[发明专利]一种亲水性手性拆分聚砜膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子膜材料技术领域，特别涉及一种亲水性手性拆分聚砜膜及其制备方法和应用。

背景技术

分子式相同，构造式也相同，只是因为原子在空间上的排列不同而使两种异构体互为实物和镜像的关系或左手和右手的关系。物质的这种特性，称之为手性。手性是自然界的一种普遍现象，构成生物体的基本物质如氨基酸、糖类等都是手性分子。

当一个手性化合物进入生命体时，它的两个对映异构体通常会表现出不同的生物活性。分子药理学研究发现，含有手性因素的化学药物对映体，在人体内的药理活性、代谢过程和毒性存在着显著差异。在通常情况下，只有一个对映体具有药理作用，而另一个对映体不仅无药理作用，还会产生一定副作用。近年来手性化合物在药物、食品、香料、建筑等诸多领域中扮演着越来越重要的角色，因此，光学纯药物需求与日俱增，所以，物质的手性合成和分离等，对人类来讲具有不可轻视的重大意义。

然而，手性源合成法合成路线步骤繁多，产物成本高昂；不对称合成面临产率低、成本高和手性源制约的挑战。比较而言，混旋体拆分在获取单手性物质种类、数量以及成本等方面均具优势。传统手性拆分技术（结晶法、化学法、萃取法、色谱法等）多存在处理量少、操作较繁琐、成本高和拆分对象窄限制。而膜法拆分具有低成本、低能耗、连续不断运转模式和易于规模化等优点，被普遍认为是进行大规模手性拆分非常有潜力的方法之一，具有良好的应用前景。因此，手性拆分膜技术引起了国内外研究者们的广泛关注，并成为膜学界研究的新热点。

制备具备手性分子分离功能的膜，需要对膜进行改性，改性的方法有很多。比如共混，复合，化学改性，引发接枝，光照辐射接枝，低温等离子接枝，酶引发接枝等。共混法相对于其他方法来说，在改性后的流量，可再生性，环保性，成本性上具备优势，尤其是简单操作性上具有明显的优势。但是普通的共混膜，由于共混部分与膜基材作用力不够，在使用过程中很容易流逝，导致膜的手性拆分性能逐渐减弱，使用效率不高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种亲水性手性拆分聚砜膜的制备方法。本发明采用两亲性分子刷与膜基材通过相转移法共混制膜，在水中成膜时亲水的侧链可以随着水相流动而组装在膜孔和膜表面位置，另一个侧链可以与膜基材互容，在成膜过程中与基材相容、纠缠，类似与“锚”将分子刷固定在膜上。这样的膜，分子刷添加量少，即可得到很好的亲水效果，并且使用稳定，分子刷并不会随着使用而逐渐流失，同时在膜孔和膜表面引入了官能团，以便进一步引入手性识别位点。接着通过酯化等化学反应，让手性识别体与在膜孔分布的“-COOH”进行反应，从而得到手性识别位点精确固定在膜表面和膜孔位置的手性拆分膜。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的亲水性手性拆分聚砜膜。

本发明再一目的在于提供上述亲水性手性拆分聚砜膜在分离外消旋体中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种亲水性手性拆分聚砜膜的制备方法，包含以下具体步骤：

（1）将1～10重量份功能性共混添加剂，3～30重量份致孔剂，10～100重量份聚砜，溶解于100～500重量份有机溶剂中，得到铸膜液。

（2）将铸膜液倾倒在玻璃板上，刮制均匀。

（3）静置后，将玻璃板浸泡于凝固浴中成膜，再放入水中浸泡，取出真空干燥，得到亲水性聚砜膜。

（4）把亲水性聚砜膜浸泡于含有1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）的磷酸盐缓冲液中，取出再置于含有氨基环糊精的磷酸盐缓冲液中反应，得到亲水性手性拆分聚砜膜。

本发明使用EDC和NHS活化亲水性聚砜膜上的羧基，使其形成活泼的配体，以便与氨基环糊精更好的反应。

步骤（1）所述的功能性共混添加剂指PSF-g-(PMMA-r-PAA)、PSF-g-(PMMA-r-PMAA)、PSF-g-(PnBA-r-PAA)和PSF-g-(PnBA-r-PMAA)中的至少一种。

其中，PSF即聚砜，PMMA即聚甲基丙烯酸甲酯，PAA即聚丙烯酸，PMAA即聚甲基丙烯酸，PnBA即聚丙烯酸正丁酯醚。

步骤（1）所述的致孔剂指聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）中的至少一种。

步骤（1）所述聚砜的剪切分子量为10000～50000Da。

优选地，所述聚砜指德国巴斯夫公司的S3010型聚砜，剪切分子量为50000Da。