專利名稱：拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法。
背景技術(shù)：
氨基酸在自然界普遍存在，是組成蛋白質(zhì)的基本單元，且存在于生命體內(nèi)的游離態(tài)氨基酸在機(jī)體的代謝與機(jī)能調(diào)節(jié)中也發(fā)揮著很重要的作用。具有生物活性的天然氨基酸均為L-型，而化學(xué)合成制備的氨基酸則一般為DL-型的外消旋體，這兩張氨基酸對映體的生理作用迥然不同，它們的生物活性與生物體內(nèi)的手性環(huán)境(酶、激素、受體、抗體等)密切相關(guān)。氨基酸對映體的拆分在生命科學(xué)的研究中具有十分重要的意義，同時，隨著氨基酸在藥物合成、食品與飼料工業(yè)、日用化工品等領(lǐng)域中應(yīng)用的快速發(fā)展，對化學(xué)合成的氨基酸進(jìn)行手性分離，制備光學(xué)純的氨基酸顯得越來越重要。目前，分離氨基酸對映體的方法主要有結(jié)晶法(經(jīng)典法)、酶法、化學(xué)拆分法、膜分離法及色譜法(包括氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、毛細(xì)管電泳(CE)法及手性配基交換色譜(CLCE)等法)。上述幾種非色譜方法，有的適用范圍窄；有的步驟繁多、處理效率低；有的則成本高，放大過程成本昂貴；而各種色譜法，但都局限于分析化學(xué)領(lǐng)域，難以達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。因此，在氨基酸對映體的拆分方面，仍然存在成本高、分離效果查以及難以達(dá)到規(guī)?；蛛x等問題。分子印跡聚合物(Molecular Imprinted Polymer，MIPs)是被精心裁制的一類功能聚合物材料，其內(nèi)部分布有大量模板分子的印跡空穴，這些印跡空穴與模板分子在尺寸大小、空間結(jié)構(gòu)、結(jié)合位點等方面高度地相匹配，使得分子印跡聚合物對模板分子具有特異的識別選擇性與優(yōu)良的結(jié)合親和性，被人們稱為人工抗體或人工接受器。目前，分子印跡聚合物已被廣泛地用于各種高科技領(lǐng)域，尤其在物質(zhì)的分離、純化與富集濃縮領(lǐng)域，以分子印跡聚合物為固體吸附劑的分子印跡固相萃取法(MIPSPE)應(yīng)運而生，得到了廣泛的應(yīng)用。在手性氨基酸的拆分領(lǐng)域，雖然分子印跡聚合物也受到了很大關(guān)注，已有若干研究，但在這方面存在兩個明顯的局限(1)制備印跡聚合物的方法大多為包埋法，所制得的印跡聚合物的性能較差；( 印跡聚合物目前大多只用作為色譜固定相，用來研究氨基酸對映體的分離分析，其性能還遠(yuǎn)不能達(dá)到固相萃取劑的水平，無法實現(xiàn)對氨基酸對映體進(jìn)行規(guī)?；墓滔噍腿　?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決手性氨基酸的拆分效率低，且難以達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的問題，而提供了一種拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法。本發(fā)明利用表面接枝有聚二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)的功能接枝微粒 PDMAEMAS/Si02與酸性氨基酸分子之間的強(qiáng)靜電與氫鍵相互作用，采用新型表面印跡方法， 實施了對映體L-天冬氨酸(L-Asp)的分子印跡，制得了印跡材料MIP_PDMAEMA/Si02，以D-天冬氨酸(D-Asp)為比照，深入研究了印跡材料MIP-PDMAEMA/Sih對模板分子L-Asp 的分子識別特性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法，包括以下步驟(1)、硅膠表面化學(xué)改性將10_15g活化硅膠加入到100_150ml水溶劑中，并加入 10-15ml的偶聯(lián)劑甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，在50°C下反應(yīng)20-24h，抽濾后的產(chǎn)物用乙醇反復(fù)洗滌，真空干燥，制得經(jīng)表面改性的硅膠微粒MPS-SiO2 ；(2)、硅膠微粒表面化學(xué)接枝聚甲基丙烯酸在四口燒瓶中加入1-1. 5g改性的硅膠微粒MPS-SiO2,再加入80-100mL水和4_5mL單體DMAEMA，通氮氣30min，以排除體系中的空氣，然后將體系的溫度升至40°C，加入引發(fā)劑過硫酸銨，在75°C下進(jìn)行接枝聚合反應(yīng) 10-1 1，抽濾，得到接枝微粒DMAEMA/Si02，再在索氏抽提器中用乙醇抽提Mh，以除去物理吸附在接枝微粒表面的聚合物，然后進(jìn)行真空干燥；(3)、硅膠微粒表面分子印跡材料的制備稱取1-1. 5g接枝微粒DMAEMA/Si02，置于2000mL濃度為0. 2-0. 3g/L的L-Asp水溶液中，調(diào)節(jié)體系的pH值，使pH = 4，然后置于恒溫振蕩器中，恒溫振蕩2. 5h,使接枝的DMAEMA充分溶脹，并使接枝微粒對L-Asp的吸附達(dá)到飽和，濾出微粒，真空干燥，然后將2. 5g飽和吸附了 L-Asp的接枝微粒置于濃度為0. 24g/L 的L-Asp的水和乙醇混合溶劑中，水和乙醇的體積比為7 3，調(diào)節(jié)體系的pH值，使pH = 4，加入0. 1-0. 12mL的二氯乙醚，在35°C下攪拌20_24h，反應(yīng)結(jié)束后，用氫氧化鈉溶液反復(fù)洗滌，除去模板分子L-Asp，再用蒸餾水洗滌，抽濾，真空干燥，即得L-Asp分子表面印跡材料 MIP_PDMAEMA/Si02。所述硅烷偶聯(lián)劑也可以為三甲氧基烯丙基硅烷或三甲氧基乙烯基硅烷。所述的引發(fā)劑過硫酸銨的加入量為單體質(zhì)量的1-1. 2%。制備表面印跡材料MIP-PDMAEMA/Si02的制備過程如

圖1所示。效果證明實驗一首先使用L-Asp分子表面印跡材料MIP_PDMAEMA/Si02，對外消旋體D，L-Asp溶液進(jìn)行拆分實驗(即競爭吸附實驗)，以考察其對L-Asp分子的識別特性及對兩種對映體的拆分能力配制濃度約為0. Mg/L的D，L-Asp溶液(旋光度為零)，取25mL溶液于具塞錐形瓶中，加入約0. 02g的印跡材料MIP_PDMAEMA/Si02，在恒溫振蕩器中振蕩2. 5h，使吸附達(dá)到平衡，離心分離，采用紫外分光光度法測定上清液中天冬氨酸的總平衡濃度，并用旋光儀測定上清液的旋光度與比旋光度。再用公式(1)計算出溶液中L-Asp與D-Asp的平衡濃度， 然后按公式(2)，計算L-Asp與D-Asp的分配系數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)、硅膠表面化學(xué)改性將10-15g活化硅膠加入到100-150ml水溶劑中，并加入 10-15ml的偶聯(lián)劑甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，在50°C下反應(yīng)20-24h，抽濾后的產(chǎn)物用乙醇反復(fù)洗滌，真空干燥，制得經(jīng)表面改性的硅膠微粒MPS-SW2 ；(2)、硅膠微粒表面化學(xué)接枝聚甲基丙烯酸在四口燒瓶中加入1-1.5g改性的硅膠微粒MPS-SiO2,再加入80-100mL水和4_5mL單體DMAEMA，通氮氣30min，以排除體系中的空氣， 然后將體系的溫度升至40°C，加入引發(fā)劑過硫酸銨，在75°C下進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)10-1池， 抽濾，得到接枝微粒DMAEMA/Si02，再在索氏抽提器中用乙醇抽提Mh，以除去物理吸附在接枝微粒表面的聚合物，然后進(jìn)行真空干燥；(3)、硅膠微粒表面分子印跡材料的制備稱取l_1.5g接枝微粒DMAEMA/Si02，置于 2000mL濃度為0. 2-0. 3g/L的L-Asp水溶液中，調(diào)節(jié)體系的pH值，使pH = 4，然后置于恒溫振蕩器中，恒溫振蕩2. 5h,使接枝的DMAEMA充分溶脹，并使接枝微粒對L-Asp的吸附達(dá)到飽和，濾出微粒，真空干燥，然后將2. 5g飽和吸附了 L-Asp的接枝微粒置于濃度為0. 24g/L的 L-Asp的水和乙醇混合溶劑中，水和乙醇的體積比為7 3，調(diào)節(jié)體系的pH值，使pH = 4， 加入0. 1-0. 12mL的二氯乙醚，在35°C下攪拌20-24h，反應(yīng)結(jié)束后，用氫氧化鈉溶液反復(fù)洗滌，除去模板分子L-Asp，再用蒸餾水洗滌，抽濾，真空干燥，即得L-Asp分子表面印跡材料 MIP-PDMAEMA/Si02O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法，其特征是所述硅烷偶聯(lián)劑也可以為三甲氧基烯丙基硅烷或三甲氧基乙烯基硅烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法，其特征是所述的引發(fā)劑過硫酸銨的加入量為單體質(zhì)量的1-1. 2%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種拆分手性天冬氨酸的新材料的制備方法，用解決目前分離L-Asp困難效率低的問題，包括以下步驟硅膠微粒的活化；硅膠微粒表面化學(xué)鍵連含雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑；硅膠微粒表面化學(xué)接枝聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯；硅膠微粒表面分子印跡聚合物的制備。本發(fā)明以硅膠微粒為載體，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯作為接枝于微粒或微球表面的功能大分子材料，以二鹵乙醚為交聯(lián)劑，制得了對L-Asp分子結(jié)合速度快、識別選擇性強(qiáng)、結(jié)合容量高的表面印跡材料，所述方法制備的表面印跡材料適合于工業(yè)化生產(chǎn)的要求，材料利用率高，成本低，對L-Asp分子具有很好的選擇性與識別和結(jié)合性。
文檔編號B01D15/08GK102225989SQ201110101448
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者安富強(qiáng), 杜瑞奎, 高保嬌 申請人:中北大學(xué)