[发明专利]一种细菌钯纳米粒子复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种细菌钯纳米粒子复合物及其制备方法和应用，属于钯纳米粒子复合物技术领域。该复合物是在嗜热产氢菌CBS‑Z^T表面复合钯纳米粒子后得到的。本发明还提供一种细菌钯纳米粒子复合物的制备方法。本发明还提供上述细菌钯纳米粒子复合物用于异佛尔酮的不对称催化加氢反应。本发明在CBS‑Z^T表面合成得到的PdNPs尺寸非常小，并且由于细菌细胞的支持，可以避免PdNPs的聚集，使B‑PdNPs具有优异的不对称催化性能。与商业化Pd/C催化剂相比，B‑PdNPs复合材料具有相对较高的转化率，并且在不对称氢化IP的C＝C键中取得了很高的e.e.值，接近100％。

技术领域

本发明属于钯纳米粒子复合物技术领域，具体涉及一种细菌钯纳米粒子复合物及其制备方法和应用。

背景技术

纳米技术是一个多学科交叉领域，随着纳米技术的迅速发展，纳米催化剂由于独特的催化性能成为人们研究的焦点。贵金属纳米粒子，如金、钯、铂和银，近年来引起了各方面的广泛关注。一般，贵金属纳米粒子可以通过化学方法合成。化学方法通常需要化学还原剂，如硼氢化钠、柠檬酸钠和醇等。现在，在金属纳米粒子的合成领域仍然存在一些问题，如能源消耗、环境影响和安全性等。在最近几十年中，生物合成法被认为是一种廉价且环保的纳米粒子合成途径。特别地，利用微生物细胞合成功能性金属纳米粒子在纳米材料合成中显示出巨大的潜力。这些合成路线有潜在的可扩展性，并且是温和的，不用添加有毒的化合物，例如保护剂和还原剂，这就提供了一个绿色合成纳米材料的途径。到目前为止，利用细菌、真菌、酵母菌、放线菌和植物等生物体，已经成功地被用于贵金属纳米粒子的生物合成。

不对称催化加氢是生产光学活性中间体和很多产品的重要反应，被广泛应用于合成医药、农药、香料等产品中。手性均相过渡金属催化剂的稳定性及方便分离等特点为获得纯的手性对映体提供了更多的可能性。简单少量的手性化合物，即所谓的手性添加剂，足以在手性加氢中引起强烈的立体异构控制，例如金鸡纳碱修饰的铂、钯，和酒石酸修饰镍等。α,β-不饱和酮中C＝C双键的选择性加氢，在精细化工、药物和功能性材料合成中是非常重要的，其中钯催化剂表现出非常优良的选择性。为了实现更高的催化性能，近年来一些超小的PdNPs被合成并最为催化剂。一般来说，由于高的表面能，纳米粒子倾向于在溶液中聚集，是反应过程中催化剂失去活性。为了提高催化剂的稳定性，PdNPs被固定在合适的载体材料上，如碳材料，金属或半金属氧化物材料等。然而，在表面固定纳米粒子是费时的，并且通常需要经过复杂实验过程和材料表面功能化的支持。此外，有毒和危险成分的添加用于催化剂的合成也会带来一些环境问题。

生物结构和纳米材料的结合，例如，细胞-金属耦合的实现，正在成为人们关注的焦点。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种细菌钯纳米粒子复合物及其制备方法和应用，该细菌钯纳米粒子复合物可以直接用于IP的不对称催化加氢反应。

本发明首先提供一种细菌钯纳米粒子复合物，该复合物是在嗜热产氢菌CBS-Z^T表面复合钯纳米粒子后得到的。

本发明还提供一种细菌钯纳米粒子复合物的制备方法，该方法包括：

在厌氧条件下，在培养基中培养CBS-Z^T，然后加入H₂PdCl₄继续培养，得到细菌钯纳米粒子复合物。

优选的是，所述的培养基为DSMZ 516培养基。

优选的是，所述的培养CBS-Z^T的条件为：培养温度为60-80℃，培养时间为20-24小时。

优选的是，所述的H₂PdCl₄的浓度为150-200μM。

优选的是，所述的加入H₂PdCl₄继续培养的时间为12-24h。