[發明專利]GMA在硅膠表面高效接枝的新方法

無效

• 申請號: 201310190429.7
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103289030A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 雷青娟;高保嬌;張正國;安富強;曹林交
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F8/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種GMA在硅膠微粒表面高效接枝的合成方法。

背景技術

甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）是一種含環氧基團的烯類單體，通過均聚合或共聚合可制得帶有環氧基團的聚合物大分子。環氧基團是一種活潑基團，易與羧基、羥基及氨基等多種基團發生開環反應，故含有GMA單體單元的聚合物具有高的化學活性；另外，通過環氧基團的開環反應，還可將含GMA單體單元的聚合物轉變為多種功能大分子。基于上述特點，如果將GMA接枝聚合于固體微粒（或膜）表面，所形成的接枝微粒（或接枝膜）也同樣具有高的化學活性；而通過環氧基團的開環反應，這些接枝微粒（或接枝膜）也同樣可轉變成功能性接枝微粒（或接枝膜）。事實上，上述兩類接枝微粒（或接枝膜）在眾多科學技術領域都有著重要應用。比如，含有GMA單體單元的接枝微粒（或接枝膜），可用于酶的固定化、構建蛋白質芯片、蛋白質及多肽的分離純化等。而由含GMA單體單元的接枝微粒功能化轉變而形成的微粒（或膜），其應用范圍則更加廣泛，比如用作螯合吸附材料用于環境治理，用作固相萃取劑用于天然物質及生物大分子的分離與純化，用作色譜固定相用于物質的分析測定，用作功能載體設計新的藥物釋放體系，用作敏感性材料用于分子識別等。總之，高效地實現單體GMA在固體微粒表面的接枝聚合，具有重要的科學價值。本發明的目標正是通過分子設計，構建新的表面引發體系，實現GMA在微米級硅膠微粒表面的高效接枝聚合，制備高接枝度的接枝微粒PGMA/SiO₂。

公告號為CN101857667B的專利“一種制備高接枝度功能微粒的方法”中，通過以含氨基的硅烷偶聯劑為交聯劑，對硅膠微粒表面進行改性，與過硫酸鹽形成氧化還原引發體系，使得固體微粒表面容易引入引發基團，制得了高接枝度的功能微粒。而本發明中則采用了在硅膠微粒表面引入巰基，形成巰基-AIBN表面引發體系，從而實施油溶性單體GMA硅膠微粒表面的接枝聚合。此外，本發明在制得高接枝度的接枝微粒PGMA/SiO₂的基礎上，還對其進行了功能化轉變，將其轉變為帶有高密度磺酸根的功能接枝微粒，該功能接枝微粒對生物堿分子可產生更強的吸附作用，可用作固體吸附劑，可對植物組織中的生物堿進行有效的固相萃取。

發明內容

本發明在現有接枝技術中，提出了一種新的高效接枝方法，通過分子設計，構建新的表面引發體系，實現GMA在微米級硅膠微粒表面的高效接枝聚合，制備高接枝度的接枝微粒，并且在該基礎上對其進行了功能化轉變。

本發明采用的技術方案是：一種GMA在硅膠表面高效接枝的新方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將活化硅膠加入到甲苯溶劑中，然后使用含巰基的偶聯劑對硅膠微粒進行表面改性，得到表面含有巰基的改性硅膠微粒MPMS-SiO₂；

（2）分別向加有改性硅膠微粒MPMS-SiO₂的容器中加入DMF和單體GMA，在體系溫度升至50-60℃時加入引發劑AIBN，恒溫下使MPMS-SiO₂進行接枝聚合反應，得到接枝微粒PGMA/SiO₂；

（3）在容器中分別加入溶劑DMF和接枝微粒PGMA/SiO₂，使之溶脹，再加入呈堿性的陰離子功能化試劑對氨基苯磺酸鈉水溶液，升溫至75-85℃，攪拌使接枝大分子PGMA的環氧基團與對氨基苯磺酸鈉的氨基之間發生開環反應，保持恒溫至反應結束，得到陰離子功能化的功能接枝微粒，即苯磺酸鈉功能化的接枝微粒BSNa-PGMA/SiO₂。

優選地，步驟一中以克為計量單位的活化硅膠與以毫升為計量單位的甲苯溶劑和偶聯劑的用量比例為2.5-3.0：125-130：2.5-3.0。

優選地，所述的偶聯劑包括γ-巰丙基三甲氧基硅烷。

優選地，步驟二中以克為計量單位的MPMS-SiO₂、以毫升為計量單位的DMF和單體GMA以及以克為計量單位的引發劑AIBN的用量比例為1.2-1.5:70：9.9-10.0：0.0867-0.0874。

優選地，步驟三中以毫升為計量單位的DMF和對氨基苯磺酸鈉水溶液以及以克為計量單位的PGMA/SiO₂的用量比例為50:10：1.5-1.7，其中對氨基苯磺酸鈉水溶液中每10ml溶有3.94-4.05?g對氨基苯磺酸鈉。

優選地，所述的陰離子功能化試劑也可選用對羥基苯磺酸鈉水溶液。