一種表面接枝氨基酸的玻璃纖維和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種表面手性改性的玻璃纖維，具體為一種表面接枝氨基酸的玻璃纖維和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]手性藥物(chiral drugs)是分子結(jié)構(gòu)中含有手性中心的化學(xué)藥物。這類藥物一般是由一對對映異構(gòu)體構(gòu)成的，它們具有極為相似的理化性質(zhì)，但在與生物體作用時(shí)，常常會(huì)在藥理活性、代謝特征、引起的毒副作用等方面產(chǎn)生顯著差異，難以用普通分離方法進(jìn)行分離。因此，以獲取單一對映體為目標(biāo)的手性拆分技術(shù)和拆分材料成為近年來制藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的人造無機(jī)纖維材料，具有強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、耐高溫和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，通常作為纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的主要增強(qiáng)材料，它能與各種樹脂結(jié)合，形成多種具有優(yōu)異性能的復(fù)合材料。玻璃纖維用作載體材料的研究主要集中在兩個(gè)方面，一是研制兼具高比表面積和高力學(xué)強(qiáng)度的多孔玻璃纖維，根據(jù)活性材料類型采用傳統(tǒng)方法直接把活性材料沉積在纖維表面上；另一種則是以玻璃纖維為底，通過表面改性沉積活性材料。當(dāng)前，玻璃纖維的表面改性方法有偶聯(lián)劑改性、等離子體改性、稀土元素改性和表面二次接枝改性等，其中用偶聯(lián)劑改性玻纖表面較為常見。例如，黃寅峰(蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2011，27(2):90)等對玻璃纖維表面的接枝改性進(jìn)行了研究，方法是將丙烯酸接枝到用硅烷偶聯(lián)劑處理后的玻璃纖維表面，丙烯酸接枝物與PA6在熔融共混時(shí)可發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)。
[0004]目前，玻璃纖維在物質(zhì)的吸附分離方面主要用于污水處理等，如張寧等用偶聯(lián)劑處理玻璃纖維，并與重金屬螯合劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，制備可以用于重金屬污染的玻璃纖維(CN102173602A)，而在手性分離方面的研究幾乎沒有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要制備一種表面接枝氨基酸的玻璃纖維:將玻璃纖維用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷(MPS)處理，并進(jìn)一步與丙烯酰胺和帶有氨基酸基團(tuán)的手性單體發(fā)生共聚反應(yīng)，得到表面接枝氨基酸的玻璃纖維。其制備過程如下:
[0006]I)手性單體2-丙烯酰胺基苯丙酸(NALA)按照文獻(xiàn)方法制備(J.0rg.Chem.1991，56,6551)。
[0007]2)玻璃纖維的活化和偶聯(lián):將玻璃纖維在馬弗爐中煅燒后用肥皂水、用去離子水清洗后干燥，再將其用鹽酸水溶液浸泡以增加表面羥基數(shù)量。將活化后的玻璃纖維加入到MPS的甲醇水溶液中浸泡，用醋酸調(diào)節(jié)pH至4.0，然后130°C加熱4h，得到偶聯(lián)劑改性后的玻璃纖維GF-MPS。
[0008]3)表面接枝氨基酸的玻璃纖維制備:將一定量丙烯酰胺、手性單體(NALA)和引發(fā)劑偶氮二異丁腈AIBN溶于甲醇中，待全部溶解后，加入一定量干燥后的GF-MPS，氮?dú)庀碌退贁嚢瑁?00C回流2h，用無水乙醇洗滌三次，120°C真空干燥2h，得到表面接枝氨基酸的玻璃纖維 GF-MPS-AAm-co-NALA。
[0009]選用的玻璃纖維為洛陽潤絲達(dá)玻璃纖維制品有限公司生產(chǎn)的，直徑為8?10 μπι。
[0010]本發(fā)明所述的表面接枝氨基酸的玻璃纖維具有以下優(yōu)勢:1)選用玻璃纖維為基材可增加材料的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性以及良好的可加工性等；2)由于玻璃纖維表面接枝的氨基酸由于具有手性，因此玻璃纖維改性后可用于手性識(shí)別；3)用化學(xué)方法進(jìn)行改性，并且分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此玻璃纖維的手性識(shí)別具有持續(xù)性和耐久性；4)制備方法操作簡單，反應(yīng)可控，成本低廉，適合規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面的實(shí)施例可以使專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0012]實(shí)施例1:
[0013]1、玻璃纖維的活化和偶聯(lián):將玻璃纖維在馬弗爐中500°C煅燒lh，以此用肥皂水、用去離子水清洗，120°C真空干燥，再將其置于lmol/L HCl水溶液中100°C浸泡lh，去離子水洗至中性，120°C真空干燥2h，去除表面物理水，活化表面羥基。將10.0g活化后的玻璃纖維置于三口燒瓶中，加入18mL甲醇溶液，0.0042mol硅烷偶聯(lián)劑MPS，ImL蒸餾水，用醋酸調(diào)節(jié)pH至4.0，常溫浸泡2h，晾干后，130°C反應(yīng)4h，分別用甲醇和去離子水反復(fù)洗滌三次，120°C真空干燥2h，得到偶聯(lián)劑改性后的玻璃纖維GF-MPS。
[0014]2、表面接枝氨基酸的玻璃纖維制備:將一定量0.6g丙烯酰胺、0.1lg手性單體(NALA)和0.0116g引發(fā)劑偶氮二異丁腈AIBN溶于1mL甲醇中，待全部溶解后，加入0.5g干燥后的GF-MPS，氮?dú)庀碌退贁嚢瑁?0°C回流2h，用無水乙醇洗滌三次，120°C真空干燥2h，得到表面接枝氨基酸的玻璃纖維GF-MPS-AAm-co-NALA。。
[0015]實(shí)施例2:
[0016]1、同實(shí)施例1
[0017]2、表面接枝氨基酸的玻璃纖維制備:將一定量0.56g丙烯酰胺、0.22g手性單體(NALA)和0.0116g引發(fā)劑偶氮二異丁腈AIBN溶于1mL甲醇中，待全部溶解后，加入0.5g干燥后的GF-MPS，氮?dú)庀碌退贁嚢瑁?0°C回流2h，用無水乙醇洗滌三次，120°C真空干燥2h，得到表面接枝氨基酸的玻璃纖維GF-MPS-AAm-co-NALA。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種表面接枝氨基酸的玻璃纖維，特征在于該材料以普通玻璃纖維為原料，玻璃纖維表面用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷(MPS)處理，進(jìn)而與丙烯酰胺和手性單體2-丙烯酰胺基苯丙酸發(fā)生共聚反應(yīng)得到的。2.權(quán)利要求1所述的表面接枝氨基酸的玻璃纖維的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)玻璃纖維的活化和偶聯(lián):將玻璃纖維在馬弗爐中煅燒后用肥皂水、用去離子水清洗后干燥，再將其用lmol/L鹽酸水溶液浸泡以增加表面羥基數(shù)量；將活化后的玻璃纖維加入到MPS的甲醇水溶液中浸泡，用醋酸調(diào)節(jié)pH至4.0，其中甲醇、水和MPS的體積比為18: I: 1，然后130°C加熱4h，得到偶聯(lián)劑改性后的玻璃纖維GF-MPS ; 2)表面接枝氨基酸的玻璃纖維:將丙烯酰胺和引發(fā)劑偶氮二異丁腈溶于甲醇中溶解后，加入干燥后的GF-MPS，氮?dú)庀碌退贁嚢瑁?0 °C回流2h，用無水乙醇洗滌三次，120 °C真空干燥2h，得到表面接枝氨基酸的玻璃纖維GF-MPS-AAm-co-NALA。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面接枝氨基酸的玻璃纖維在手性藥物分離領(lǐng)域的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種表面接枝氨基酸的玻璃纖維，其制備方法主要包括兩個(gè)步驟：1.用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷(MPS)對玻璃纖維進(jìn)行表面處理；2在引發(fā)劑偶氮二異丁腈作用下，在甲醇溶液中與丙烯酰胺和手性單體2-丙烯酰胺基苯丙酸發(fā)生共聚反應(yīng)。本發(fā)明具有工藝方法簡單，成本低廉，便于工業(yè)化推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)；該材料具有手性識(shí)別性，可用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。
【IPC分類】C03C25/00
【公開號】CN105174747
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳嬌嬌, 銀月, 周彤, 傅宏俊, 趙然然
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月12日