L-苯丙氨酸分子印迹聚合物(膜)的合成及性能研究

L-苯丙氨酸分子印迹聚合物(膜)的合成及性能研究

论文摘要

氨基酸异构体的手性拆分具有十分重要的理论与现实意义,但也有较大的难度,将分子印迹技术与分子印迹膜应用于氨基酸异构体的手性拆分,成为近来研究的热点之一。L-苯丙氨酸是人体必需氨基酸之一,是一种十分重要的医药及食用化学中间体,因此针对L-苯丙氨酸建立快速高效的手性拆分方法也是具有重要的实用价值。本论文查阅了大量有关氨基酸异构体的拆分方法文献,回顾和讨论了各种手性拆分方法的特点及应用前景,基于分子印迹技术的特异性识别能力,采用L-苯丙氨酸为模板分子,筛选了新型手性功能单体,以单一因素优化法优化了分子印迹聚合物(膜)的制备条件,研究了印迹体系的选择性吸附性能。主要实验工作如下:1、利用本实验室所合成的3种新型手性功能单体(S)-N-(1-苯乙基)丙烯酰胺[(S)-PEA],(S)-N-(l-苯乙基)甲基丙烯酰胺[(S)-PEMA],R-烯丙基吡咯烷基-2-羧酸酯[(L)-APLC)],以L-苯丙氨酸为印迹分子,改变功能单体的种类及用量、致孔剂的种类和交联剂的用量,分别采用本体聚合法、牺牲硅胶法和沉淀聚合法等分子印迹聚合物的制备方法,合成了一系列L-苯丙氨酸分子印迹聚合物。并采用平衡吸附法测定了各聚合物对印迹分子的吸附容量,结果表明,以L-苯丙氨酸为印迹分子,(S)-PEA为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,以体积比为1:1的水:甲醇溶液为致孔溶,按照L-苯丙氨酸与功能单体及交联剂的加入摩尔比为1:4:20,在此优化条件下制得的印迹聚合物(L-MIP1)对L-苯丙氨酸的吸附容量达到了43.82mg/g,印迹因子达到了2.76。还利用Scatchard分析和吸附动力学分析考察了L-MIP1分别对L-苯丙氨酸和D-苯丙氨酸的吸附特征,并通过红外光谱,扫描电镜和比表面积分析等方法对聚合物的构型进行了表征。最后建立了HPLC分析方法,对优化得到的L-MIP1进行了混合标准样品的选择性吸附试验,结果表明,L-MIP1对L-苯丙氨酸的选择因子达到1.51,说明L-MIP1能够有效的对DL-苯丙氨酸进行手性拆分。2、为了进一步证明(S)-PEA功能单体具有手性识别L-苯丙氨酸的特性,以D-苯丙氨酸为模板分子,(S)-PEA单体为功能单体,对聚合条件进行优化,制备了一系列的印迹聚合物,优化出合成D-苯丙氨酸分子印迹聚合物的最佳条件是:采用本体聚合法,以体积比为1:1的水:四氢呋喃溶液为致孔剂,固定D-苯丙氨酸与功能单体及交联剂(EGDMA)加入的摩尔比为1:4:30。随后对以D-苯丙氨酸为模板分子优化得到的D-MIP9进行了混合标准样品的选择性吸附试验,结果表明D-MIP9仍然是优先吸附L-苯丙氨酸,对L-苯丙氨酸的选择因子达到1.34,显示了较好的手性拆分效果,表明功能单体(S)-PEA在手性识别中起决定性作用。3、采用单因素优化法,优化了载体膜的种类、功能单体的种类及用量、制孔剂的种类、交联剂的用量和浸泡时间对MIM吸附性能的影响,得到制备L-苯丙氨酸印迹膜的最佳实验条件为:以Nylon-6膜为载体膜,选用(S)-PEMA为手性功能单体,体积比为1:1的水:甲醇溶液为致孔剂,浸泡3min, L-苯丙氨酸与功能单体(S)-PEMA及交联剂(EGDMA)的加入摩尔比为1:4:30,所制备的印迹膜MIM13具有较较大的印迹因子(1.41)。采用HPLC分析方法,研究了印迹膜MIM13对混合标准样品中L-苯丙氨酸的识别渗透性能,并利用红外光谱,扫描电镜和氮气吸附试验等对印迹膜MIM13的结构进行了表征。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1 手性氨基酸的分离
  • 1.1 手性氨基酸
  • 1.2 手性氨基酸的分离方法
  • 2 分子印迹技术
  • 2.1 分子印迹聚合物在手性分离氨基酸中的应用
  • 2.2 分子印迹膜在手性分离氨基酸中的应用
  • 2.3 新功能单体的应用研究
  • 3 苯丙氨酸研究进展
  • 3.1 苯丙氨酸的性质及应用
  • 3.2 外消旋体DL-苯丙氨酸的手性拆分
  • 4 本论文研究的目的、意义和内容
  • 第二章 L-苯丙氨酸印迹聚合物的合成及性能研究
  • 1 引言
  • 2 实验部分
  • 2.1 主要仪器和试剂
  • 2.2 三个新型手性功能单体的合成
  • 2.3 紫外光度法预测L-苯丙氨酸与功能单体间的结合
  • 2.4 分子印迹聚合物的制备
  • 2.5 平衡吸附实验
  • 2.6 聚合物的选择性吸附试验
  • 2.7 聚合物表面形态和结构研究
  • 3 结果与讨论
  • 3.1 L-苯丙氨酸与功能单体间相互作用的紫外分析
  • 3.2 聚合条件的优化
  • 3.3 吸附性能研究
  • 3.4 溶剂对吸附性能的影响
  • 3.5 L-聚合物应用性能研究
  • 3.6 结构表征
  • 4 结论
  • 第三章 D-苯丙氨酸印迹聚合物的制备及性能研究
  • 1 引言
  • 2 实验部分
  • 2.1 主要仪器和试剂
  • 2.2 (S)-PEA功能单体的合成
  • 2.3 D-苯丙氨酸分子印迹聚合物的制备
  • 2.4 聚合物的平衡吸附量及选择因子测定
  • 2.5 聚合物的选择性吸附试验
  • 2.6 聚合物表面形态和结构研究
  • 3 结果与讨论
  • 3.1 印迹聚合物聚合方法和条件的优化
  • 3.2 优化条件下制备的D-聚合物的吸附特性参数
  • 9对混合样品的选择性吸附'>3.3 D-MIP9对混合样品的选择性吸附
  • 3.4 D-聚合物的表面形态和结构表征
  • 4 结论
  • 第四章 L-苯丙氨酸印迹复合膜的制备及性能研究
  • 1 引言
  • 2 实验部分
  • 2.1 主要仪器和试剂
  • 2.2 L-苯丙氨酸印迹复合膜(MIM)的制备
  • 2.3 平衡吸附实验
  • 2.4 选择性透过实验
  • 2.5 膜表面形态和结构研究
  • 3 结果与讨论
  • 3.1 印迹复合膜聚合方法和条件的优化
  • 3.2 印迹膜的选择性研究
  • 13的表面形态和结构特征'>3.3 MIM13的表面形态和结构特征
  • 4 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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