加入过量的试剂，对反应后的分离带来了困难。高高分分子子化化的的酰酰基基化化试试剂剂可可使使反反应应后后的的分分离离过过程程简简化化，并并可可再生。再生。主要品种：高分子活性酯主要品种：高分子活性酯 高分子酸酐高分子酸酐1高分子酰基化反应试剂的合成方法高分子酰基化反应试剂的合成方法1）高分子活性酯的合成）高分子活性酯的合成合成路线一：由对甲氧基苯乙烯与二乙烯苯合成合成路线一：由对甲氧基苯乙烯与二乙烯苯合成生生成成的的高高分分子子活活性性酯酯中中酰酰基基通通过过共共价价键键以以与与聚聚合合物物中中的的活活泼泼羟羟基基相

42、相连连，有有很很高高的的反反应应活活性性，可可以以与与有有亲亲核核特性的化合物发生酰基化反应，将酰基传递给反应物。特性的化合物发生酰基化反应，将酰基传递给反应物。合合成成路路线线二二：采采用用聚聚苯苯乙乙烯烯和和对对氯氯甲甲基基邻邻硝硝基基苯苯酚酚为为原原料料，在在三三氯氯化化铝铝催催化化下下反反应应得得到到高高分分子子活活性性酯酯前前体体，其其活活性性中中心心与与聚聚苯苯乙乙烯烯之之间间通通过过柔柔性性亚亚甲甲基基相相连连，可可以降低聚合物对活性点的干扰。以降低聚合物对活性点的干扰。2）高分子化酸酐的合成）高分子化酸酐的合成方方法法一一：酸酸酐酐型型的的高高分分子子酰酰基基化化试试剂剂可可以

43、以采采用用聚聚对对羟羟甲甲基基苯苯乙乙烯烯为为原原料料与与光光气气反反应应生生成成反反应应性性很很强强的的碳碳酰酰氯氯，再再与与适适当当的的羧羧酸酸反反应应得得到到预预期期的的高高分分子子酸酸酐型酰基化试剂。酐型酰基化试剂。方方法法二二：先先合合成成对对乙乙烯烯基基苯苯甲甲酸酸，经经聚聚合合反反应应生生成成的的聚聚合合物物与与乙乙二二酰酰氯氯反反应应制制备备聚聚合合型型酰酰氯氯；再再与与苯苯甲甲酸酸反应得到高分子酸酐。反应得到高分子酸酐。2高分子酰基化试剂的应用高分子酰基化试剂的应用1）高高分分子子活活性性酯酯酰酰基基化化试试剂剂：主主要要用用于于肽肽的的合合成成，将溶液合成转变为固相合成，提

44、高合成效率。将溶液合成转变为固相合成，提高合成效率。2）高分子酸酐的应用）高分子酸酐的应用使使含含有有硫硫和和氮氮原原子子的的杂杂环环化化合合物物上上的的胺胺基基酰酰基基化化，而而对对化化合合物物结结构构中中的的其其他他部部分分没没有有影影响响，如如长长效效抗抗菌菌药药物头孢菌素的制备：物头孢菌素的制备：3、其它的酰基化高分子试剂及其应用、其它的酰基化高分子试剂及其应用五高分子烷基化试剂五高分子烷基化试剂作作用用：提提供供含含单单碳碳原原子子的的基基团团，用用于于碳碳-碳碳键键的的形成，用以增长碳骨架形成，用以增长碳骨架品种：高分子金属有机试剂品种：高分子金属有机试剂 高分子金属络物高分子金属

45、络物 有叠氮结构的高分子烷基化试剂有叠氮结构的高分子烷基化试剂合成路线：合成路线： 功能性小分子的聚合功能性小分子的聚合 通过高分子的接枝反应通过高分子的接枝反应例：例：硫硫甲甲基基锂锂型型高高分分子子烷烷基基化化试试剂剂，可可以以用用于于碘碘代代烷烷和和二二碘碘代代烷烷的的同同系系列列化化反反应应，用用以以增增长长碘碘化化物物中中的的碳碳链链长长度度，可可以以得得到到较较好好的的收收率率。反反应应后后回回收收的的烷烷基基化化试试剂剂与与丁丁基基锂锂反反应应再再生生后后可以重复使用。可以重复使用。带带有有叠叠氮氮结结构构的的高高分分子子烷烷基基化化试试剂剂与与羧羧酸酸反反应应可可以以制备相应的

46、酯，副产物氮气在反应中自动除去。制备相应的酯，副产物氮气在反应中自动除去。六高分子亲核反应试剂六高分子亲核反应试剂亲亲核核反反应应：在在化化学学反反应应剂剂的的多多电电部部位位（邻邻近近有有给给电电子子基基团团）进进攻攻反反应应物物中中的的缺缺电电部部位位（邻邻近近有有吸吸电电子子基团）的化学反应。基团）的化学反应。亲亲核核试试剂剂多多为为阴阴离离子子或或为为带带有有孤孤对对电电子子和和多多电电基基团团的化合物的化合物常常用用的的品品种种：以以阴阴离离子子交交换换树树脂脂为为载载体体，它它与与亲亲核核试剂间以离子键结合。试剂间以离子键结合。高高分分子子亲亲核核试试剂剂多多与与含含有有电电负负性

47、性基基团团的的化化合合物物反反应应，如卤代烃中的卤素原子。如卤代烃中的卤素原子。例例：含含-CN的的高高分分子子亲亲核核试试剂剂在在一一定定的的有有机机溶溶剂剂中中与与卤卤代代烃烃一一起起搅搅拌拌加加热热，可可得得到到多多一一个个碳碳的的氰氰化化物物，完完成成亲亲核核反反应应。且且卤卤代代烃烃的的分分子子体体积积越越小小，收收率率越越高高，对对不不同同的的卤卤素素取取代代物物，碘碘化化物物的的收收率率高高于于溴溴化化物物和和氯氯化物，氟化物不反应。化物，氟化物不反应。含含-OCN负离子的高分子亲核试剂与卤代烃反负离子的高分子亲核试剂与卤代烃反应可制备脲的衍生物。应可制备脲的衍生物。七其它的高分

48、子试剂七其它的高分子试剂高分子缩合试剂高分子缩合试剂高分子磷试剂高分子磷试剂高分子基团保护试剂高分子基团保护试剂高高分分子子偶偶氮氮传传递递试试剂剂：没没有有低低分分子子同同类类试试剂剂的的爆爆炸炸性，使用安全，反应的后处理简单。性，使用安全，反应的后处理简单。第三节第三节 在高分子载体上的固相合成在高分子载体上的固相合成一固相合成法概述一固相合成法概述肽的合成肽的合成常规的液相合成：一年（舒缓激肽的九肽化合物）常规的液相合成：一年（舒缓激肽的九肽化合物）Merrifield的固相合成方法：的固相合成方法：8天（天（1963年）年）利利用用固固相相合合成成技技术术可可实实现现有有机机化化学学合

49、合成成反反应应的的自自动动化化，可可用用计计算机控制反应。算机控制反应。固固相相合合成成：在在固固体体表表面面发发生生的的合合成成反反应应，固固体体可可能能是是所所有有反反应应物，也可能是反应物之一。物，也可能是反应物之一。无无机机固固相相合合成成：利利用用固固相相间间反反应应制制取取固固态态化化合合物物或或固固溶溶体体粉粉料料。如如特特定定晶晶型型的的磷磷酸酸铝铝、铜铜钴钴氧氧化化物物等等，以以及及利利用用固固相相模模板板合合成成锂离子电池电极材料。锂离子电池电极材料。有有机机固固相相合合成成：在在合合成成过过程程中中采采用用在在反反应应体体系系中中不不溶溶的的有有机机高高分子材料作为载体进

50、行合成反应。分子材料作为载体进行合成反应。与常规的高分子反应试剂不同与常规的高分子反应试剂不同的是整个固相反应过程自始至终的是整个固相反应过程自始至终在高分子骨架上进行。在整个多步合成反应过程中，中间产物在高分子骨架上进行。在整个多步合成反应过程中，中间产物始终与高分子载体相连接。高分子载体上的活性基团往往只参始终与高分子载体相连接。高分子载体上的活性基团往往只参与第一步反应和最后一步反应；在其余反应过程中只对中间产与第一步反应和最后一步反应；在其余反应过程中只对中间产物，而不是反应试剂起担载作用和官能团保护作用。物，而不是反应试剂起担载作用和官能团保护作用。固相合成的过程：固相合成的过程：固

51、相合成中，首先含有双功能团或多功能团的低分子有机化合固相合成中，首先含有双功能团或多功能团的低分子有机化合物通过与高分子试剂反应，以共价键的形式与高分子骨架相结物通过与高分子试剂反应，以共价键的形式与高分子骨架相结合。这种一端与高分子骨架相接，另一端的功能团处在游离状合。这种一端与高分子骨架相接，另一端的功能团处在游离状态的中间产物能与其他小分子试剂在高分子骨架上进行单步或态的中间产物能与其他小分子试剂在高分子骨架上进行单步或多步反应。反应过程中过量使用的小分子试剂和低分子副产物多步反应。反应过程中过量使用的小分子试剂和低分子副产物用简单的过滤法除去，再进行下一步反应，直到预定的产物在用简单的

52、过滤法除去，再进行下一步反应，直到预定的产物在高分子载体上完全形成。最后将合成好的化合物从载体上脱下高分子载体上完全形成。最后将合成好的化合物从载体上脱下即完成固相合成任务。即完成固相合成任务。固相合成的示意图：固相合成的示意图：固相合成高分子试剂需具备的两种结构：固相合成高分子试剂需具备的两种结构：对对有有机机合合成成反反应应起起担担载载作作用用，在在反反应应体体系系中中不不溶溶解解的载体的载体起起连连接接反反应应性性小小分分子子和和高高分分子子载载体体，并并能能够够用用适适当当化学方法断键的连接部分。化学方法断键的连接部分。1、载体、载体对载体的要求：对载体的要求：1）载载体体在在反反应应

53、体体系系中中不不溶溶解解，保保证证合合成成反反应应在在固固相相上进行，达到简化合成过程的目的；上进行，达到简化合成过程的目的；2）载载体体具具有有高高比比表表面面积积或或在在溶溶剂剂中中有有一一定定的的溶溶胀胀性性，前前者者要要求求固固体体的的粒粒度度要要小小，或或为为多多孔孔性性，后后者者要要求求构构成成载载体体的的高高分分子子有有一一定定亲亲溶溶剂剂性性，并并要要适适度度交交联联，以以保证固相反应可以有适当的反应速度；保证固相反应可以有适当的反应速度；3）载载体体高高度度功功能能化化，其其功功能能基基在在载载体体中中的的分分布布尽尽可可能能均均匀匀，载载体体上上应应有有一一定定的的反反应应

54、活活性性官官能能团团，以以利利于于反应性小分子的固化和合成反应效率的提高。反应性小分子的固化和合成反应效率的提高。4）载体可以用相对简单的方法再生重复利用。）载体可以用相对简单的方法再生重复利用。常常用用的的载载体体：聚聚苯苯乙乙烯烯及及二二乙乙炔炔基基苯苯和和苯苯乙乙烯烯的的共共聚聚物物及及其其衍衍生物，如氯甲基树脂、生物，如氯甲基树脂、Pam树脂、树脂、waq树脂和氨基树脂等。树脂和氨基树脂等。聚酯聚酯功能化纤维载体，如纸片和棉花等。功能化纤维载体，如纸片和棉花等。开开发发重重点点：提提高高载载体体的的稳稳定定性性、增增加加功功能能团团活活性性、扩扩大大适适用用化化学范围学范围2连接结构连

55、接结构主主要要功功能能：能能够够与与参参与与反反应应的的小小分分子子发发生生化化学学反反应应，并并在在两两者者间间生生成成具具有有一一定定稳稳定定性性的的化化学学键键，要要保保证证在在随随后后的的合合成成反反应应中中该键不断裂，在整个合成过程中十分稳定该键不断裂，在整个合成过程中十分稳定生生成成的的连连接接键键要要有有一一定定的的化化学学活活性性，能能够够采采用用特特定定的的方方法法使使其其断断裂裂，又又不不破破坏坏反反应应物物的的结结构构，保保证证固固相相合合成成反反应应后后可可以以定定量量地分离（切割）反应产物。地分离（切割）反应产物。常常用用的的连连接接结结构构：需需要要根根据据固固相相

56、合合成成的的对对象象进进行行选选择择，即即就就根根据合成对象中需要固化官能团的种类选择连接官能团的种类。据合成对象中需要固化官能团的种类选择连接官能团的种类。活活性性酯酯、酸酸酐酐酰酰卤卤、羟羟基基、氨氨基基等等（主主要要用用于于多多肽肽、寡寡核核苷苷酸酸和寡糖的合成）和寡糖的合成）双双官官能能团团化化合合物物，如如氨氨基基、羟羟基基巯巯基基、溴溴、羧羧基基、醛醛基基等等（主主要要用用于于其其它它有有机机合合成成）。双双官官能能团团连连接接分分子子通通常常可可以以分分为为对对称称和不对称和不对称两种。两种。对对称称：1，10-癸癸二二醇醇，1，8-辛辛二二胺胺、邻邻或或对对苯苯二二甲甲醛醛，癸

57、癸二二醇、癸二酸及甲盐或其酰氯，对苯二酚、对苯二胺等醇、癸二酸及甲盐或其酰氯，对苯二酚、对苯二胺等不对称不对称：溴乙酰溴、溴乙酸、甘氨酸和其它氨基酸等：溴乙酰溴、溴乙酸、甘氨酸和其它氨基酸等多官能团化合物：甘油多官能团化合物：甘油连连接接结结构构中中除除官官能能团团外外，其其长长短短和和链链结结构构也也对对固固相相合合成成有有一一定定影影响响。特特别别是是对对反反应应速速度度和和反反应应的的选选择择性性影影响响较较大大，一一般般较较长长链有利于反应的进行链有利于反应的进行。3固相合成的应用固相合成的应用多肽的合成多肽的合成寡糖的合成寡糖的合成寡核苷酸的合成寡核苷酸的合成类肽、聚砜、聚脲的合成类

58、肽、聚砜、聚脲的合成光学异构体的合成光学异构体的合成组合化学组合化学生物芯片技术生物芯片技术二多肽的固相合成二多肽的固相合成合成路线：合成路线：首首先先氨氨基基得得到到保保护护的的氨氨基基酸酸与与高高分分子子载载体体反反应应，分分子子间间脱脱氯氯化化氢氢，产产物物以以酯酯键键的的形形式式与与载载体体相相连连，在在载载体体上上构构成成一一个个反反应增长点。应增长点。然然后后在在保保证证生生成成的的酯酯键键不不断断裂裂的的条条件件下下进进行行脱脱胺胺基基保保护护反反应应，一一般般是是条条件件温温和和的的酸酸性性水水解解反反应应，脱脱保保护护的的氨氨基基作作为为进进一一步步反应的官能团反应的官能团第

59、第三三步步是是取取另另一一个个氨氨基基受受保保护护的的氨氨基基酸酸与与载载体体上上的的氨氨基基发发生生酰化反应，或通过与活性酯的酯交换形成酰氨键酰化反应，或通过与活性酯的酯交换形成酰氨键反复重复第二和第三步，直到所需序列的肽链逐步完成反复重复第二和第三步，直到所需序列的肽链逐步完成最最后后用用适适宜宜的的酸酸（氢氢溴溴酸酸和和醋醋酸酸的的混混合合液液或或用用三三氟氟醋醋酸酸及及氢氢氟氟酸酸）水水解解解解除除端端基基保保护护，并并使使载载体体和和肽肽之之间间的的酯酯键键断断裂裂制制得预序列的多肽。得预序列的多肽。常用的载体常用的载体这这些些载载体体与与第第一一个个氨氨基基酸酸反反应应形形成成的的

60、固固化化键键都都是是苄苄酯酯键键。形形成成苄苄酯酯键键时时用用作作催催化化剂剂和和中中和和所所生生成成盐盐酸酸的的试试剂一般用有机碱，可以保证不发生重排等副反应。剂一般用有机碱，可以保证不发生重排等副反应。所用脱除试剂：所用脱除试剂：脱脱除除氨氨基基酸酸中中氨氨基基或或羧羧基基的的保保护护，如如用用盐盐酸酸和和醋醋酸酸的的混合物脱除氨基的保护基（叔丁氧基羧基）混合物脱除氨基的保护基（叔丁氧基羧基）断开固化键，常用氢溴酸和醋酸的混合液断开固化键，常用氢溴酸和醋酸的混合液例：加压素（脑垂体后叶分泌的一种九肽）的合成例：加压素（脑垂体后叶分泌的一种九肽）的合成固相合成法已成为多肽的标准合成方法，目前

61、已广泛固相合成法已成为多肽的标准合成方法，目前已广泛采用自动蛋白质合成仪进行多肽的自动合成。此外对采用自动蛋白质合成仪进行多肽的自动合成。此外对多肽和蛋白质的结构分析也往往需借助于固相合成方多肽和蛋白质的结构分析也往往需借助于固相合成方法，目前它的应用范围已大大超出了原来的范围。法，目前它的应用范围已大大超出了原来的范围。三寡核苷酸的固相合成三寡核苷酸的固相合成结结构构：所所有有核核酸酸都都是是由由磷磷酸酸、戊戊糖糖（核核糖糖、脱脱氧氧核核糖糖）、碱碱基基（腺腺嘌嘌呤呤、鸟鸟嘌嘌呤呤、胞胞嘧嘧啶啶、脲脲嘧嘧啶啶和和胸腺嘧啶）构成。胸腺嘧啶）构成。构成核酸的子结构构成核酸的子结构寡核苷酸的结构寡

62、核苷酸的结构1固相合成过程固相合成过程2常用的载体常用的载体 可控孔径玻璃珠、聚苯乙烯类可控孔径玻璃珠、聚苯乙烯类可可控控孔孔径径玻玻璃璃珠珠（controlling pore glass，CPG）AminopropylCPGFmoc-LinkerAm-CPG四固相合成在不对称合成中的应用四固相合成在不对称合成中的应用不不对对称称合合成成：在在一一定定反反应应条条件件下下，反反应应环环境境和和体体系系对对光光学学异异构构体体的的形形成成有有区区分分作作用用得得到到的的产产物物中中两两种种光光学学异异构构体体的的比比例例不不等等于于1：1，这这样样可可以以得得到到某某一一种种光光学学异异构构体体

63、占占优优的的化化学学产产品品，利利用用高高分分子子的的立立体体效效应应，在在其其上上连连接接前前手手性性反反应应物物，进进行行固固相相不不对对称称合成可有效地解决这一问题。合成可有效地解决这一问题。这这种种方方法法是是利利用用含含有有手手性性的的载载体体，或或利利用用高高分分子子在在前前手手性性试试剂剂的的特特定定方方向向形形成成立立体体阻阻碍碍而而产产生生立立体体选选择性。择性。例例：含含有有手手性性糖糖的的交交联联聚聚合合物物为为载载体体合合成成光光学学异异构构体体R-苯基乳酸。苯基乳酸。用用三三苯苯甲甲醇醇的的聚聚苯苯乙乙烯烯树树脂脂与与只只有有一一个个游游离离羟羟基基的的戊戊糖糖结结合

64、合构构成成一一个个有有光光学学不不对对称称结结构构的的聚聚合合物物载载体体。利利用用载载体体上上的的游游离离羟羟基基和和手手性性结结构构，通通过过两两步步法法合合成成R型型光光学学异异构构体体占占多多数数的的苯苯基基乳酸，光学产率大于乳酸，光学产率大于58%。2-烷基取代环己酮手性异构体的合成烷基取代环己酮手性异构体的合成2-烷基取代环己酮手性异构体的合成采采用用光光活活性性催催化化剂剂固固化化到到高高分分子子上上作作为为固固相相不不对对称称合合成成试试剂剂，最最常常用用的的是是一一些些有有手手性性特特征征的的过过渡渡金金属属络络合合物物，如如下下面面结结构构的的固固相相合合成成试试剂剂可可以

65、以氢氢化化制制备备具有光学活性的烃类具有光学活性的烃类聚合物手性相转移催化剂聚合物手性相转移催化剂常用的固相不对称试剂及其主要用途常用的固相不对称试剂及其主要用途五固相合成法在其他有机合成中的应用五固相合成法在其他有机合成中的应用如如轮轮烷烷hooplanes的的合合成成，这这是是一一种种结结构构很很特特殊殊的的物物质质，通通常常为为两两个个或或多多个个分分子子或或者者分分子子本本身身相相套套连连接在一起，形成非常特殊的轮形结构。接在一起，形成非常特殊的轮形结构。Hooplanel的合成如同车轮的装配，首先要在大环中插入车轴，再的合成如同车轮的装配，首先要在大环中插入车轴，再拧紧螺栓拧紧螺栓-

66、三苯甲基，其中难度最大的是在分子水平上在车轮中插三苯甲基，其中难度最大的是在分子水平上在车轮中插入车轴。其合成过程为：首先以常规合成方法合成入车轴。其合成过程为：首先以常规合成方法合成Hooplanel中中的环结构部分，然后将此大环结构通过酯键临时固定在高分子载的环结构部分，然后将此大环结构通过酯键临时固定在高分子载体上，将此带有大环的高分子载体在适宜的反应条件下与癸二醇体上，将此带有大环的高分子载体在适宜的反应条件下与癸二醇（车轴）和三苯甲基氯（螺栓）一起进行固相反应，按几率推算（车轴）和三苯甲基氯（螺栓）一起进行固相反应，按几率推算至少应有部分癸二醇插入大环中，并在插入期间与三苯甲基氯反至

67、少应有部分癸二醇插入大环中，并在插入期间与三苯甲基氯反应而拧紧螺栓，得到预产物。没有插入大环而又套入螺栓的副产应而拧紧螺栓，得到预产物。没有插入大环而又套入螺栓的副产物，以及过量的试剂通过过滤和清洗除去，高分子载体上只留下物，以及过量的试剂通过过滤和清洗除去，高分子载体上只留下套在一起的产品和未反应的固化大环，反复重复上述的反应过程套在一起的产品和未反应的固化大环，反复重复上述的反应过程（70次），理论上即可产生一定量的固化在载体上的产物。经水次），理论上即可产生一定量的固化在载体上的产物。经水解反应将产物与聚合物载体分离，再经纯化除去未反应的大环化解反应将产物与聚合物载体分离，再经纯化除去未

68、反应的大环化合物，合成即结束。合物，合成即结束。可见在单元反应产率很低的合成中采用固相合成法，利用其产物可见在单元反应产率很低的合成中采用固相合成法，利用其产物易与其他试剂和副产物分离的特点，可以完成用其他方法难以实易与其他试剂和副产物分离的特点，可以完成用其他方法难以实现的合成。现的合成。反应机理研究中的应用反应机理研究中的应用检检测测和和捕捕捉捉化化学学反反应应中中产产生生的的短短寿寿命命中中间间体体，为为反反应应机机理理研研究究提提供供证证据据。如如聚聚合合物物上上含含有有烟烟酰酰胺胺结结构构和和吡吡啶啶盐盐结结构构的的高高分分子子试剂可以捕捉四氧嘧啶和茚三酮型自由基中间体。试剂可以捕捉

69、四氧嘧啶和茚三酮型自由基中间体。可以捕捉自由基的固相试剂和被捕捉的自由基可以捕捉自由基的固相试剂和被捕捉的自由基第四节第四节 高分子催化剂高分子催化剂催化剂的作用：通过降低反应的活化能提高反应速率催化剂的作用：通过降低反应的活化能提高反应速率均相催化反应均相催化反应多相催化反应多相催化反应将将均均相相催催化化反反应应转转变变成成多多相相催催化化反反应应，主主要要的的方方法法之之一一是是将将可可溶溶性性催催化化剂剂高高分分子子化化，使使其其在在反反应应体体系系中中的的溶解度降低，而催化活性又得以保存。溶解度降低，而催化活性又得以保存。常常用用的的高高分分子子催催化化剂剂：高高分分子子酸酸碱碱催催

70、化化剂剂（离离子子交交换换树脂）树脂）聚合物相转移催化剂聚合物相转移催化剂高分子过渡金属络合物催化剂（用于加氢和氧化）高分子过渡金属络合物催化剂（用于加氢和氧化）固定化酶固定化酶一高分子酸碱催化剂一高分子酸碱催化剂常用品种：常用品种：阴离子交换树脂，提供氢氧根阴离子交换树脂，提供氢氧根 阳离子交换树脂，提供质子阳离子交换树脂，提供质子结构：结构：适用的反应类型：适用的反应类型：酯化反应、醇醛缩合反应、烷基化酯化反应、醇醛缩合反应、烷基化反应、脱水反应、环氧化反应、水解反应、环合反应、反应、脱水反应、环氧化反应、水解反应、环合反应、加成反应、分子重排反应、某些聚合反应加成反应、分子重排反应、某些

71、聚合反应反应方式：反应方式：1将将催催化化剂剂与与其其它它反反应应试试剂剂混混合合搅搅拌拌反反应应，反反应应后后得得到到的的反反应应混合物通过简单的过滤分离混合物通过简单的过滤分离2将将催催化化剂剂固固定定在在反反应应床床上上进进行行反反应应，反反应应物物作作为为流流体体通通过过反反应床，产物随流出物与催化剂分离。应床，产物随流出物与催化剂分离。3将将反反应应器器制制成成柱柱状状，催催化化剂剂作作为为填填料料填填入入反反应应柱柱中中，反反应应时时如如同同柱柱色色谱谱分分离离过过程程一一样样将将反反应应物物与与反反应应试试剂剂从从柱柱顶顶加加入入，在在一一定定溶溶剂剂冲冲洗洗下下通通过过填填有有

72、催催化化剂剂的的反反应应柱柱，当当产产品品与与溶溶剂剂混混合合物物从从柱柱中中流流出出后后反反应应即即已已完完成成。这这种种反反应应装装置置可可以以连连续续进进行行反反应，在工业上可以提高产量，降低成本，简化工艺。应，在工业上可以提高产量，降低成本，简化工艺。用用类类似似的的方方法法，在在强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂的的催催化化下下，成成功功地地制制备了二甘醇与月桂酸、油酸、硬脂酸的单酯化合物。备了二甘醇与月桂酸、油酸、硬脂酸的单酯化合物。例例：1、通通过过经经Amberlite离离子子交交换换树树脂脂催催化化的的缩缩合合反反应应可可以以从丁醛制备从丁醛制备-乙基乙基-羟基己醛；羟

73、基己醛；2、以丙酮为原料制备、以丙酮为原料制备4-甲基甲基-4-羟基戊酮羟基戊酮-2；3、由由间间苯苯二二酚酚和和乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酯酯合合成成天天然然产产物物4-甲甲基基-5-羟羟基基香香豆素豆素常用的高分子：多孔性的交联聚苯乙烯颗粒常用的高分子：多孔性的交联聚苯乙烯颗粒二高分子金属络合物催化剂二高分子金属络合物催化剂制制备备路路线线：通通过过共共价价键键使使金金属属络络物物中中的的配配位位体体与与高高分分子子相相连连，构构成成的的高高分分子子配配位位体体后后再再与与金金属属离离子子进进行行络络合反应形成高分子金属络合物。合反应形成高分子金属络合物。配位体结构：配位体结构：分分子子结结构构

74、中中含含有有P、S、O、N等等可可以以提提供供未未成成键键电电子子的配位原子，如的配位原子，如EDTA、胺类、醚类、杂环类等；、胺类、醚类、杂环类等；分分子子结结构构中中具具有有离离域域性性强强的的电电子子体体系系，如如芳芳香香族族化化合物和环戊二烯等。合物和环戊二烯等。高分子配位体的合成方法：高分子配位体的合成方法：1）利利用用聚聚合合物物和和配配位位基基上上的的某某些些基基团团反反应应，将将配配位位体直接键合到聚合物载体上，制备高分子配位体；体直接键合到聚合物载体上，制备高分子配位体；2）首首先先合合成成具具有有可可聚聚合合官官能能团团的的配配位位单单体体，然然后后在在适当条件下完成聚合反

75、应；适当条件下完成聚合反应；3）合合成成得得到到的的配配位位体体单单体体也也可可以以先先与与金金属属离离子子络络合合，生生成成络络合合物物型型单单体体后后再再进进行行聚聚合合反反应应，完完成成高高分分子子化化过过程程。但但络络合合单单体体将将影影响响聚聚合合，甚甚至至发发生生严严重重副副反反应应，使聚合失败，因此较少用；使聚合失败，因此较少用；4）某某些些无无机机材材料料如如硅硅胶胶、也也可可以以作作为为固固化化催催化化剂剂的的载体。载体。催催化化剂剂的的应应用用：用用于于烯烯烃烃的的加加氢氢、氧氧化化、环环氧氧化化、不不对称加成、异构化、羰基化、烷基化、聚合等反应。对称加成、异构化、羰基化、

76、烷基化、聚合等反应。1加氢反应催化剂加氢反应催化剂烯烯烃烃、芳芳香香烃烃、硝硝基基化化合合物物、醛醛酮酮等等带带有有不不饱饱和和双双键键的的化化合合物物均均可可在在金金属属络络合合物物催催化化剂剂作作用用下下进进行行加加氢氢反反应。如应。如高分子铑络合物催化剂。高分子铑络合物催化剂。经经此此催催化化剂剂催催化化，烯烯烃烃在在室室温温下下，氢氢气气压压力力只只有有1MPa的的温温和和条条件件下下即即可可进进行行加加氢氢反反应应。与与相相应应的的低低分分子子催催化化剂剂相相比比降降低低了了氧敏感性和腐蚀性，反应物可以在空气中储存和处理。氧敏感性和腐蚀性，反应物可以在空气中储存和处理。高分子二茂钛络

77、合物催化剂高分子二茂钛络合物催化剂由由可可溶溶性性均均相相加加氢氢催催化化剂剂变变为为不不溶溶性性多多相相加加氢氢催催化化剂剂，易易于于催催化化剂剂的的回回收收和和产产品品的的纯纯化化，同同时时由由于于聚聚合合物物刚刚性性结结构构的的分分隔隔作作用用克克服服了了均均相相催催化化易易生生成成二二聚物而失效的问题。聚物而失效的问题。钯和铑的高分子络合物也是常用的加氢催化剂钯和铑的高分子络合物也是常用的加氢催化剂钴钴或或铑铑的的高高分分子子羰羰基基络络合合物物作作为为催催化化剂剂用用于于烯烯烃烃的的羰羰基基化化反反应应，生生成成醛醛。此此时时烯烯烃烃与与二二氧氧化化碳碳和和氢氢气气反应，直接生成多一

78、个碳原子的醛类化合物。反应，直接生成多一个碳原子的醛类化合物。2以硅胶为载体的高分子金属络合物催化剂以硅胶为载体的高分子金属络合物催化剂硅硅胶胶表表面面的的羟羟基基可可以以与与多多种种官官能能团团反反应应生生成成酯酯或或醚醚键键。此此外外硅硅胶胶微微粒粒经经三三乙乙氧氧基基硅硅丙丙硫硫醇醇处处理理，在在其其表表面面键键合合一一层层含含巯巯基基配配位位体体，配配位位体体与与铂铂等等金金属属反反应应形形成成高高分子化的催化剂。分子化的催化剂。这这种种铂铂的的络络合合物物有有催催化化氢氢硅硅加加成成作作用用，它它可可催催化化三三乙乙氧氧基基硅硅烷烷与与己己烯烯-1加加成成，可可以以得得到到正正己己基

79、基三三乙乙氧氧基基硅硅烷烷。催催化化剂剂的的稳稳定定性性好好，可可多多次次使使用用，同同时时材材料料价价格格低低，比比表表面面积积大大，机机械械强强度度较好较好。3高分子金属络合物催化剂在太阳能利用领域应用高分子金属络合物催化剂在太阳能利用领域应用如如降降冰冰片片二二烯烯（norbornadiene）在在阳阳光光照照射射下下吸吸收收光光能能，异异构构化化为为高高能能态态的的四四环环烷烷，从从而而储储存存能能量量。在在室室温温下下它它是是稳稳定定的的，但但当当与与一一些些过过渡渡金金属属络络合合物物催催化化剂剂接接触触时时，四四环环烷烷重重新新异异构构化化为为低低能能态态的的降降冰冰片片二二烯烯

80、，同同时时发发出出大大量量的的热热量量。再再生生后后的的降降冰冰片片二二烯烯受受太太阳阳光光照照后后仍仍可可异异构构化化为为四四环环烷烷，因因此此可可反反复复使使用用。将将这这种种具具有有异异构构化化催催化化作作用用的的催催化化剂剂高高分分子子化化后后，能能量量转转换换过过程将更易控制，而且过渡金属络合物催化剂的效能更好。程将更易控制，而且过渡金属络合物催化剂的效能更好。高分子化金属络合物催化剂在太阳能电池的应用：高分子化金属络合物催化剂在太阳能电池的应用：利利用用带带有有吡吡咯咯基基的的联联吡吡啶啶作作为为配配位位体体，与与钌钌金金属属离离子子络络合合，再再用用电电化化学学聚聚合合法法在在电

81、电极极表表面面形形成成光光敏敏感感催催化化层层。当当电电极极表表面面由由不不同同氧氧化化还还原原电电位位的的聚聚合合物物形形成成多多层层修修饰饰时时，如如果果结结构构安安排排合合理理，可可以以在在电电极极之之间间得得到到光电流。光电流。高分子金属络合物催化剂的特点：高分子金属络合物催化剂的特点：1）降低催化剂的使用成本）降低催化剂的使用成本2）高高分分子子结结构构改改变变反反应应点点的的立立体体环环境境，使使高高分分子子催催化剂的立体选择性发生变化，以增强反应的选择性化剂的立体选择性发生变化，以增强反应的选择性3）增增加加催催化化性性能能，在在同同一一个个聚聚合合物物上上有有可可能能同同时时连

82、连接接两两种种不不同同功功能能的的催催化化剂剂，使使得得多多步步催催化化反反应应有有可可能能在同一个催化剂上完成。在同一个催化剂上完成。三高分子相转移催化剂三高分子相转移催化剂增增加加两两相相间间界界面面反反应应速速度度的的方方法法：增增加加搅搅拌拌速速度度以以增增大大两两相相的的接接触触面面积积，提提高高界界面面反反应应比比例例；使使用用非非质质子子极极性性溶溶剂剂增增加加对对离离子子型型化化合合物物的的溶溶解解度度，如如二二甲甲基基亚亚砜砜、二二甲甲基基甲甲酰酰胺胺等等，但但溶溶剂昂贵，沸点高难以除去，对环境污染；采用相转移催化剂。剂昂贵，沸点高难以除去，对环境污染；采用相转移催化剂。相相

83、转转移移催催化化剂剂：指指在在反反应应中中能能与与阴阴离离子子形形成成离离子子对对，或或者者与与阳阳离离子子形形成成络络合合物物，从从而而增增加加这这些些离离子子型型化化合合物物在在有有机机相相中中的的溶溶解解度度的的物物质质。主主要要包包括括亲亲脂脂性性有有机机离离子子化化合合物物（季季铵铵盐盐和和磷磷嗡嗡盐盐）和和非非离离子子型型的的冠冠醚醚类类化化合合物物（借借助助与与阳阳离离子子间间的的螯螯合合作作用用完成上述过程）完成上述过程）相转移反应过程相转移反应过程高分子相转移催化剂结构和主要用途高分子相转移催化剂结构和主要用途 与小分子相转移催化剂相比，高分子催化剂不污染反应物和产与小分子相

84、转移催化剂相比，高分子催化剂不污染反应物和产物，催化剂回收容易，可使用较贵的品种，同时可以降低小分物，催化剂回收容易，可使用较贵的品种，同时可以降低小分子冠醚类化合物的毒性，减少对环境的污染。子冠醚类化合物的毒性，减少对环境的污染。总体上磷嗡离子催化剂的稳定性和催化活性比相应季铵盐型催总体上磷嗡离子催化剂的稳定性和催化活性比相应季铵盐型催化剂要好，而聚合物键合的高分子冠醚催化剂的活性最高，这化剂要好，而聚合物键合的高分子冠醚催化剂的活性最高，这得益于阳离子被络合后，增强了阴离子的亲核反应能力。得益于阳离子被络合后，增强了阴离子的亲核反应能力。四其它的高分子催化剂四其它的高分子催化剂1高分子路易

85、士酸和过酸催化剂高分子路易士酸和过酸催化剂特特点点：稳稳定定性性好好，不不易易水水解解；降降低低生生成成较较高高分分子子化化合合物的竞争性副反应物的竞争性副反应例：例：高分子三氯化铝，催化成醚、酯、醛的合成反应高分子三氯化铝，催化成醚、酯、醛的合成反应高高分分子子过过酸酸，通通过过在在含含强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂中中引引入入路路易易士士酸酸，如如三三氯氯化化铝铝与与磺磺酸酸基基离离子子交交换换树树脂脂的的反反应应产产物物；全全氟氟化化的的磺磺酸酸基树脂与三氯化铝反应制备的过酸，可以使中性石蜡油质子化基树脂与三氯化铝反应制备的过酸，可以使中性石蜡油质子化2聚合物脱氢和脱羰基催化剂

86、聚合物脱氢和脱羰基催化剂脱脱氢氢：含含组组胺胺酸酸的的嘧嘧啶啶基基结结构构（多多种种脱脱氢氢酶酶的的活活性性点点）的的高高分分子子化合物用于催化酯和酰胺的氢化反应，化合物用于催化酯和酰胺的氢化反应，脱脱羰羰基基：高高分分子子表表面面活活性性剂剂如如季季胺胺化化的的聚聚乙乙胺胺、聚聚合合型型冠冠醚醚、聚聚乙二醇、聚乙烯基吡咯酮等乙二醇、聚乙烯基吡咯酮等3聚合物型聚合物型pH指示剂和聚合型引发剂指示剂和聚合型引发剂将将偶偶氮氮类类结结构构连连接接到到高高分分子子上上，当当遇遇难难酸酸或或碱碱时时发发生生颜颜色色的的改改变变，由由此此可可制制备备聚聚合合物物型型pH指指示示剂剂，其其稳稳定定性性好好

87、，寿寿命命长长，不不怕怕微微生生物攻击和不污染被测溶液物攻击和不污染被测溶液可可通通过过将将过过氧氧、或或偶偶氮氮等等具具有有引引发发聚聚合合反反应应功功能能的的分分子子结结构构高高分分子子化化，可可得得到到聚聚合合物物型型引引发发剂剂，可可用用于于催催化化聚聚合合物物的的接接枝枝反反应应；如如过过渡渡金金属属卤卤化化物物高高分分子子化化可可引引发发含含端端双双键键的的单单体体的的聚聚合合生生成成接接枝或嵌段聚合物枝或嵌段聚合物第五节第五节 酶的固化及其应用酶的固化及其应用酶酶是是由由各各种种氨氨基基酸酸按按不不同同次次序序连连接接而而成成的的高高分分子子化化合合物物，其其催催化化效效率率高高

88、，选选择择性性好好，大大多多数数情情况况下下是是专专一一催催化化。但但其其稳稳定定性性不不好好，易易变变性性失失活活，大大多多数数为水溶性，催化反应后所得产物不易分离纯化。为水溶性，催化反应后所得产物不易分离纯化。固固化化酶酶技技术术：解解决决上上述述问问题题，同同时时可可以以使使酶酶促促反反应应可可以以实实现现连连续续化化，自自动动化化，为为制制造造“生生物物反反应应器器”打下基础。打下基础。一固化酶的制备方法一固化酶的制备方法对固化过程的要求：对固化过程的要求：1）固固化化后后酶酶催催化化剂剂不不应应溶溶于于水水或或化化学学反反应应中中使使用用的的其其它它反反应应介介质质，以以保保证证酶酶

89、催催化化剂剂的的分分离离和和回回收收的的简简单性单性2）固化过程应不影响或少影响酶的活性）固化过程应不影响或少影响酶的活性3）固固化化方方法法的的选选择择应应考考虑虑到到酶酶自自身身的的特特点点和和结结构构，不不要要引引入入多多余余化化学学结结构构而而影影响响酶酶的的性性质质，尽尽可可能能利利用酶结构中各种非催化活性官能团进行固化反应用酶结构中各种非催化活性官能团进行固化反应4）作作为为酶酶固固化化的的载载体体应应有有一一定定的的机机械械强强度度和和化化学学 稳稳定定性性，以以适适应应反反应应工工尽尽可可能能求求和和有有一一定定的的使使用用寿寿命，保证不对或少对酶促反应产生不利影响命，保证不对

90、或少对酶促反应产生不利影响在在温和温和的条件下进行固化的条件下进行固化方法：方法：化化学学方方法法：通通过过化化学学反反应应生生成成化化学学键键将将酶酶连连接接到到一一定定载载体体上上，或或采采用用交交联联剂剂通通过过与与酶酶表表面面的的基基团团将将酶酶交交联联起起来来，构构成成分分子子量量更更大大的的蛋蛋白白质质使使其其溶溶解解性性降降低，成为不溶性的固化酶。低，成为不溶性的固化酶。物物理理方方法法：包包埋埋法法、微微胶胶囊囊法法，将将酶酶包包起起来来，使使其其不不能能在在溶溶剂剂中中自自由由扩扩散散，但但是是被被催催化化的的小小分分子子反反应应物和产物应当可以自由通过，使之与酶催化剂接触物

91、和产物应当可以自由通过，使之与酶催化剂接触。1化学键合法固化酶化学键合法固化酶载载体体：可可为为人人工工合合成成的的，也也可可为为天天然然的的有有机机高高分分子子，甚至无机高分子。甚至无机高分子。对对载载体体的的要要求求：不不溶溶于于反反应应溶溶剂剂，并并且且分分子子结结构构中中具具有有一一定定的的亲亲水水性性基基团团，以以保保证证在在水水中中反反应应时时的的润润湿湿性性，高高分分子子结结构构不不影影响响酶酶的的活活性性，结结构构中中带带有有活活性较强的基团如重氮盐、酰氯、醛、活性酯等性较强的基团如重氮盐、酰氯、醛、活性酯等反反应应条条件件温温和和，不不能能使使用用强强酸酸、强强碱碱和和某某些

92、些有有机机溶溶剂剂例例：含含苯苯乙乙烯烯结结构构的的高高聚聚物物作作为为酶酶固固化化载载体体，这这种种方法得到的固化酶稳定性好。方法得到的固化酶稳定性好。含含缩缩醛醛结结构构的的高高聚聚物物作作为为酶酶固固化化载载体体，可可以以与与蛋蛋白白质质中中广广泛泛存存在在的的氨氨基基发发生生缩缩合合反反应应，在在载载体体与与酶酶间间生生成成碳碳氮氮双双键键，从从而而固固化化大大多多数数的的酶酶。或或在在聚聚合合物物中中引引入入内内酸酸酐酐基基团团，利利用用内内酰酰胺胺化化反反应应与与酶酶中中按按基基相相连连也也可可制制备备酶酶固固化化载载体体。内内酸酸酐酐基基团团与与酶酶蛋蛋白质中的氨基反应，易形成稳

93、定的内酰胺键实现酶固化。白质中的氨基反应，易形成稳定的内酰胺键实现酶固化。聚聚酰酰胺胺或或多多肽肽经经活活化化处处理理后后也也可可作作为为载载体体，如如尼尼龙龙经经酸酸处处理理后表面出现羧基，可以与酶中的氨基结合。后表面出现羧基，可以与酶中的氨基结合。无机载体：无机载体：如多孔性玻璃或硅胶如多孔性玻璃或硅胶方方法法一一：氨氨丙丙基基三三乙乙氧氧基基硅硅丙丙胺胺与与硅硅胶胶表表面面的的羟羟基基反反应应，从从而而在在硅硅胶胶上上引引入入活活性性较较强强的的氨氨基基，氨氨基基在在缩缩合合剂剂二二环环己己基基碳碳二亚胺（二亚胺（DCC）催化下与酶中的羧基反应形成酰胺键。）催化下与酶中的羧基反应形成酰胺

94、键。或或在在氨氨基基的的基基础础上上再再引引入入芳芳香香族族胺胺基基，经经重重氮氮化化后后通过偶联反应固定酶：通过偶联反应固定酶：离离子子交交换换树树脂脂作作为为固固化化酶酶的的载载体体，阳阳离离子子交交换换树树脂脂可可与与酶酶中中的的氨氨基基结结合合，阴阴离离子子交交换换树树脂脂与与酶酶中中的的羧羧基基结结合合实实现现固固化化，这这种种方方法法操操作作简简单单，反反应应条条件件温温和和，对对酶酶活活性性影影响响不不大大，但但离离子子交交换换树树脂脂与与酶酶的的结结合合力力较较弱弱，且且易易受受反反应应介介质质中中酸酸碱碱度度的的影影响响，因因此此形成的固化酶的稳定性差。形成的固化酶的稳定性差

95、。2化学交联酶固化法化学交联酶固化法利用带双端基官能团的化学交联剂，通过与酶中固有的活性基利用带双端基官能团的化学交联剂，通过与酶中固有的活性基团进行化学反应，生成共价键使单个酶形成交联结构，从而将团进行化学反应，生成共价键使单个酶形成交联结构，从而将酶固化。酶固化。从理论上讲任何具有能与酶中活性基团反应，实现交联的双功从理论上讲任何具有能与酶中活性基团反应，实现交联的双功能基团低分子化合物都可以作为交联剂，但实际操作上由于保能基团低分子化合物都可以作为交联剂，但实际操作上由于保持酶活性对反应条件的限制，可采用的交联剂并不多。持酶活性对反应条件的限制，可采用的交联剂并不多。常用的常用的可用于酶

96、交联固化的交联剂：可用于酶交联固化的交联剂：3酶的物理固化法酶的物理固化法使使用用具具有有对对反反应应物物和和产产物物有有选选择择性性能能的的材材料料将将酶酶固固定定，使使参参与与反反应应的的小小分分子子透透过过，而而属属于于大大分分子子的的酶酶得得到到固固定。定。1）包埋法）包埋法将将酶酶溶溶解解在在含含有有合合成成载载体体的的单单体体溶溶液液中中，进进行行载载体体的的聚聚合合反反应应从从而而使使溶溶液液中中的的酶酶被被包包埋埋在在反反应应形形成成的的聚聚合合物网络中，不能自由扩散，达到酶固化的目的。物网络中，不能自由扩散，达到酶固化的目的。此此方方法法要要求求聚聚合合物物在在溶溶胀胀条条件

97、件下下允允许许反反应应物物和和生生成成物物小分子通过。小分子通过。如如PF凝凝胶胶，是是由由苯苯酚酚类类（如如对对苯苯二二酚酚）和和甲甲醛醛经经缩缩聚聚而而成成，其其价价格格便便宜宜，易易于于制制备备，多多孔孔，无无毒毒，不不溶溶于于水水，有有极极强强的的亲亲水水性性，不不溶溶于于有有机机溶溶剂剂，有有较较好好的的机机械械强强度度。作作为为载载体体可可以以快快速速、简简单单、有有效效地地对对多多种种酶酶和和蛋蛋白白质质加加以以固固定定。当当与与淀淀粉粉酶酶等等结结合合时时，可可用用于于淀淀粉粉等等多多糖糖的的酶酶解解反反应应。这这类类固固定定化化酶酶应应用用于于酶酶解解淀淀粉粉时时，具具有有高

98、高的的转转化化率率和和高高的的稳稳定定性性，当当加加入入一一定定时时的的间间苯苯二二酚酚参参加加缩缩聚聚反反应应后后，还还可可以以得得到到改改性性的的PF凝胶，其作为酶的固定化载体时性能又有提高。凝胶，其作为酶的固定化载体时性能又有提高。2）微胶囊法）微胶囊法用用有有半半能能透透性性能能的的聚聚合合物物膜膜将将酶酶包包在在中中间间，构构成成酶酶藏藏在在微微胶胶囊囊中中的的固固化化酶酶。在在酶酶催催化化反反应应中中反反应应物物小小分分子子可可以以通通过过半半透透膜膜与与酶酶接接触触进进行行酶酶促促反反应应，生生成成物物可可以以通通过过半半透透膜膜，酶酶则则由由于于体体积积较大被留在膜内较大被留在

99、膜内物理固化法：制备过程中酶没有参与化学反应，因而物理固化法：制备过程中酶没有参与化学反应，因而其整体结构保持不变，催化活性保持不变，但由于包其整体结构保持不变，催化活性保持不变，但由于包埋物或半透膜有一定的立体阻碍作用，对所进行酶促埋物或半透膜有一定的立体阻碍作用，对所进行酶促反应动力学过程不利，因此对很多反应不适应。反应动力学过程不利，因此对很多反应不适应。二固化酶的特点和应用二固化酶的特点和应用酶固化中的问题：酶固化中的问题：酶经过固化后能否保持高活性和高选择性酶经过固化后能否保持高活性和高选择性酶酶的的固固化化能能否否使使其其扩扩大大使使用用范范围围，简简化化操操作作，降降低低成本。成

100、本。固固定定化化酶酶的的活活性性取取决决于于酶酶本本身身原原有有的的活活性性和和固固化化时时采采用用的的方方式式方方法法，以以及及所所用用载载体体的的化化学学结结构构和和物物理理形形态态。多多数数酶酶固固化化后后活活性性都都有有所所降降低低，这这是是由由于于酶酶固固化化过过程程中中，活活性性酶酶中中一一部部分分氨氨基基酸酸的的氨氨基基或或羧羧基基参参与与固固化化而而使使酶酶的的结结构构在在一一定定程程度度上上受受到到破破坏坏，因因此固化过程中酶蛋白的高次结构也有所变化。此固化过程中酶蛋白的高次结构也有所变化。酶固化后对选择性也有一定程度的影响。酶固化后对选择性也有一定程度的影响。1光学纯氨基酸

101、的合成光学纯氨基酸的合成光光学学异异构构体体的的合合成成是是有有机机合合成成的的难难点点问问题题，关关键键在在于于缺乏专一性的催化剂，由此可利用酶的专一性。缺乏专一性的催化剂，由此可利用酶的专一性。如如合合成成L-蛋蛋氨氨酸酸，采采用用常常规规方方法法仅仅能能得得到到外外消消旋旋体体产产物物，而而采采用用从从Aspergillusaryzae菌菌中中提提取取的的酰酰化化氨氨基基酸酸水水解解酶酶（amino Acylase）作作催催化化剂剂，将将此此酶酶用用物物理理吸吸附附的的方方法法固固化化在在N，N-二二乙乙基基胺胺乙乙基基葡葡聚聚糖糖（DEAE-Sephadex）树树脂脂上上，再再将将这这

102、种种固固化化有有酶酶催催化化剂剂的的树树脂脂装装入入反反应应柱柱中中使使N-乙乙酰酰基基-D，L-蛋蛋氨氨酸酸外外消消旋旋体体通通过过反反应应柱柱进进行行脱脱乙乙酰酰基基瓜瓜在在柱柱的的出出口口处处将将得到光学纯的得到光学纯的L-蛋氨酸，而且该反应柱可连续使用。蛋氨酸，而且该反应柱可连续使用。26-氨基青霉素酸的合成氨基青霉素酸的合成将将青青霉霉素素酰酰胺胺酶酶（penicilline amidase）接接枝枝到到经经过过活活化化处处理理的的N，N-二二乙乙基基胺胺乙乙基基纤纤维维素素上上，以以此此为为固固相相催催化化剂剂分分解解原原料料苄苄基基青青霉霉素素，产产物物即即为为6-氨氨基基青青霉

103、霉素素。反反应应条条件件下下，分分子子张张力力很很大大的的四四元元和和五五元元环环未未受受影影响响，经经固固化化后后酶酶的的稳稳定定性性增增加加，此此固固化化酶酶装装填填的的反反应应柱柱连连续续使使用用11周周未未见见活活性性降降低低，比比传传统统的的微微生生物物法法生产的产品的纯度高，质量好。生产的产品的纯度高，质量好。3固化酶在分析化学和化学敏感器制作方面的应用固化酶在分析化学和化学敏感器制作方面的应用酶酶电电极极：将将活活性性酶酶用用特特殊殊方方法法固固化化到到电电极极表表面面构构成成酶酶电电极极，可可以以测测定定极极微微量量的的特特定定物物质质，灵灵敏敏度度高高，选选择择性性好好，而而

104、且且尺尺寸寸极极小小，可可以以测测定定细细胞胞液液的的组组成成。因因此此在生物学研究和临床医学研究上意义重大。在生物学研究和临床医学研究上意义重大。酶酶电电极极可可采采用用包包埋埋法法，如如将将葡葡萄萄糖糖氧氧化化酶酶用用交交联联聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺包包埋埋在在高高灵灵敏敏度度氧氧选选择择电电极极表表面面，形形成成厚厚度度仅仅为为微微米米级级的的表表面面修修饰饰层层，该该酶酶电电极极可可以以定定量量测测定定体体液液中的葡萄糖。中的葡萄糖。固固化化酶酶与与生生物物传传感感技技术术结结合合制制备备乳乳酸酸盐盐分分析析仪仪，具具有有快快速速、准准确确、自自动动化化、微微量量取取血血的的优优点点。如如

105、采采用用乳乳酸酸盐分析仪测定血乳酸。盐分析仪测定血乳酸。在乳酸电极表面覆盖一片含三层固化酶的膜，外层为聚碳酸膜，在乳酸电极表面覆盖一片含三层固化酶的膜，外层为聚碳酸膜，内层为醋酸纤维素膜，中层为乳酸盐氧化酶，它经表面处理技内层为醋酸纤维素膜，中层为乳酸盐氧化酶，它经表面处理技术被均匀地固定在两片不同的薄膜之间，起保护电极，限制扩术被均匀地固定在两片不同的薄膜之间，起保护电极，限制扩散通路的作用。血中乳酸盐在渗透过外层膜后即被氧化为过氧散通路的作用。血中乳酸盐在渗透过外层膜后即被氧化为过氧化氢，透过内层由铂金电极检定其含量，讯号经处理为乳酸盐化氢，透过内层由铂金电极检定其含量，讯号经处理为乳酸盐浓度。浓度。固化酶还可以与安培检流计配合，应用于啤酒中亚硫固化酶还可以与安培检流计配合，应用于啤酒中亚硫酸盐和磷酸盐。酸盐和磷酸盐。但固化酶制备技术要求高，成本昂贵限制了它在工业但固化酶制备技术要求高，成本昂贵限制了它在工业上大规模应用。上大规模应用。