[發(fā)明專利]一種高選擇性苯硼酸功能化有機聚合物及其制備方法和應用

在審

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• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112430289A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 王奮英;王丹;李前進
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C08F222/38
• 分類號: C08F222/38;C08F230/06;B01D11/04
• 代理公司: 南昌金軒知識產(chǎn)權代理有限公司 36129
• 代理人: 孫文偉

一種高選擇性苯硼酸功能化有機聚合物及其制備方法和應用。首先將含有雙鍵官能團的苯硼酸功能單體和交聯(lián)劑甲叉雙丙烯酰胺按照一定比例溶于乙醇或二甲亞砜等有機溶劑或其水溶液中，然后加入引發(fā)劑，最后通過加熱或氧化還原反應引發(fā)自由基聚合反應，一鍋合成出苯硼酸功能化有機聚合物。該類苯硼酸有機聚合物能夠在水溶液中高選擇性富集核苷分子，無需添加有機溶劑去除非特異性吸附，對腺苷的吸附容量達到12.3mg/g。另外，本發(fā)明的合成方法簡單易操作，而且產(chǎn)量高，在選擇性萃取、富集和分離生物樣品中的核苷分子方面具有良好的應用價值和前景。

技術領域

本發(fā)明屬于分析化學領域，涉及親和材料的合成，特別是一種高選擇性苯硼酸功能化有機聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

苯硼酸功能化材料對含有順式二羥基官能團的分子如核苷類、糖類和糖蛋白，具有選擇性識別能力，其識別原理pH依賴的，即在高pH條件下，苯硼酸可與順式二羥基分子形成共價復合物，當pH環(huán)境變?yōu)樗嵝詴r，該復合物將解離釋放出順式二羥基分子。該pH可控捕獲/釋放特性，在分離、傳感、成像、診斷和藥物遞送等方面有著廣泛的應用，尤其在分離科學中，報道了各種苯硼酸功能化材料如有機聚合物顆粒、二氧化硅球、磁性材料和整體柱，能夠顯著提高檢測目標分子的靈敏度和準確度。然而，非特異性吸附在選擇性富集過程中往往會帶來一些麻煩，降低萃取效果，尤其是疏水相互作用引起的非特異性吸附，通常需要使用有機溶劑，這將增加預處理操作的復雜性(J.Sep.Sci.2009,32,1673-1685；RSCAdv.2015,5,106161-106170；J.Sep.Sci.2015,38,460-467；J.Chromatogr.A 2013,1305,123-130；J.Chromatogr.A 2012,1256,114-120；Chem.Commun.2011,47,9675)。

由于順式二羥基生物分子經(jīng)常存在于水溶液中，為了避免由于疏水作用產(chǎn)生的非特異性吸附，可以利用親水性的二氧化硅材料或丙烯酰胺類有機聚合物，但是需要合成親水性的3-丙烯酰胺苯硼酸或4-(3-丁烯磺酰基)苯硼酸，合成成本較高(J.Chromatogr.A2012,1256,114-120；Chem.Commun.2011,47,5067-5069)。如果用乙烯基苯硼酸代替3-丙烯酰胺苯硼酸制備苯硼酸功能化二氧化硅材料，則必須在結合溶液中加入乙腈等有機溶劑以消除非特異性吸附(Chem.Commun.2011,47,9675)。另外，其他相互作用如氫鍵相互作用也會產(chǎn)生非特異性的相互作用，干擾苯硼酸修飾材料的選擇性識別能力，因此優(yōu)化合成條件以開發(fā)高選擇性苯硼酸功能化材料是必要的和有價值的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中材料的非特異性吸附，會導致一些低豐度核苷分子很難被發(fā)現(xiàn)的問題，提供一種高選擇性苯硼酸功能化有機聚合物及其制備方法和應用。

一種高選擇性苯硼酸功能化有機聚合物，以甲叉雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑形成骨架結構，可聚合苯硼酸為功能單體形成分子識別官能團，在二甲亞砜或乙醇或它們與水的混合液中一步合成，所得材料能夠在純水溶液環(huán)境中高選擇性地富集實際樣品中的核苷分子。

優(yōu)選的，高選擇性，指在純水溶液環(huán)境中，無需添加有機溶劑去除非特異性吸附，即可選擇性吸附樣品溶液中的核苷分子。

一種高選擇性苯硼酸功能化有機聚合物的制備方法，包括：首先將可聚合苯硼酸單體和甲叉雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶于反應溶劑中，然后加入引發(fā)劑AIBN或過硫酸銨/N,N,N',N'-四甲基乙二胺以引發(fā)聚合反應，用氮氣吹掃10分鐘，得到預聚合溶液；然后密封該預聚合溶液，并將其置于60℃的水浴中或常溫條件下，攪拌反應24h，離心收集聚合物并用甲醇洗滌，最后在50℃下干燥，即獲得該苯硼酸功能化有機聚合物。

優(yōu)選的，苯硼酸單體的摩爾體積分數(shù)為0.0125～1.25mol/L，甲叉雙丙烯酰胺交聯(lián)劑的摩爾體積分數(shù)為0.125～25mol/L，自由基引發(fā)劑AIBN的摩爾體積分數(shù)為0.005mol/L。