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近年来,生产单一对映体的手性药物已经成为世界制药企业的追求目标,天然获取纯手性物质的种类和数量十分有限,不对称合成技术又面临产率低、成本高和手性源制约的挑战,手性拆分在获取单一手性物质的种类、数量以及成本等方面均具优势。为了实现回收和重复利用的目的,温敏性材料N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)作为新智能材料被引入到手性药物的分离萃取领域中。本研究通过在智能凝胶主链中引入手性识别单元,使其同时具有手性识别能力和环境响应能力,并在不同条件下测试其吸附和拆分性能。
本文首先以L-苯丙氨酸(L-phe)为原料在冰醋酸中与乙醇胺反应得到L-苯丙氨酸-2-胺基乙酯,再与丙烯酸发生酰化反应得到手性单体(AAc-L-EAphe)。将手性单体与NIPAAm在不同的溶剂中聚合,并通过改变两个单体的投料比,制备了不同质量比R(R=AAc-L-EAphe/(NIPAAm))的手性共聚水凝胶,并利用FTIR对手性单体和手性凝胶的结构及组成进行表征。
分别考察了手性凝胶的低临界转变温度(LCST)以及在不同条件下溶胀性、退溶胀动力学和再溶胀动力学等性能,结果发现手性凝胶都具有良好的温度敏感性。室温下,手性凝胶的溶胀率均低于PNIPAAm凝胶,在高于LCST条件下凝胶剧烈收缩,水保留率降低;而在低于LCST的条件下,凝胶可继续吸水溶胀,随着手性单体的引入,手性凝胶的LCST下降,共聚的手性单体越多,LCST下降越快,且对温度的敏感性越弱。
手性凝胶对不同构型苯丙氨酸的吸附性能进行研究发现,相比于PNIPAAm凝胶,由于手性单体的加入,手性凝胶对手性化合物表现出更快的吸附速率及更大的吸附量,外界温度和pH值的改变会影响到凝胶的吸附性能,对D-构型的对映体进行选择性吸附;手性凝胶具有重复利用性。
手性凝胶对对映体的拆分性能研究表明手性凝胶具有良好的拆分性能,且操作条件温和,步骤简单。