[發明專利]一種氨基酸手性分離用平板膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201210555114.3
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103007774A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 趙義平;張強;李金苓;王霞;陳莉;申向;陳嬌嬌
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D69/06
• 分類號: B01D69/06;B01D71/78;B01D67/00;C08F259/08;C08F220/54;C08F220/58;C07C227/34;C07C229/36
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技術領域

本發明屬于功能高分子材料領域，特別涉及一種具有選擇性分離氨基酸手性分子的手性分離膜及其制備方法。該膜可應用于苯丙氨酸分離領域。

背景技術

自然界中，很多物質中都含有手性物質，許多手性物質廣泛存在于藥物中，與我們的生活密切相關。由于手性物質中不同的對映體分子具有不同的旋光性，在光學性能上有明顯的差異或者完全相反，由此對映體分子的光學性能不同，在藥理活性、代謝作用以及毒副作用等會產生顯著差異，藥物臨床表現為其中一種對映體分子具有一定的藥效作用，但另一種對映體分子不具有藥理作用，甚至會造成不利的負面作用。因此，在藥物制備過程中手性分離具有重要的意義。

目前，實驗室或工業領域中使用的手性拆分技術主要包括：結晶拆分法、化學拆分法、動力學拆分法、生物拆分法、色譜拆分法、膜分離、分子印跡技術和電泳技術等方法。近年來，膜分離技術在手性分離領域的研究和應用日趨火熱，其中手性拆分膜通過手性識別點對不同對映體的選擇性吸附來分離手性物質，具有能耗低、易于連續操作等優點，被認為是進行大規模手性分離非常有潛力的方法之一，成為分離膜研究的新熱點

手性拆分膜按膜的形態可分為手性拆分液膜和手性拆分固膜。手性拆分液膜具有較高的選擇性和經濟性(使用手性選擇劑較少)，但穩定性較差，其應用受到了很大的限制。手性拆分固膜能夠克服液膜的不足，因而倍受該領域研究者的關注。但是，手性拆分固膜的最大缺陷是拆分過程為非穩態，當吸附點達到飽和后膜不再具有拆分能力，需進行解吸，而解吸過程控制起來麻煩，導致分離效率較低，且很難同時具備高通量和高選擇性。

為了提高手性拆分固膜的分離效率及可應用性，智能型手性分離膜的開發和研究倍受關注。智能手性分離膜可對溫度、pH值、離子濃度、電場等外界刺激產生響應，可以通過改變外界環境條件來調控材料內部孔隙大小，實現膜的高選擇性、高通量，提高分離效率。由于外界環境條件中溫度控制相對較容易，利用溫敏高分子材料具有低臨界溶解溫度(LCST)的特點，研究和開發溫敏手性分離膜則更具現實意義。但是，目前研究和開發的溫敏手性分離膜存在以下幾大需解決的問題：

(1)溫敏手性分離膜的制備方法主要是對基膜材料的接枝改性修飾，存在改性制備過程復雜，改性后材料穩定性變差、接枝層易于脫落等缺陷，難于實現工業化生產。

(2)溫敏手性分離膜的溫敏性不夠明顯，溫度對手性識別和拆分的智能化調控作用以及調控穩定性有待進一步提高。

(3)膜的手性選擇性、分離效率、通量等不高，實現穩態分離較為困難。

苯丙氨酸是α-氨基酸的一種，是人體必需氨基酸之一，具有生物活性的光學異構體為L-苯丙氨酸(L-Phe)。L-Phe人體不能合成，廣泛用于醫藥和阿斯巴甜的主要原料。苯丙氨酸可通過微生物發酵、蛋白質水解、以及有機合成的方法制備。合成法制備苯丙氨酸的收率低，通常從天然產物中提取，但手性分離效率是目前制約L-Phe產量的主要問題。

發明內容

針對溫敏手性分離膜存在的上述問題，以及溫敏手性分離膜的潛在應用和苯丙氨酸手性分子的分離難題，本發明擬解決的技術問題是：提供一種對苯丙氨酸手性分子具有良好吸附和分離功能的氨基酸手性分離用平板膜及其制備方法。

本發明一方面以L-Phe作為拆分對象，通過改性合成手性氨基酸單體，進而與溫敏單體N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚，合成溫敏手性共聚物微凝膠P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)。另一方面，采用自由基共聚法將NIPAAm單體與聚偏氟乙烯(PVDF)接枝共聚，合成溫敏膜成膜基質PVDF-g-PNIPAAm。最后，將溫敏手性共聚物微凝膠與PVDF-g-PNIPAAm共聚物溶液共混，采用相轉化法制備具有手性識別和拆分功能，且可通過控制環境溫度變化實現L-Phe高效分離的氨基酸手性分離用平板膜。

本發明所述的一種氨基酸手性分離用平板膜及其制備方法包括如下步驟：