【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配位配合物，具体涉及一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体及其制备方法。
技术介绍
1、配位聚合物(可称为配合物或络合物)是通过将过渡金属，比如co、zn、cu 等，和有机配体自组装获得的无机-有机杂化材料。配合物由于这种特殊构成方式，不仅结合了无机材料的优势，如高耐火性、质轻、环保，还具备有机材料的特点，例如多孔性和良好的可设计性。配位体(简称配体)根据配位原子数分为单齿和多齿，单齿配体有一个配位原子，可直接与中心原子配位；多齿配体有两个或以上配位原子，可以和中心原子形成多样的配位方式，例如螯合配位。
2、中国专利技术专利（公开号为cn103724365a）公开了一种基于半刚性双吡啶双酰胺有机配体和对苯二甲酸的过渡金属配合物及其合成方法和应用，该专利技术采用半刚性的双吡啶双酰胺配体n,n'-双(3-吡啶酰胺基)-1,2-环己烷作为中性有机胺配体，不仅仅吡啶氮原子与金属离子配位，而且酰胺氧原子也是潜在的配位点，并由于酰胺基团的引入增加了配体的亲水性，加快了合成过渡金属配合物时的结晶过程，缩短了合成周期，恒温时间缩短，耗电降低。但是该专利技术仍未解决双吡啶双酰胺有机配体应用于土壤肥料时，无法有效调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用，从而限制双吡啶双酰胺有机配体的使用。
3、因此，亟需一种双吡啶双酰胺有机配体，通过对原料组分进行功能化，并引入改性组分，在提高土壤脲酶活性的同时，有效降低土壤硝酸还原酶。
技术实现思路
1、本专利技术的目的
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：以重量份计，将20~25份4,4'-二苯乙烯二羧酸和12~15份n-氯代丁二酰亚胺加入到40~50份二氯甲烷中，搅拌10~20min，然后加入2~4份三氟乙酸搅拌反应12~24h得到反应混合物，将所述反应混合物倒入冰水中，用有机溶剂进行萃取，干燥，浓缩，重结晶，得到氯化的4,4'-二苯乙烯二羧酸；
5、步骤s2：以重量份计，将6~8份所述氯化的4,4'-二苯乙烯二羧酸、4~6份吡啶类化合物和0.2~0.5份量子点材料加入到60~70份吡啶中，搅拌30~60min，然后加入14~16份亚磷酸三苯酯，升温至110~120℃，回流10~12h后冷却，静置，抽滤收集固体，用无水乙醇洗涤，干燥，获得调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体。
6、氯化的4,4'-二苯乙烯二羧酸可以为微生物提供氯元素，促进微生物的生长和代谢，借助微生物活性的提升可以间接提高脲酶活性；同时氯元素可以与土壤中的金属离子形成可溶性络合物，增加这些金属离子的生物可利用性，保证金属离子能作为脲酶活性的重要辅助因子。
7、作为一种优选的方案，步骤s1中所述有机溶剂为乙醚或乙酸乙酯。
8、作为一种优选的方案，步骤s2中所述吡啶类化合物为含卤素吡啶类化合物。
9、作为一种优选的方案，所述含卤素吡啶类化合物为2-氟-3-氨基-4-甲基吡啶和2-溴-3-氨基-4-甲基吡啶。
10、作为一种优选的方案，所述2-氟-3-氨基-4-甲基吡啶和2-溴-3-氨基-4-甲基吡啶的质量比为（1~2）：1。
11、吡啶类化合物中的卤素可以与硝化酶的关键氨基酸残基结合，干扰酶的活性位点，从而降低硝化酶的活性；同时卤素还可以干扰硝化细菌的细胞膜结构和功能，抑制其生长和代谢，综合作用影响硝化细菌的活性，抑制硝化作用。
12、作为一种优选的方案，步骤s2中所述量子点材料为含巯基硫量子点。
13、作为一种优选的方案，所述含巯基硫量子点的制备方法包括：以重量份计，将5~10份硫量子点分散在40~50份去离子水中得到硫量子点混合液，然后将所述硫量子点混合液进行等离子体处理，等离子体处理完成后向硫量子点混合液加入1~3份巯基乙酸和0.2~0.5份1-羟基苯并三唑，搅拌反应2~4h，反应完成后离心，洗涤，干燥，得到含巯基硫量子点。
14、作为一种优选的方案，所述硫量子点的制备方法包括：以重量份计，将4~6份氢氧化钠和3~5份聚乙二醇加入到40~50份去离子水中，搅拌均匀后加入1~2份硫粉，在70~75℃的条件下搅拌2~4h得到橙红色溶液；使用蠕动泵将空气通入到所述橙红色溶液并继续反应20~24h，反应结束后滴加10~12份质量浓度35％的过氧化氢溶液反应40~60min，反应完成后冷却至室温得到浅黄色溶液，透析，旋蒸，冻干，得到硫量子点。
15、作为一种优选的方案，所述硫粉的平均粒径为0.5μm。
16、含巯基硫量子点表面的电荷可以与土壤中带正电的金属离子通过静电吸引作用形成络合物，通过络合物形式提高土壤脲酶对金属离子的使用率，从而提高土壤脲酶的活性。
17、本专利技术第二方面提供了一种如第一方面所述的制备方法制备得到的调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体。
18、与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果为：
19、1、本专利技术的硫量子点的巯基与硝化酶的关键氨基酸残基形成共价键，干扰硝化酶的活性位点，而吡啶类化合物中的卤素则能与硝化酶的活性位点结合，进一步降低硝化酶的活性，从而抑制硝化作用。
20、2、本专利技术氯化的4,4'-二苯乙烯二羧酸可以为微生物提供氯元素，促进微生物的生长和代谢，借助微生物活性的提升可以间接提高脲酶活性；同时氯元素可以与土壤中的金属离子形成可溶性络合物，增加这些金属离子的生物可利用性，保证金属离子能作为脲酶活性的重要辅助因子。
21、3、本专利技术吡啶类化合物中的卤素可以与硝化酶的关键氨基酸残基结合，干扰酶的活性位点，从而降低硝化酶的活性；同时卤素还可以干扰硝化细菌的细胞膜结构和功能，抑制其生长和代谢，综合作用影响硝化细菌的活性，抑制硝化作用。
22、4、本专利技术含巯基硫量子点表面的电荷可以与土壤中带正电的金属离子通过静电吸引作用形成络合物，通过络合物形式提高土壤脲酶对金属离子的使用率，从而提高土壤脲酶的活性。
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1.一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述有机溶剂为乙醚或乙酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述吡啶类化合物为含卤素吡啶类化合物。
4.根据权利要求3所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述含卤素吡啶类化合物为2-氟-3-氨基-4-甲基吡啶和2-溴-3-氨基-4-甲基吡啶。
5.根据权利要求4所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述2-氟-3-氨基-4-甲基吡啶和2-溴-3-氨基-4-甲基吡啶的质量比为（1~2）：1。
6.根据权利要求1所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述量子点材料为含巯基硫量子
7.根据权利要求6所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述含巯基硫量子点的制备方法包括：以重量份计，将5~10份硫量子点分散在40~50份去离子水中得到硫量子点混合液，然后将所述硫量子点混合液进行等离子体处理，等离子体处理完成后向硫量子点混合液加入1~3份巯基乙酸和0.2~0.5份1-羟基苯并三唑，搅拌反应2~4h，反应完成后离心，洗涤，干燥，得到含巯基硫量子点。
8.根据权利要求7所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述硫量子点的制备方法包括：以重量份计，将4~6份氢氧化钠和3~5份聚乙二醇加入到40~50份去离子水中，搅拌均匀后加入1~2份硫粉，在70~75℃的条件下搅拌2~4h得到橙红色溶液；使用蠕动泵将空气通入到所述橙红色溶液并继续反应20~24h，反应结束后滴加10~12份质量浓度35％的过氧化氢溶液反应40~60min，反应完成后冷却至室温得到浅黄色溶液，透析，旋蒸，冻干，得到硫量子点。
9.根据权利要求8所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述硫粉的平均粒径为0.5μm。
10.一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体，其特征在于，根据权利要求1~9中任意一项所述制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述有机溶剂为乙醚或乙酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述吡啶类化合物为含卤素吡啶类化合物。
4.根据权利要求3所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述含卤素吡啶类化合物为2-氟-3-氨基-4-甲基吡啶和2-溴-3-氨基-4-甲基吡啶。
5.根据权利要求4所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，所述2-氟-3-氨基-4-甲基吡啶和2-溴-3-氨基-4-甲基吡啶的质量比为（1~2）：1。
6.根据权利要求1所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述量子点材料为含巯基硫量子点。
7.根据权利要求6所述的一种调节土壤脲酶活性和抑制硝化作用的双吡啶双酰胺有机配体的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玲莉，石元亮，段文龙，张蕾，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：
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