專利名稱：一種分子印跡聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分子印跡聚合物的一種新的制備方法。
背景技術(shù)：
分子印跡是近年來基于分子識(shí)別基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的功能聚合物合成技術(shù)，有時(shí)又被稱為模板合成。分子印跡聚合物(molecularimprinting polymer，MIP)內(nèi)部具有與模板分子相適配的空穴和基團(tuán)，即它對(duì)模板分子的立體結(jié)構(gòu)和形狀具有記憶功能，因而能選擇性地識(shí)別模板分子(K.Haupt，Chem.Commun.，2003，2171-178)。MIP的制備是由功能單體、印跡分子(亦稱模板分子)、及交聯(lián)劑，在致孔劑的存在下進(jìn)行共聚合，然后除去印跡分子與致孔劑而得到。由于MIP制備方便，適應(yīng)范圍廣以及成本較低等特點(diǎn)，引起人們愈來愈多的關(guān)注，并已在色譜填料、人工受體、模擬酶、催化劑、以及傳感器等領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。
然而，由于方法本身的局限性，MIP也存在著一些急需解決的問題。其中一個(gè)比較突出的問題是，除已成功的一些事例外，用現(xiàn)有的方法合成的MIP材料對(duì)印跡分子的選擇性時(shí)高時(shí)低，換言之，MIP材料有時(shí)選擇性較差，影響了分子印跡的成功率。
目前，分子印跡聚合物不論采用何種方法合成，選用的功能單體多是甲基丙烯酸(MAA)或4-乙烯吡啶(4-Vpy)。如Kempe等(M.Kempe and K.Mosbach，J.Chromatogr.A 1995，691317-323)以MAA為功能單體，EDMA為交聯(lián)劑，以芴甲氧羰基-L-苯丙氨酸(Fmoc-L-Phe-OH)為印跡分子合成的分子印跡聚合物的手性分離因子僅為1.36。
為了進(jìn)一步提高M(jìn)IP的選擇性，一種可行的思路是設(shè)計(jì)和合成與特定目標(biāo)分子有較強(qiáng)相互作用的新型功能單體(J.Matsui，O.Doblhoff Dierand T.Takeuchi，Anal.Chem.Acta 1997，343(1-2)1-4和H.Q.Zhang，W.Verboom and D.N.Reinhoudt，Tetrahedron Lett.2001，42(26)4413-4416)。然而，這種設(shè)計(jì)和合成的過程均相當(dāng)復(fù)雜。另一種思路是選用兩種不同性質(zhì)的單體如MAA和4-Vpy(O.Ramstrvm，L.Andersson and K.Mosbach.，J.org.Chem.1993，587562-7564.)或2-Vpy和丙烯酰胺(AM)(Z.H.Meng，L.M.Zhou，J.F.Wang，Q.H.Wang and D.Q.Zhu，biomed.Chromator.1999，13(6)389-393)等組成復(fù)合功能單體進(jìn)行分子印跡合成，以適應(yīng)與印跡分子上不同官能團(tuán)之間的相互作用，這一方法也取得了一定的效果。但是，僅通過兩種功能單體的復(fù)合來應(yīng)對(duì)任意的分子印跡體系，顯然是不夠的，想以此來獲得高效、普適的分子印跡聚合物，更難以奏效。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述局限性，本發(fā)明的目的是提供一種分子印跡聚合物的新的制備方法，即精細(xì)分子印跡聚合物(Fine molecular imprinting polymer，F(xiàn)MIP)合成法。
本發(fā)明采用組合化學(xué)的概念，在進(jìn)行分子印跡時(shí)，將多種具有不同性質(zhì)、不同側(cè)鏈基團(tuán)的單體，與印跡分子同置于一個(gè)適宜的環(huán)境中進(jìn)行預(yù)組裝。在維持這種預(yù)組裝狀態(tài)的前提下，引發(fā)多元共聚合并形成精細(xì)分子印跡聚合物。
進(jìn)行多元共聚，必然會(huì)遇到競聚率的問題。即在通常的自由基聚合反應(yīng)中，各種單體，尤其是活性較高的單體多傾向于與同類烯類單體分子聚合，而不是與其它烯類單體分子共聚合。這樣，在進(jìn)行前述精細(xì)分子印跡的多元共聚合時(shí)，必然難以按照預(yù)先預(yù)組裝分子的排列進(jìn)行共聚反應(yīng)，也就難以得到期待的精細(xì)分子印跡。為此，本發(fā)明中采用γ-射線輻射引發(fā)多元共聚以解決這一問題。
具體地說，本發(fā)明的制備方法是選用多種具有不同性質(zhì)、不同側(cè)鏈基團(tuán)的烯類單體，如甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、4-乙烯吡啶(4-Vpy)和丙烯酰胺(AM)等以及其它任意具有乙烯基且可進(jìn)行自由基聚合的單體配制成組合功能單體。它們的組合可為印跡分子提供多種多樣的適配選擇。
將選定的印跡分子(即模板分子)溶于適宜的溶劑中，然后加入組合功能單體以及交聯(lián)劑，如甲基丙烯酸乙二醇雙酯(EDMA)或二乙烯苯，必要時(shí)還需加入致孔劑，然后通入氮?dú)怛?qū)氧，于冰浴中，密封于封管或適宜容器中，置于輻射場內(nèi)完成輻射共聚合。輻射源是60Co或其它高能輻射源，以距輻射中心的距離和輻照時(shí)間來調(diào)節(jié)輻照強(qiáng)度。在不同輻照強(qiáng)度下聚合1-10小時(shí)，輻照總劑量為0.7-7.0kGy，可得棒型剛性聚合物?？瞻讓?duì)照聚合物除不加模板分子外，可按同樣方法制備。
本發(fā)明的制備方法簡單可靠，得到的分子印跡聚合物具有較強(qiáng)的分子識(shí)別特性，用于外消旋體的手性拆分能力要優(yōu)于常規(guī)方法制備的MIP。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)稱取0.387g芴甲氧羥基L-苯丙氨酸(Fmoc-L-Phe-OH)置于φ16×200mm硬質(zhì)玻璃封管中，加入15ml氯仿令其溶解，然后依次加入MAA0.6ml，EDMA 5ml，通入氮?dú)怛?qū)除氧，于冰浴中，在真空下封管后，置于輻射場內(nèi)完成輻射聚合。輻射源是60Co，聚合反應(yīng)2小時(shí)，輻照總劑量為5.0kGy，得棒型剛性聚合物。
(2)將(1)所述聚合物粉碎、研磨、過250目篩，用丙酮傾析掉細(xì)小粒子。手工干裝法裝入不銹鋼色譜柱中(150×4.6mm)，置于HPLC系統(tǒng)中，用含5％乙酸的甲醇溶液洗至基線平直。以外消旋體Fmoc-D，L-Phe-OH為樣品，含0.1％乙酸的氯仿溶液為流動(dòng)相，在0.2-0.5ml/min流速下，進(jìn)行色譜分離評(píng)價(jià)，測得手性分離因子為2.47。
實(shí)施例2(1)稱取0.387g Fmoc-L-Phe-OH置于φ16×200mm硬質(zhì)玻璃封管中，加入15ml氯仿令其溶解，然后依次加入MAA 0.3ml，4-Vpy 0.3ml，EDMA5ml，通入氮?dú)怛?qū)除氧，于冰浴中，在真空下封管后，置于輻射場內(nèi)完成輻射聚合。輻射源是60Co，聚合反應(yīng)2小時(shí)，輻照總劑量為5.0kGy，得棒型剛性聚合物。
(2)將(1)所述聚合物粉碎、研磨、過250目篩，用丙酮傾析掉細(xì)小粒子。手工干裝法裝入不銹鋼色譜柱中(150×4.6mm)，置于HPLC系統(tǒng)中，用含5％乙酸的甲醇溶液洗至基線平直。以外消旋體Fmoc-D，L-Phe-OH為樣品，含0.1％乙酸的氯仿溶液為流動(dòng)相，在0.2-0.5ml/min流速下，進(jìn)行色譜分離評(píng)價(jià)，測得手性分離因子為2.35。
實(shí)施例3(1)在φ16×200mm硬質(zhì)玻璃封管中，加入15ml氯仿，然后依次加入MAA 0.1ml、4-Vpy 0.1ml、MMA 0.1ml、BMA 0.1ml、HPMA 0.1ml、AM0.1g、EDMA 5ml，通入氮?dú)怛?qū)除氧，于冰浴中，在真空下封管后，置于輻射場內(nèi)完成單體輻射和本體聚合。輻射源是60Co，聚合反應(yīng)2小時(shí)，輻照總劑量為5.0kGy，得棒型剛性聚合物。
(2)將(1)所述聚合物粉碎、研磨、過250目篩，用丙酮傾析掉細(xì)小粒子。手工干裝法裝入不銹鋼色譜柱中(150×4.6mm)，置于HPLC系統(tǒng)中，用含5％乙酸的甲醇溶液洗至基線平直。以外消旋體Fmoc-D，L-Phe-OH為樣品，含0.1％乙酸的氯仿溶液為流動(dòng)相，在0.2-0.5ml/min流速下，進(jìn)行色譜分離評(píng)價(jià)，測得手性分離因子為1.02。
實(shí)施例4(1)稱取0.387g Fmoc-L-Phe-OH置于φ16×200mm硬質(zhì)玻璃封管中，加入15ml氯仿令其溶解，然后依次加入MAA 0.1ml、4-Vpy 0.1ml、MMA0.1ml、BMA 0.1ml、HPMA 0.1ml、AM 0.1g、EDMA 5ml，通入氮?dú)怛?qū)除氧，于冰浴中，真空下封管后，置于輻射場內(nèi)完成輻射聚合。輻射源是60Co，聚合反應(yīng)2小時(shí)，輻照總劑量為5.0kGy，得棒型剛性聚合物。
(2)將(1)所述聚合物粉碎、研磨、過250目篩，用丙酮傾析掉細(xì)小粒子。手工干裝法裝入不銹鋼色譜柱中(150×4.6mm)，置于HPLC系統(tǒng)中，用含5％乙酸的甲醇溶液洗至基線平直。以外消旋體Fmoc-D，L-Phe-OH為樣品，0.1％乙酸氯仿為流動(dòng)相，在0.2-0.5ml/min流速下，進(jìn)行色譜分離評(píng)價(jià)，測得手性分離因子為2.84。
實(shí)施例5(1)稱取0.387g Fmoc-L-Phe-OH置于φ16×200mm硬質(zhì)玻璃封管中，加入15ml氯仿令其溶解，然后依次加入MAA 0.1ml、4-Vpy 0.1ml、MMA 0.1ml、BMA 0.1ml、HPMA 0.1ml、AM 0.1g、EDMA 5ml，通入氮?dú)怛?qū)除氧，于冰浴中，在真空下封管后，置于輻射場內(nèi)完成輻射聚合。輻射源是60Co，聚合反應(yīng)2小時(shí)，輻照總劑量為5.0kGy，得棒型剛性聚合物。
(2)將(1)所述聚合物粉碎、研磨、過250目篩，用丙酮傾析掉細(xì)小粒子。手工干裝法裝入不銹鋼色譜柱中(150×4.6mm)，置于HPLC系統(tǒng)中，用含5％乙酸的甲醇溶液洗至基線平直。以外消旋體Fmoc-D，L-Phe-OH為樣品，含0.1％乙酸的氯仿溶液為流動(dòng)相，在0.2-0.5ml/min流速下，進(jìn)行色譜分離評(píng)價(jià)，測得手性分離因子為3.87。
上述實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明的制備方法作一具體描述，實(shí)際上本發(fā)明的創(chuàng)造性在于采用多種功能單體的混合物制備分子印跡聚合物。至于在制備中如何采用印跡分子已是本領(lǐng)域公知技術(shù)，為簡明起見，本發(fā)明在實(shí)施例中只列舉了芴甲氧羥基L-苯丙氨酸一種，然而能溶于有機(jī)溶劑、且分子中不含有可參與自由基聚合反應(yīng)的雙鍵結(jié)構(gòu)的化合物，如藥物、手性化合物、衍生氨基酸、維生素或農(nóng)藥均可作為印跡分子。這一點(diǎn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的。
權(quán)利要求
1.一種分子印跡聚合物的制備方法將0.5-5.0份的印跡分子溶于20-200份氯仿中，然后加入一種以上功能單體0.5-50.0份，以及12.5-75份的交聯(lián)劑，通入氮?dú)?，于冰浴中，真空狀態(tài)置于輻射源的輻照?qǐng)鰞?nèi)，輻照總劑量為0.7-7.0kGy，聚合反應(yīng)1-10小時(shí)，完成單體輻射和本體聚合；所述功能單體是甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、4-乙烯吡啶和丙烯酰胺；所述交聯(lián)劑為雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)烯類單體。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述輻射源是60Co或其它γ-射線。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，以距輻射中心的距離調(diào)節(jié)輻射強(qiáng)度。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酸乙二醇雙酯或二乙烯基苯。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述印跡分子為能溶于有機(jī)溶劑、且分子中不含有可參與自由基聚合反應(yīng)的雙鍵結(jié)構(gòu)的化合物。
6.如權(quán)利要求1或5所述的制備方法，其特征在于，所述印跡分子為藥物、手性化合物、衍生氨基酸、維生素或農(nóng)藥。
全文摘要
一種分子印跡聚合物的制備方法，將0.5－5.0份的模板分子溶于20－200份氯仿中，然后加入一種或二至六種單體混合物0.5－50.0份，以及12.5－75份的交聯(lián)劑甲基丙烯酸乙二醇雙酯(EDMA)，通入氮?dú)?，于冰浴中，真空狀態(tài)下置于輻射場內(nèi)完成單體輻射和本體聚合。輻射源是
文檔編號(hào)C08F20/00GK1718593SQ20041006911
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者趙睿, 陳志勇, 劉祥軍, 劉國詮 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所