专利名称：拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法。
背景技术：
氨基酸在自然界普遍存在，是组成蛋白质的基本单元，且存在于生命体内的游离态氨基酸在机体的代谢与机能调节中也发挥着很重要的作用。具有生物活性的天然氨基酸均为L-型，而化学合成制备的氨基酸则一般为DL-型的外消旋体，这两张氨基酸对映体的生理作用迥然不同，它们的生物活性与生物体内的手性环境(酶、激素、受体、抗体等)密切相关。氨基酸对映体的拆分在生命科学的研究中具有十分重要的意义，同时，随着氨基酸在药物合成、食品与饲料工业、日用化工品等领域中应用的快速发展，对化学合成的氨基酸进行手性分离，制备光学纯的氨基酸显得越来越重要。目前，分离氨基酸对映体的方法主要有结晶法(经典法)、酶法、化学拆分法、膜分离法及色谱法(包括气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳(CE)法及手性配基交换色谱(CLCE)等法)。上述几种非色谱方法，有的适用范围窄；有的步骤繁多、处理效率低；有的则成本高，放大过程成本昂贵；而各种色谱法，但都局限于分析化学领域，难以达到工业化生产规模。因此，在氨基酸对映体的拆分方面，仍然存在成本高、分离效果查以及难以达到规模化分离等问题。分子印迹聚合物(Molecular Imprinted Polymer，MIPs)是被精心裁制的一类功能聚合物材料，其内部分布有大量模板分子的印迹空穴，这些印迹空穴与模板分子在尺寸大小、空间结构、结合位点等方面高度地相匹配，使得分子印迹聚合物对模板分子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性，被人们称为人工抗体或人工接受器。目前，分子印迹聚合物已被广泛地用于各种高科技领域，尤其在物质的分离、纯化与富集浓缩领域，以分子印迹聚合物为固体吸附剂的分子印迹固相萃取法(MIPSPE)应运而生，得到了广泛的应用。在手性氨基酸的拆分领域，虽然分子印迹聚合物也受到了很大关注，已有若干研究，但在这方面存在两个明显的局限(1)制备印迹聚合物的方法大多为包埋法，所制得的印迹聚合物的性能较差；( 印迹聚合物目前大多只用作为色谱固定相，用来研究氨基酸对映体的分离分析，其性能还远不能达到固相萃取剂的水平，无法实现对氨基酸对映体进行规模化的固相萃取。
发明内容
本发明的目的是解决手性氨基酸的拆分效率低，且难以达到工业化生产规模的问题，而提供了一种拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法。本发明利用表面接枝有聚二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯(DMAEMA)的功能接枝微粒 PDMAEMAS/Si02与酸性氨基酸分子之间的强静电与氢键相互作用，采用新型表面印迹方法， 实施了对映体L-天冬氨酸(L-Asp)的分子印迹，制得了印迹材料MIP_PDMAEMA/Si02，以D-天冬氨酸(D-Asp)为比照，深入研究了印迹材料MIP-PDMAEMA/Sih对模板分子L-Asp 的分子识别特性。本发明是通过以下技术方案实现的一种拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法，包括以下步骤(1)、硅胶表面化学改性将10_15g活化硅胶加入到100_150ml水溶剂中，并加入 10-15ml的偶联剂甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，在50°C下反应20-24h，抽滤后的产物用乙醇反复洗涤，真空干燥，制得经表面改性的硅胶微粒MPS-SiO2 ；(2)、硅胶微粒表面化学接枝聚甲基丙烯酸在四口烧瓶中加入1-1. 5g改性的硅胶微粒MPS-SiO2,再加入80-100mL水和4_5mL单体DMAEMA，通氮气30min，以排除体系中的空气，然后将体系的温度升至40°C，加入引发剂过硫酸铵，在75°C下进行接枝聚合反应 10-1 1，抽滤，得到接枝微粒DMAEMA/Si02，再在索氏抽提器中用乙醇抽提Mh，以除去物理吸附在接枝微粒表面的聚合物，然后进行真空干燥；(3)、硅胶微粒表面分子印迹材料的制备称取1-1. 5g接枝微粒DMAEMA/Si02，置于2000mL浓度为0. 2-0. 3g/L的L-Asp水溶液中，调节体系的pH值，使pH = 4，然后置于恒温振荡器中，恒温振荡2. 5h,使接枝的DMAEMA充分溶胀，并使接枝微粒对L-Asp的吸附达到饱和，滤出微粒，真空干燥，然后将2. 5g饱和吸附了 L-Asp的接枝微粒置于浓度为0. 24g/L 的L-Asp的水和乙醇混合溶剂中，水和乙醇的体积比为7 3，调节体系的pH值，使pH = 4，加入0. 1-0. 12mL的二氯乙醚，在35°C下搅拌20_24h，反应结束后，用氢氧化钠溶液反复洗涤，除去模板分子L-Asp，再用蒸馏水洗涤，抽滤，真空干燥，即得L-Asp分子表面印迹材料 MIP_PDMAEMA/Si02。所述硅烷偶联剂也可以为三甲氧基烯丙基硅烷或三甲氧基乙烯基硅烷。所述的引发剂过硫酸铵的加入量为单体质量的1-1. 2%。制备表面印迹材料MIP-PDMAEMA/Si02的制备过程如
图1所示。效果证明实验一首先使用L-Asp分子表面印迹材料MIP_PDMAEMA/Si02，对外消旋体D，L-Asp溶液进行拆分实验(即竞争吸附实验)，以考察其对L-Asp分子的识别特性及对两种对映体的拆分能力配制浓度约为0. Mg/L的D，L-Asp溶液(旋光度为零)，取25mL溶液于具塞锥形瓶中，加入约0. 02g的印迹材料MIP_PDMAEMA/Si02，在恒温振荡器中振荡2. 5h，使吸附达到平衡，离心分离，采用紫外分光光度法测定上清液中天冬氨酸的总平衡浓度，并用旋光仪测定上清液的旋光度与比旋光度。再用公式(1)计算出溶液中L-Asp与D-Asp的平衡浓度， 然后按公式(2)，计算L-Asp与D-Asp的分配系数。
权利要求
1.一种拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法，其特征是包括以下步骤(1)、硅胶表面化学改性将10-15g活化硅胶加入到100-150ml水溶剂中，并加入 10-15ml的偶联剂甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，在50°C下反应20-24h，抽滤后的产物用乙醇反复洗涤，真空干燥，制得经表面改性的硅胶微粒MPS-SW2 ；(2)、硅胶微粒表面化学接枝聚甲基丙烯酸在四口烧瓶中加入1-1.5g改性的硅胶微粒MPS-SiO2,再加入80-100mL水和4_5mL单体DMAEMA，通氮气30min，以排除体系中的空气， 然后将体系的温度升至40°C，加入引发剂过硫酸铵，在75°C下进行接枝聚合反应10-1池， 抽滤，得到接枝微粒DMAEMA/Si02，再在索氏抽提器中用乙醇抽提Mh，以除去物理吸附在接枝微粒表面的聚合物，然后进行真空干燥；(3)、硅胶微粒表面分子印迹材料的制备称取l_1.5g接枝微粒DMAEMA/Si02，置于 2000mL浓度为0. 2-0. 3g/L的L-Asp水溶液中，调节体系的pH值，使pH = 4，然后置于恒温振荡器中，恒温振荡2. 5h,使接枝的DMAEMA充分溶胀，并使接枝微粒对L-Asp的吸附达到饱和，滤出微粒，真空干燥，然后将2. 5g饱和吸附了 L-Asp的接枝微粒置于浓度为0. 24g/L的 L-Asp的水和乙醇混合溶剂中，水和乙醇的体积比为7 3，调节体系的pH值，使pH = 4， 加入0. 1-0. 12mL的二氯乙醚，在35°C下搅拌20-24h，反应结束后，用氢氧化钠溶液反复洗涤，除去模板分子L-Asp，再用蒸馏水洗涤，抽滤，真空干燥，即得L-Asp分子表面印迹材料 MIP-PDMAEMA/Si02O
2.根据权利要求1所述的拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法，其特征是所述硅烷偶联剂也可以为三甲氧基烯丙基硅烷或三甲氧基乙烯基硅烷。
3.根据权利要求1或2所述的拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法，其特征是所述的引发剂过硫酸铵的加入量为单体质量的1-1. 2%。
全文摘要
本发明公开了一种拆分手性天冬氨酸的新材料的制备方法，用解决目前分离L-Asp困难效率低的问题，包括以下步骤硅胶微粒的活化；硅胶微粒表面化学键连含双键的硅烷偶联剂；硅胶微粒表面化学接枝聚甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯；硅胶微粒表面分子印迹聚合物的制备。本发明以硅胶微粒为载体，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯作为接枝于微粒或微球表面的功能大分子材料，以二卤乙醚为交联剂，制得了对L-Asp分子结合速度快、识别选择性强、结合容量高的表面印迹材料，所述方法制备的表面印迹材料适合于工业化生产的要求，材料利用率高，成本低，对L-Asp分子具有很好的选择性与识别和结合性。
文档编号B01D15/08GK102225989SQ201110101448
公开日2011年10月26日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者安富强, 杜瑞奎, 高保娇 申请人:中北大学