牺牲硅胶法合成分子印迹聚合物及其在拆分DL-苯丙氨酸中的应用研究

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本文综述了分子印迹聚合物合成技术的最新进展,分子印迹聚合物在拆分对映异构体、手性合成、选择性催化等方面的应用。对L-苯丙氨酸的生产方法也作了扼要的介绍,指出研究利用分子印迹技术来拆分DL-苯丙氨酸的重要意义。 以L-苯丙氨酸为模板分子,α-甲基丙烯酸和4-乙烯基吡啶为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯和1,4-二乙烯基苯为交联剂,氯仿和二甲亚砜为溶剂,分别采用传统本体聚合、乳液聚合和牺牲硅胶法制备了分子印迹聚合物。在形态表征方面,利用氮气吸附实验测定聚合物颗粒的比表面积和孔容,激光粒度分布仪测定颗粒尺寸分布范围和分布曲线。在吸附性能研究方面,本文利用紫外吸收测量技术研究聚合物的等温吸附、吸附动力学及静态吸附性能,结合紫外吸收测量与旋光分析研究聚合物的动态吸附性能。 本文就影响聚合物形态的因素进行了探讨,重点讨论了影响分子印迹聚合物静态吸附性能的主要因素如复合物的稳定程度、聚合过程中反应时间、反应温度、引发剂、交联剂种类、用量与聚合物颗粒分布的关系,聚合物后处理过程以及聚合物在使用过程中溶解与溶胀等影响因素;提出了“外部致孔剂”、“内部致孔剂”以及“固相”溶剂等重要概念,以及它们在设计和制备分子印迹聚合物中的作用;通过Scatchard分析求出了各聚合物颗粒的饱和吸附量和离解常数,指出比表面积和孔容等是影响聚合物颗粒静态吸附性能的关键因素;等温吸附研究说明了分子印迹聚合物对模板分子的吸附模型与兰格缪尔等温吸附模型的相似性;吸附动力学研究则定性揭示了聚合物颗粒对模板分子吸附速度的快慢;柱层析与动态分离因子的定量计算为利用分子印迹聚合物作为色谱手性固定相分离对映体提供了量化的依据。 通过量化的计算和定性的分析指出牺牲硅胶法制备L-苯丙氨酸分子印迹聚合物不仅具有较大的饱和吸附量,同时具备较好的静态、动态分离因子和快速的吸附动力学性能,这些都为色谱手性拆分DL-苯丙氨酸生产D-型或L-型苯丙氨酸提供了科学的依据。
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