一種親水性手性拆分聚砜膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子膜材料【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種親水性手性拆分聚砜膜及其制備方法和應(yīng)用。該方法包含以下具體步驟：將1～10重量份功能性共混添加劑，3～30重量份致孔劑，10～100重量份聚砜，溶解于100～500重量份有機(jī)溶劑中，得到鑄膜液；將鑄膜液傾倒在玻璃板上，刮制均勻；靜置后，將玻璃板浸泡于凝固浴中成膜，再放入水中浸泡，取出真空干燥，得到親水性聚砜膜；把親水性聚砜膜浸泡于含有1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的磷酸鹽緩沖液中，取出再置于含有氨基環(huán)糊精的磷酸鹽緩沖液中反應(yīng)，得到可用于分離外消旋體中的親水性手性拆分聚砜膜。
【專利說明】一種親水性手性拆分聚砜膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子膜材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種親水性手性拆分聚砜膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]分子式相同，構(gòu)造式也相同，只是因為原子在空間上的排列不同而使兩種異構(gòu)體互為實物和鏡像的關(guān)系或左手和右手的關(guān)系。物質(zhì)的這種特性，稱之為手性。手性是自然界的一種普遍現(xiàn)象，構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)如氨基酸、糖類等都是手性分子。
[0003]當(dāng)一個手性化合物進(jìn)入生命體時，它的兩個對映異構(gòu)體通常會表現(xiàn)出不同的生物活性。分子藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，含有手性因素的化學(xué)藥物對映體，在人體內(nèi)的藥理活性、代謝過程和毒性存在著顯著差異。在通常情況下，只有一個對映體具有藥理作用，而另一個對映體不僅無藥理作用，還會產(chǎn)生一定副作用。近年來手性化合物在藥物、食品、香料、建筑等諸多領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色，因此，光學(xué)純藥物需求與日俱增，所以，物質(zhì)的手性合成和分離等，對人類來講具有不可輕視的重大意義。
[0004]然而，手性源合成法合成路線步驟繁多，產(chǎn)物成本高昂；不對稱合成面臨產(chǎn)率低、成本高和手性源制約的挑戰(zhàn)。比較而言，混旋體拆分在獲取單手性物質(zhì)種類、數(shù)量以及成本等方面均具優(yōu)勢。傳統(tǒng)手性拆分技術(shù)(結(jié)晶法、化學(xué)法、萃取法、色譜法等)多存在處理量少、操作較繁瑣、成本高和拆分對象窄限制。而膜法拆分具有低成本、低能耗、連續(xù)不斷運(yùn)轉(zhuǎn)模式和易于規(guī)模化等優(yōu)點，被普遍認(rèn)為是進(jìn)行大規(guī)模手性拆分非常有潛力的方法之一，具有良好的應(yīng)用前景。因此，手性拆分膜技術(shù)引起了國內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注，并成為膜學(xué)界研究的新熱點。
[0005]制備具備手性分子分離功能的膜，需要對膜進(jìn)行改性，改性的方法有很多。比如共混，復(fù)合，化學(xué)改性，引發(fā)接枝，光照輻射接枝，低溫等離子接枝，酶引發(fā)接枝等。共混法相對于其他方法來說，在改性后的流量，可再生性，環(huán)保性，成本性上具備優(yōu)勢，尤其是簡單操作性上具有明顯的優(yōu)勢。但是普通的共混膜，由于共混部分與膜基材作用力不夠，在使用過程中很容易流逝，導(dǎo)致膜的手性拆分性能逐漸減弱，使用效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種親水性手性拆分聚砜膜的制備方法。本發(fā)明采用兩親性分子刷與膜基材通過相轉(zhuǎn)移法共混制膜，在水中成膜時親水的側(cè)鏈可以隨著水相流動而組裝在膜孔和膜表面位置，另一個側(cè)鏈可以與膜基材互容，在成膜過程中與基材相容、糾纏，類似與“錨”將分子刷固定在膜上。這樣的膜，分子刷添加量少，即可得到很好的親水效果，并且使用穩(wěn)定，分子刷并不會隨著使用而逐漸流失，同時在膜孔和膜表面引入了官能團(tuán)，以便進(jìn)一步引入手性識別位點。接著通過酯化等化學(xué)反應(yīng)，讓手性識別體與在膜孔分布的“-C00H”進(jìn)行反應(yīng)，從而得到手性識別位點精確固定在膜表面和膜孔位置的手性拆分膜。[0007]本發(fā)明另一目的在于提供上述方法制備的親水性手性拆分聚砜膜。
[0008]本發(fā)明再一目的在于提供上述親水性手性拆分聚砜膜在分離外消旋體中的應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn):
[0010]一種親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，包含以下具體步驟:
[0011](I)將I?10重量份功能性共混添加劑，3?30重量份致孔劑，10?100重量份聚砜，溶解于100?500重量份有機(jī)溶劑中，得到鑄膜液。
[0012](2)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，刮制均勻。
[0013](3)靜置后，將玻璃板浸泡于凝固浴中成膜，再放入水中浸泡，取出真空干燥，得到親水性聚砜膜。
[0014](4)把親水性聚砜膜浸泡于含有1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的磷酸鹽緩沖液中，取出再置于含有氨基環(huán)糊精的磷酸鹽緩沖液中反應(yīng)，得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0015]本發(fā)明使用EDC和NHS活化親水性聚砜膜上的羧基，使其形成活潑的配體，以便與氨基環(huán)糊精更好的反應(yīng)。
[0016]步驟(I)所述的功能性共混添加劑指PSF-g-(PMMA-r-PAA)、PSF-g- (PMMA-r-PMAA)、PSF-g- (PnBA-r-PAA)和 PSF-g- (PnBA-r-PMAA)中的至少一種。
[0017]其中，PSF即聚砜，PMMA即聚甲基丙烯酸甲酯，PAA即聚丙烯酸，PMAA即聚甲基丙烯酸，PnBA即聚丙烯酸正丁酯醚。
[0018]步驟(I)所述的致孔劑指聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一種。
[0019]步驟(I)所述聚砜的剪切分子量為10000?50000Da。
[0020]優(yōu)選地，所述聚砜指德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da。
[0021]步驟(I)所述的有機(jī)溶劑指二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)和氮-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一種。
[0022]步驟(3)所述的凝固浴指DMF/水、DMAc/水和NMP/水混合溶液中的至少一種。
[0023]所述DMF/水中DMF和水的體積比為(O?90): (100?10);
[0024]所述DMAc/水中DMAc和水的體積比為(O?90): (100?10);
[0025]所述NMP/水中NMP和水的體積比為(O?90): (100?10)
[0026]優(yōu)選地，步驟(3)中所述靜置指暴露在空氣中靜置30?90s。
[0027]優(yōu)選地，步驟(3)中所述凝固浴的溫度為20?75°C。
[0028]優(yōu)選地，步驟(3)中所述浸泡于凝固浴中的時間為2?300min。
[0029]優(yōu)選地，步驟(3 )中所述放入水中浸泡的時間為2h。
[0030]步驟(4)中所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽的濃度為50?100mmol/L ;所述N-輕基琥拍酰亞胺的濃度為15?50mmol/L。
[0031]優(yōu)選地，步驟(4)中所述浸泡的時間為30?120min。
[0032]優(yōu)選地，步驟(4)中所述氨基環(huán)糊精的濃度為I?5g/L。
[0033]優(yōu)選地，步驟(4)中所述反應(yīng)的時間為12?48h。
[0034]優(yōu)選地，步驟(4)所述置于含有氨基環(huán)糊精的磷酸鹽緩沖液之前，利用純水對親水性聚砜膜進(jìn)行沖洗。[0035]所述功能性共混添加劑由以下方法制備得到:
[0036](I)制備含疊氮的聚砜主鏈P(SF-N3)；
[0037](2)利用ATRP法合成側(cè)鏈，分別得到末端含炔基的親水側(cè)鏈和親油側(cè)鏈；
[0038](3)將含疊氮的聚砜主鏈P(SF-N3)在催化劑作用下，與上述親水側(cè)鏈和親油側(cè)鏈進(jìn)行一步“疊氮-炔基”點擊化學(xué)反應(yīng)，合成二元分子刷，得到功能性共混添加劑。
[0039]當(dāng)步驟(2)合成末端含炔基的親水側(cè)鏈時，所述合成側(cè)鏈的聚合物為PAA或PMAA，聚合度為50?150。
[0040]當(dāng)步驟(2)合成末端含炔基的親油側(cè)鏈時，所述合成側(cè)鏈的聚合物為PMMA或ΡηΒΑ，聚合度為50?150。
[0041]步驟(3)所述催化劑指以下組合中的一種:硫酸銅與抗壞血酸鈉、溴化亞銅與五甲基二乙烯三胺、溴化亞銅與2，2’ -聯(lián)吡啶。
[0042]上述方法制備的親水性手性拆分聚砜膜。
[0043]上述親水性手性拆分聚砜膜在分離外消旋體中的應(yīng)用。
[0044]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0045]本發(fā)明采用兩親性接枝共聚物與聚砜共混，通過相轉(zhuǎn)移法制膜，在溶劑/水組成的梯度凝固浴中逐漸組裝成膜，疏水鏈段將分子刷固定在膜上，而凝固浴中水引導(dǎo)親水性的羧基在膜表面和膜孔位置進(jìn)行聚集，從而提高聚砜膜的親水性能，通過把親水性聚砜膜浸泡到手性識別體溶液中，利用親水基團(tuán)與識別體基團(tuán)反應(yīng)，在膜上引入牢固的手性識別位點，得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0046]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及有益效果:
[0047](I)本發(fā)明通過將兩親性二元分子刷與膜基材共混，由相轉(zhuǎn)移法得到在膜表面和膜孔分布親水官能團(tuán)的膜。通過調(diào)節(jié)二元分子刷的親/疏水側(cè)鏈的長度和比例，可達(dá)到對膜孔結(jié)構(gòu)和膜親水性的可控。
[0048](2)本發(fā)明通過加入少量的分子刷即可達(dá)到有效提高膜親水性的效果，不破壞基體膜的結(jié)構(gòu)，不影響膜使用性能。而且，親水膜性能穩(wěn)定，分子刷與膜之間作用力牢固，并不會隨著使用時間延長而逐漸流失。
[0049](3)本發(fā)明通過把親水性聚砜膜浸泡到手性識別體溶液中，利用親水基團(tuán)與識別體基團(tuán)反應(yīng)，在膜上引入牢固的手性識別位點，得到親水性手性拆分聚砜膜，為惰性膜改性提供了可能。
【具體實施方式】
[0050]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0051]實施例1:
[0052]功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PAA)的制備
[0053]主鏈P (SF-N3)的合成:將I重量份聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)溶解于20重量份的CH2Cl2中，依次加入0.8重量份多聚甲醛，0.0lml SnCl4和2ml (CH3)3SiCl在50°C下回流冷凝攪拌72小時。反應(yīng)完畢后，將其沉淀于甲醇中，過濾，溶解于三氯甲烷中再沉淀于甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-CH2Cl)。再取I重量份P(SF-CH2Cl)與5重量份NaN3在DMF溶液中室溫下反應(yīng)12h，反應(yīng)完畢后沉淀與甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-N3)。
[0054]親水側(cè)鏈的合成:取80重量份丙烯酸(AA)、80重量份甲苯、I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、I重量份CuBr及I重量份PMDETA，在氮氣保護(hù)下80°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)5小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為50的PAA-C = CH。
[0055]親油側(cè)鏈的合成:取I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、250重量份MMA (甲基丙烯酸甲酯)、250重量份二苯醚、I重量份CuBr及I重量份PMDETA (阿拉丁試劑有限公司)，在氮氣保護(hù)下90°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)2小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為150的PMMA-C = CH。
[0056]功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PAA)的合成:
[0057]取10 重量份 PSF-N3,10 重量份 PAA-C = CH, 10 重量份 PMMA-C = CH, 500 重量份DMF，I重量份CuBr與2重量份PMDETA，在常溫下反應(yīng)24小時，得到功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PAA)。
[0058]氨基-β -環(huán)糊精的制備
[0059]將12.0g@ -環(huán)糊精加入到IOOmL的蒸餾水中，將1.32g NaOH溶于4mL水中，滴加到β -環(huán)糊精溶液中，原本的懸浮液逐漸變得均一。再將2.24g對甲苯磺酰氯溶于SmL的乙腈中，滴加到環(huán)糊精的溶液里，出現(xiàn)白色沉淀，在25°C下反應(yīng)2h后，放置于4°C下過夜。過濾得到白色固體，用乙醚浸泡后，過濾用熱水洗滌兩次，真空下干燥，得到中間體6-甲苯磺?；?β -環(huán)糊精。再取1.0g6-甲苯磺?；?β -環(huán)糊精與IOg的乙二胺反應(yīng)，在70°C下回流反應(yīng)4h，得到的溶液用一定量甲醇稍稀釋后，沉淀于乙腈溶液中，得到白色固體，于真空下干燥過夜，得到氨基-β -環(huán)糊精。
[0060]實施例2:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0061 ] (I)功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PAA)的制備同實施例1。
[0062](2)將I重量份功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PAA)，5重量份PVP5000 (阿拉丁試劑有限公司)，20份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于150重量份NMP中(阿拉丁試劑有限公司)，制備得到鑄膜液。
[0063](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為150 μ m，刮制均勻。
[0064](4)在空氣中靜置30s后，將玻璃板浸入20°C的DMF/H20=90/10的混合溶劑中，浸泡2min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0065](5)將25mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為50mmol/L的EDC和15mmol/L的NHS的PBS緩沖液中30min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精濃度為lg/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)12h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0066]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為150L.m_2.h—1，水接觸角為45°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為26%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為31%。
[0067]實施例3:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0068](I)功能性共混添加劑PSF-g- (PMMA-r-PAA)的制備同實施例1。
[0069](2)將2重量份功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PAA)，8重量份PEG2000 (阿拉丁試劑有限公司)，80重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于300重量份DMF中，制備得到鑄膜液。
[0070](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為100 μ m，刮制均勻。[0071](4)在空氣中靜置60s后，將玻璃板浸入50°C的DMAc/H20=50/50的混合溶劑中，浸泡60min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0072](5)將50mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為80mmol/L的EDC和20mmol/L的NHS的PBS緩沖液中60min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精濃度為2g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)24h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0073]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為120L.m2.h—1，水接觸角為52°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為17%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為21%。
[0074]實施例4:
[0075]功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PMAA)的制備[0076]主鏈P (SF-N3)的合成:將3重量份聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)溶解于120重量份的CH2Cl2中，依次加入3重量份多聚甲醒，0.04ml SnCl4和7ml (CH3)3SiCl在50°C下回流冷凝攪拌72小時。反應(yīng)完畢后，將其沉淀于甲醇中，過濾，溶解于三氯甲烷中再沉淀于甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-CH2Cl)。再取I重量份P(SF-CH2Cl)與7重量份NaN3在DMF溶液中室溫下反應(yīng)24h，反應(yīng)完畢后沉淀與甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-N3)。
[0077]親水側(cè)鏈的合成:取270重量份甲基丙烯酸(MAA)、270重量份甲苯、I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、I重量份CuBr及I重量份PMDETA，在氮氣保護(hù)下80°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)5小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為150的PMAA-C = CH。
[0078]親油側(cè)鏈的合成:取I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、80重量份MMA (甲基丙烯酸甲酯)、80重量份二苯醚、I重量份CuBr及I重量份PMDETA (阿拉丁試劑有限公司)，在氮氣保護(hù)下90°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)2小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為50的PMMA-C = CH。
[0079]功能性共混添加劑PSF-g- (PMMA-r-PMAA)的合成:取10重量份PSF-N3, 30重量份PMMA-C = CH, 50重量份PMAA-C = CH, 300重量份DMF，I重量份CuS04與5重量份抗壞血酸鈉，在常溫下反應(yīng)24小時，得到功能性共混添加劑PSF-g-(PMMA-r-PMAA)。
[0080]氨基-β -環(huán)糊精的制備
[0081]將20.0gP-環(huán)糊精加入到150mL的蒸餾水中，將2.51g NaOH溶于5mL水中，滴加到β -環(huán)糊精溶液中，原本的懸浮液逐漸變得均一。再將3.55g對甲苯磺酰氯溶于SmL的乙腈中，滴加到環(huán)糊精的溶液里，出現(xiàn)白色沉淀，在25°C下反應(yīng)3h后，放置于4°C下過夜。過濾得到白色固體，用乙醚浸泡后，過濾用熱水洗滌兩次，真空下干燥，得到中間體6-甲苯磺?；?β -環(huán)糊精。再取2.0g6-甲苯磺酰基-β -環(huán)糊精與25g的乙二胺反應(yīng)，在70°C下回流反應(yīng)4h，得到的溶液用一定量甲醇稍稀釋后，沉淀于乙腈溶液中，得到白色固體，于真空下干燥過夜，得到氨基-β -環(huán)糊精。
[0082]實施例5:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0083](I)功能性共混添加劑PSF-g- (PMMA-r-PMAA)的制備同實施例4。
[0084](2)將3重量份功能性共混添加劑PSF-g- (PMMA-r-PMAA)，10重量份PVP10000 (阿拉丁試劑有限公司)，100重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于500重量份DMF中，制備得到鑄膜液。[0085](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為100 μ m，刮制均勻。
[0086](4)在空氣中靜置70s后，將玻璃板浸入65°C的NMP/H20=60/40的混合溶劑中，浸泡50min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0087](5)將30mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為70mmol/L的EDC和20mmol/L的NHS的PBS緩沖液中70min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例4)濃度為2.5g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)30h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0088]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為115L.π2.h—1，水接觸角為56°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為18%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為23%。
[0089]實施例6:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0090](I)功能性共混添加劑PSF-g- (PMMA-r-PMAA)的制備同實施例4。
[0091 ] (2)將10重量份功能性共混添加劑PSF-g- (PMMA-r-PMAA)，30重量份PVA8000 (阿拉丁試劑有限公司)，100重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于500重量份NMP中，制備得到鑄膜液。
[0092](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為145 μ m，刮制均勻。
[0093](4)在空氣中靜置90s后，將玻璃板浸入25°C的DMAc/H20=80/20的混合溶劑中，浸泡300min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0094](5)將40mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為80mmol/L的EDC和20mmol/L的NHS的PBS緩沖液中80min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例4)濃度為3g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)35h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0095]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為245L.m_2.h—1，水接觸角為43°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為36%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為52%。
[0096]實施例7:
[0097]功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PAA)的制備
[0098]主鏈P (SF-N3)的合成:將10重量份聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為20000Da)溶解于450重量份的CH2Cl2中，依次加入15重量份多聚甲醛，0.3ml SnCl4和35ml (CH3)3SiCl在50°C下回流冷凝攪拌72小時。反應(yīng)完畢后，將其沉淀于甲醇中，過濾，溶解于三氯甲烷中再沉淀于甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-CH2Cl)。再取I重量份P(SF-CH2Cl)與8重量份NaN3在DMF溶液中室溫下反應(yīng)15h，反應(yīng)完畢后沉淀與甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-N3)。
[0099]親水側(cè)鏈的合成:取90重量份丙烯酸(AA)、90重量份甲苯、I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、I重量份CuBr及I重量份PMDETA，在氮氣保護(hù)下80°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)5小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為60的PAA-C = CH。
[0100]親油側(cè)鏈的合成:取I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、200重量份nBA、200重量份甲苯、I重量份CuBr及I重量份PMDETA (阿拉丁試劑有限公司)，在氮氣保護(hù)下90°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)2小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為150的 PnBA-C = CH0
[0101] 功能性共混添加劑PSF-g- (PnBA-r-PAA)的合成:
[0102]取 10 重量份 PSF-N3,40 重量份 PnBA-C = CH, 20 重量份 PAA-C = CH, 500 重量份DMF，I重量份CuBr與2重量份bpy，在常溫下反應(yīng)24小時，得到功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PAA)。
[0103]氨基環(huán)糊精的制備
[0104]將8.0gP-環(huán)糊精加入到50mL的蒸餾水中，將1.1lg NaOH溶于3mL水中，滴加到β-環(huán)糊精溶液中，原本的懸浮液逐漸變得均一。再將2.17g對甲苯磺酰氯溶于4mL的乙腈中，滴加到環(huán)糊精的溶液里，出現(xiàn)白色沉淀，在25°C下反應(yīng)2.5h后，放置于4°C下過夜。過濾得到白色固體，用乙醚浸泡后，過濾用熱水洗滌兩次，真空下干燥，得到中間體6-甲苯磺?；?β_環(huán)糊精。再取1.5g6-甲苯磺?；?β-環(huán)糊精與30g的乙二胺反應(yīng)，在70°C下回流反應(yīng)6h，得到的溶液用一定量甲醇稍稀釋后，沉淀于乙腈溶液中，得到白色固體，于真空下干燥過夜，得到氨基-β -環(huán)糊精。
[0105]實施例8:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0106](I)功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PAA)的制備同實施例7。
[0107](2)將5重量份功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PAA)，5重量份PEG5000 (阿拉丁試劑有限公司)，60重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于300重量份DMF中，制備得到鑄膜液。
[0108](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為125 μ m，刮制均勻。
[0109](4)在空氣中靜置70s后，將玻璃板浸入40°C的DMAc/H20=10/90的混合溶劑中，浸泡lOOmin，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0110](5)將20mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為60mmol/L的EDC和30mmol/L的NHS的PBS緩沖液中l(wèi)lOmin，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例7)濃度為3.5g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)35h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0111]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為135L.m_2.h—1，水接觸角為46°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為24%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為31%。
[0112]實施例9:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0113](I)功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PAA)的制備同實施例7。
[0114](2 )將8重量份功能性共混添加劑PSF-g- (PnBA-r-PAA)，30重量份PVA20000 (阿拉丁試劑有限公司)，100重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于500重量份DMAc中，制備得到鑄膜液。
[0115](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為105 μ m，刮制均勻。
[0116](4)在空氣中靜置90s后，將玻璃板浸入75°C的NMP/H20=70/30的混合溶劑中，浸泡200min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0117](5)將IOOmg親水性聚砜膜浸入含有濃度為100mmol/L的EDC和30mmol/L的NHS的PBS緩沖液中90min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例7)濃度為4.5g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)30h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0118]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為155L.m_2.h—1，水接觸角為48°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為27%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為36%。
[0119]實施例10:
[0120]功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PMAA)的制備
[0121]主鏈P(SF-N3)的合成:將5重量份聚砜溶解于250重量份的CH2Cl2中，依次加入7重量份多聚甲醛，0.2ml SnCl4和21ml (CH3)3SiCl在50°C下回流冷凝攪拌72小時。反應(yīng)完畢后，將其沉淀于甲醇中，過濾，溶解于三氯甲烷中再沉淀于甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-CH2Cl)。再取I重量份P (SF-CH2Cl)與10重量份NaN3在DMF溶液中室溫下反應(yīng)18h，反應(yīng)完畢后沉淀與甲醇中，冷凍干燥過夜得到白色粉末P (SF-N3)。
[0122]親水側(cè)鏈的合成:取200重量份甲基丙烯酸(MAA)、200重量份甲苯、I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、I重量份CuBr及I重量份PMDETA，在氮氣保護(hù)下80°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)5小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為100的PMAA-C = CH。
[0123]親油側(cè)鏈的合成:取I重量份溴代異丁酸丙炔酯引發(fā)劑、100重量份nBA、100重量份甲苯、I重量份CuBr及I重量份PMDETA (阿拉丁試劑有限公司)，在氮氣保護(hù)下90°C進(jìn)行ATRP反應(yīng)2小時，再用四丁基氟化銨水解聚合物除去炔基保護(hù)基團(tuán)，得到聚合度(DP)為70的 PnBA-C = CH0
[0124]功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PAA)的合成:
[0125]取 10 重量份 PSF-N3, 30 重量份 PnBA-C = CH, 40 重量份 PMAA-C = CH, 500 重量份DMF，I重量份CuBr與2重量份PMDETA，在常溫下反應(yīng)24小時，得到功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PMAA)。
[0126]氨基環(huán)糊精的制備
[0127]將16gP-環(huán)糊精加入到130mL的蒸餾水中，將3.1lg NaOH溶于5mL水中，滴加到β-環(huán)糊精溶液中，原本的懸浮液逐漸變得均一。再將5.17g對甲苯磺酰氯溶于SmL的乙腈中，滴加到環(huán)糊精的溶液里，出現(xiàn)白色沉淀，在25°C下反應(yīng)2h后，放置于4°C下過夜。過濾得到白色固體，用乙醚浸泡后，過濾用熱水洗滌兩次，真空下干燥，得到中間體6-甲苯磺?；?β -環(huán)糊精。再取2.3g6-甲苯磺?；?β -環(huán)糊精與28g的乙二胺胺反應(yīng)，在70°C下回流反應(yīng)6h，得到的溶液用一定量甲醇稍稀釋后，沉淀于乙腈溶液中，得到白色固體，于真空下干燥過夜，得到氨基-β -環(huán)糊精。
[0128]實施例11:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0129](I)功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PMAA)的制備同實施例10。
[0130](2)將10重量份功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PMAA)，30重量份PEG10000(阿拉丁試劑有限公司)，100重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于500重量份DMF中，制備得到鑄膜液。
[0131](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為150 μ m，刮制均勻。
[0132](4)在空氣中靜置90s后，將玻璃板浸入75°C的NMP/H20=20/80的混合溶劑中，浸泡300min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0133](5)將IOOmg親水性聚砜膜浸入含有濃度為100mmol/L的EDC和30mmol/L的NHS的PBS緩沖液中120min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例10)濃度為5g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)48h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0134]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為200L水接觸角為43°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為33%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為46%。
[0135]實施例12:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0136](I)功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PMAA)的制備同實施例10。
[0137](2 )將I重量份功能性共混添加劑PSF-g- (PnBA-r-PMAA)，3重量份PVP20000 (阿拉丁試劑有限公司)，30重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于100重量份NMP中，制備得到鑄膜液。
[0138](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為100 μ m，刮制均勻。
[0139](4)在空氣中靜置50s后，將玻璃板浸入20°C的DMF/H20=30/70的混合溶劑中，浸泡lOmin，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0140](5)將20mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為50mmol/L的EDC和20mmol/L的NHS的PBS緩沖液中120min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例10)濃度為2g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)40h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0141]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為165L.m_2.h—1，水接觸角為45°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為27%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為34%。
[0142]實施例13:親水性手性拆分聚砜膜的制備
[0143](I)功能性共混添加劑PSF-g-(PnBA-r-PMAA)的制備同實施例10。
[0144](2 )將2重量份功能性共混添加劑PSF-g- (PnBA-r-PMAA)，6重量份PEG20000 (阿拉丁試劑有限公司)，35重量份工業(yè)品聚砜(德國巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量為50000Da)，溶解于300重量份DMF中，制備得到鑄膜液。
[0145](3)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，調(diào)節(jié)厚度為120 μ m，刮制均勻。
[0146](4)在空氣中靜置40s后，將玻璃板浸入25°C的DMF/H20=50/50的混合溶劑中，浸泡5min，取出浸入純水中，浸泡2小時，取出真空干燥得到親水性聚砜膜。
[0147](5)將15mg親水性聚砜膜浸入含有濃度為70mmol/L的EDC和15mmol/L的NHS的PBS緩沖液中40min，取出將膜取出洗凈，浸入氨基環(huán)糊精(制備同實施例10)濃度為1.5g/L的PBS緩沖液中于室溫下反應(yīng)20h，即得到親水性手性拆分聚砜膜。
[0148]制備得到的親水性手性拆分聚砜膜流量為170L.m_2.h—1，水接觸角為45°。對D, L-組氨酸的拆分效率(e.e%)為28%，對D，L-色氨酸的拆分效率(e.e%)為35%。
[0149]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于包含以下具體步驟:(1)將1~10重量份功能性共混添加劑，3~30重量份致孔劑，10~100重量份聚砜，溶解于100~500重量份有機(jī)溶劑中，得到鑄膜液；(2)將鑄膜液傾倒在玻璃板上，刮制均勻；(3)靜置后，將玻璃板浸泡于凝固浴中成膜，再放入水中浸泡，取出真空干燥，得到親水性聚砜膜；(4)把親水性聚砜膜浸泡于含有1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的磷酸鹽緩沖液中，取出再置于含有氨基環(huán)糊精的磷酸鹽緩沖液中反應(yīng)，得到親水性手性拆分聚砜膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:步驟(I)所述的功能性共混添加劑指 PSF-g-(PMMA-r-PAA)、PSF-g-(PMMA-r-PMAA)、PSF-g-(PnBA-r-PAA)和 PSF-g-(PnBA-r-PMAA)中的至少一種，其中，PSF 為聚砜，PMMA 為聚甲基丙烯酸甲酯，PM為聚丙烯酸，PMAA為聚甲基丙烯酸，PnBA為聚丙烯酸正丁酯醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:步驟(1)所述的致孔劑指聚乙二醇、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種；所述聚砜的剪切分子量為10000~50000Da ;所述的有機(jī)溶劑指二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和氮-甲基吡咯烷酮中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述的凝固浴指二甲基甲酰胺/水、二甲基乙酰胺/水和氮-甲基吡咯烷酮/水混合溶液中的至少一種；所述靜置指暴露在空氣中靜置30~90s ;所述凝固浴的溫度為20~75°C ;所述浸泡于凝固浴中的時間為2~300min ;所述放入水中浸泡的時間為2h。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:所述二甲基甲酰胺/水中二甲基甲酰胺和水的體積比為(O~90): (100~10);所述二甲基乙酰胺/水中二甲基乙酰胺和水的體積比為(O~90): (100~10);所述氮-甲基吡咯烷酮/水中氮-甲基吡咯烷酮和水的體積比為(O~90): (100~10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:步驟(4)中所述1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽的濃度為50~lOOmmol/L ;所述N-羥基琥拍酰亞胺的濃度為15~50mmol/L ;所述浸泡的時間為30~120min ;所述氨基環(huán)糊精的濃度為I~5g/L ;所述反應(yīng)的時間為12~48h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:所述功能性共混添加劑由以下方法制備得到:(1)制備含疊氮的聚砜主鏈P(SF-N3)；(2)利用ATRP法合成側(cè)鏈，分別得到末端含炔基的親水側(cè)鏈和親油側(cè)鏈；(3)將含疊氮的聚砜主鏈P(SF-N3)在催化劑作用下，與上述親水側(cè)鏈和親油側(cè)鏈進(jìn)行一步“疊氮-炔基”點擊化學(xué)反應(yīng)，合成二元分子刷，得到功能性共混添加劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法，其特征在于:當(dāng)步驟(2)合成末端含炔基的親水側(cè)鏈時，所述合成側(cè)鏈的聚合物為PAA或PMAA,聚合度為50~150 ；當(dāng)步驟(2)合成末端含炔基的親油側(cè)鏈時，所述合成側(cè)鏈的聚合物為PMMA或ΡηΒΑ，聚合度為50~150 ;步驟(3)所述催化劑指以下組合中的一種:硫酸銅與抗壞血酸鈉、溴化亞銅與五甲基二乙烯三胺、溴化亞銅與2，2’ -聯(lián)吡啶。
9.一種親水性手性拆分聚砜膜，其特征在于:根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項所述的親水性手性拆分聚砜膜的制備方法制備得到。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的親水性手性拆分`聚砜膜在分離外消旋體中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01D67/00GK103585902SQ201310513421
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】胡繼文, 楊洋, 苗磊, 李妃, 吳艷, 劉國軍, 林樹東, 劉峰, 鄒海良, 涂園園, 胡盛逾 申請人:中科院廣州化學(xué)有限公司