一种高分子刷接枝硼酸亲和分离材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型分离材料及其制备方法，具体涉及一种硼酸亲和分离材料， 属于分离技术和功能材料制备领域。
【背景技术】
[0002] 含顺式邻二醇的分子在生物体内具有重要的生理作用。一些顺式邻二醇分子，如 糖，糖蛋白，RNA、核苷、儿茶酚胺等是很多疾病诊断过程中的标志物，由于这些顺式邻二醇 物质在生物样品中含量很低，并且有大量干扰物质存在，高效分离富集是准确分析顺式二 醇类物质的关键。此外，一些顺式邻二醇分子，如某些黄酮类、蒽醌类和多酚类物质是中药 和蔬菜、水果中的主要药用成分，高效分离这类物质对药物开发和生产具有非常重要的意 义。
[0003] 硼酸与顺式二醇能够在碱性溶液中生成五元或六元环酯，而当pH降至酸性或向 溶液中加入较高浓度其他顺式二醇类物质时，硼酸酯又会发生解离。因此，硼酸对顺式二醇 类分子具有选择性识别作用，硼酸亲和是分离和富集顺式邻二醇物质的有效手段。近年来， 硼酸亲和材料的研宄及应用得到了很大的发展。然而，目前该类材料的制备普遍采用的是 将含硼酸基分子键合在无机或有机基质表面（Analyst，2013，138: 1876-1885)，或将硼 酸基单体与交联剂共聚制成整体柱（Trends Anal. Chem.，2012，37，148-161)。所得材 料只有非常有限的单层吸附作用层，吸附位点少，造成实际应用中分离和富集效率较低，因 而吸附容量较低。此外，现有硼酸亲和材料对顺式邻二醇分子的吸附动力学较慢，不利于快 速分离富集。
[0004] 可逆加成断裂链转移（RAFT)是高分子材料合成领域的一种新方法。RAFT聚合就 是增长链自由基与链转移试剂(双硫酯或三硫酯）之间快速的可逆加成断裂的过程。RAFT 聚合有以下优点：1)可以在多种类型试剂中发生可控聚合，聚合环境比较温和；2)用于表 面修饰时，可显著提高聚合物接枝密度；3)可以向聚合产物引入各种端基官能团，从而实现 分子层面的设计，得到不同用途的材料；4)可形成各种聚合物结构，如嵌段共聚物、星状聚 合物、分子刷等。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种吸附容量高、传质速率快的高分子刷接枝的新型硼酸亲 和分离材料，以克服现有硼酸亲和分离材料吸附容量低、传质速率慢等不足。
[0006] 本发明的另一目的是提供上述硼酸亲和分离材料的制备方法。
[0007] 本发明的还有一个目的是提供上述硼酸亲和分离材料在含顺式邻二醇生物分子 分离和富集中的应用。
[0008] 本发明实现过程如下： 结构式所示的分离材料，
【主权项】
1. 如下结构式所示的分离材料，
2. 权利要求1所述分离材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将3-氨基苯硼酸溶解到氢氧化钠溶液中，然后加入丙烯酰氯，盐酸调节溶液pH为 1-2,析出白色固体，过滤、洗涤、干燥，得间丙烯酰胺苯硼酸； (2) 将正十二烷基硫醇和甲基三辛烷基氯化铵溶于丙酮中，依次加入二硫化碳、氯仿 和氢氧化钠反应，最后加入盐酸调节溶液pH 1-2,过滤、重结晶得结构如下所示的RAFT试 剂十二烷基-2, 2-二甲基乙酸三硫酯，
(3) 将表面氨化的固相基质分散于四氢呋喃中，加入十二烷基_2,2_二甲基乙酸三硫 酯、二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，室温下反应，过滤、洗涤得到RAFT试剂修饰的 固相基质； (4) 将RAFT试剂修饰的固相基质、N，N-二甲基甲酰胺、间丙烯酰胺苯硼酸和偶氮二异 丁腈在氮气保护下在60 ~80 °C反应，反应结束后用冰甲醇沉淀，过滤、洗涤、干燥得到高分 子刷接枝硼酸亲和分尚材料。
3. 根据权利要求2所述分离材料的制备方法，其特征在于：所述的表面氨化的固相基 质为氨化聚丙烯酸、氨化硅胶、氨化琼脂糖或氨化磁性纳米粒子。
4. 根据权利要求2所述分离材料的制备方法，其特征在于：步骤（4)中间丙烯酰 胺苯硼酸与固相基质质量比为1:1~3:1，间丙烯酰胺苯硼酸与偶氮二异丁腈摩尔比为 100:1~200:1，聚合温度为60 ~ 80 °C，聚合反应时间为6 ~ 24 h。
5. 权利要求1所述的高分子刷接枝硼酸亲和分离材料在分离和富集含顺式邻二醇生 物分子中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种高分子刷接枝硼酸亲和分离材料及其制备方法。本发明采用可逆-加成断裂链转移（RAFT）聚合法，以含苯硼酸基团的酰胺类化合物为单体，在聚丙烯酸、硅胶、琼脂糖和磁性纳米粒子表面进行聚合，得到高分子刷接枝的硼酸亲和分离材料。本发明的分离材料具有吸附容量高，选择性好，传质速率快的特点，可用于含顺式邻二醇生物分子的分离制备和含量分析，可大大提高分离富集效率。
【IPC分类】C08F293-00, B01D15-38, B01J20-30, B01J20-281
【公开号】CN104861130
【申请号】CN201510228136
【发明人】许欢欢, 王超展, 卫引茂
【申请人】西北大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月7日