温敏手性拆分膜的制备及拆分机理研究

摘要

随着对光学手性药物需求量的增加，手性分离技术迅速发展。获取光学纯手性药物的方法很多，但大多数方法存在拆分过程繁琐、成本高等缺点。近年来，手性拆分凝胶因其分离过程简单、分离效率高而广受关注。本研究制备了手性微凝胶，探讨了微凝胶的手性识别和拆分机理并且制备了具有手性识别和拆分能力的温敏手性分离膜PVDF-g-PNIPAAm/P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)。
　　首先，通过酰化反应，以L-苯丙氨酸乙酯盐酸盐为原料，与丙烯酰氯(AAc)反应合成手性单体L-苯丙氨酸乙酯丙烯酰胺(AAc-L-PheEt)，然后采用自由基共聚的方式，将AAc-L-PheEt和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚制备了手性微凝胶P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)等方法对手性单体和手性微凝胶的结构进行了表征;通过浊度法研究了手性微凝胶的温敏性能。研究结果表明，P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)手性微凝胶具有良好的温度敏感性，且温敏性随着共聚配比中手性单体含量的增加而明显减小。手性微凝胶能够特异性的识别和吸附D-苯丙氨酸，且手性单体质量比R=0.2的微凝胶对D-苯丙氨酸的吸附性能最好。
　　采用GROMACS分子模拟软件，通过P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)与苯丙氨酸分子间作用力及构象的分析，研究了手性微凝胶的手性识别机理。同时，通过对PNIPAAm分子链回转半径的研究分析了手性微凝胶的温敏性。研究结果表明，手性微凝胶与D-苯丙氨酸的相互作用力大于与L-苯丙氨酸之间的相互作用力，可以从理论上验证手性微凝胶P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)的手性识别和拆分机理。
　　以PVDF-g-NIPAAm为温敏成膜基质，通过相转化法制备出了PVDF-g-NIPAAm和手性微凝胶P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)的共混分离膜PVDF-g-PNIPAAm/P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)，并对其结构和性能进行了研究。研究结果表明，与PVDF-g-PNIPAAm膜表面相比，共混改性的手性分离膜表面出现微孔结构，共混膜具有良好的温敏性，且温敏性较PVDF-g-PNIPAAm膜显著。共混膜在25℃条件下对D-苯丙氨酸的吸附优于在45℃条件下。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 前言

1．1 引言

1．2 手性拆分

1．2．1 手性的定义

1．2．2 手性药物概述

1．2．3 苯丙氨酸

1．3 手性拆分方法

1．3．1 动力学拆分法

1．3．2 经典动力学拆分法

1．3．3 经典结晶法

1．3．4 经典化学拆分

1．3．5 生物拆分法

1．3．6 色谱拆分法

1．4．1 微凝胶概述

1．4．2 温敏微凝胶

1．5 手性拆分膜

1．5．1 手性拆分膜的分类

1．5．2 手性拆分膜的应用

1．6 手性识别机理的研究方法

1．6．1 分子对接

1．6．2 分子动力学模拟

1．6．3 分子动力学模拟的应用

1．7 本课题研究目的及研究内容

1．7．1 本课题研究目的及意义

1．7．2 本课题的研究内容

第二章 手性微凝胶的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验仪器和药品

2．2．1 实验药品

2．2．2 实验仪器

2．3 实验部分

2．3．1 手性单体的制备及提纯

2．3．2 手性单体的表征

2．3．4 手性微凝胶P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)的表征

2．4 结果与讨论

2．4．1 手性单体的FT-IR

2．4．2 手性单体的H1-NMR

2．4．3 手性微凝胶的FT-IR

2．4．4 手性微凝胶的H1-NMR

2．4．5 手性微凝胶的XPS

2．4．6 手性微凝胶的温敏性

2．4．7 手性微凝胶的吸附性能

2．4．8 手性微凝胶的手性选择性

2．5 本章小结

第三章 手性微凝胶拆分机理的模拟研究

3．1 引言

3．2 模拟的准备及方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 手性单体与苯丙氨酸相互作用机理

3．3．2 手性微凝胶的拆分机理

3．4 本章小结

第四章 共混手性分离膜的制备及性能研究

4．1 引言

4．2 实验仪器和药品

4．2．1 实验药品

4．2．2 实验仪器

4．3．3 PVDF-g-PNIPAAm的FT-IR测试

4．4 共混膜的制备

4．5 共混膜的结构表征及性能测试

4．5．3 共混膜的亲水性能测试

4．5．4 共混膜的水通量测试

4．5．5 共混膜的吸附性能测试

4．5．6 共混膜的吸附机理测试

4．6 结果与讨论

4．6．2 共混膜的FT-IR

4．6．3 共混膜的微观结构

4．6．4 共混膜的亲水性能

4．6．5 共混膜的水通量

4．6．6 共混膜的吸附性能

4．6．7 共混膜的吸附机理

4．7 本章小结

第五章 结论

参考文献

硕士生期间发表论文及科研情况

致谢