[发明专利]具有识别能力的手性三组分聚合物及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及手性三组分聚合物、对映选择性功能单体、手性聚合物接枝表面、手性聚合物衍生硅胶的制备方法和用途。

背景技术

手性是自然界最基本的属性，手性物质广泛存在于自然界中，手性物质(特别是手性药物)的对映体在生物活性、药效、毒性和新陈代谢等方面表现出显著的差别。具有对应选择性识别和分离功能的聚合物薄膜对于手性物质对映体纯度的检测、对映体的分离和手性催化等方面具有重要的意义。当前用于对映体纯度的检测主要依赖于分离技术，特别是使用手性固定相的液相色谱、气相色谱和毛细管电泳技术等。而这一技术的核心便是手性固定相的选择和制备，本发明开发了一系列的基于手性二肽的功能单体以及硫脲作用单元，并通过表面引发-原子转移自由基聚合的方法将它们接枝到各种表面上，得到几十纳米的手性聚合物薄膜。这一类手性薄膜或手性探针分子在对单糖、氨基酸、手性药物对映体的识别和分离方面，显示出优异的效果，有望在对映体检测器件开发、大批量手性物质分离等方面获得广泛的应用。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种具有识别能力的手性三组分聚合物及其制备和应用。通过提供一类具有对映体选择性识别能力的功能单体的制备方法，并通过表面引发——原子转移自由基聚合的方法，在无机半导体Si或SiO₂、或金属Au、Ag、Cu、Al或Pt，或金属氧化物CuO或Al₂O₃等、多孔硅胶表面接枝制备手性三组分聚合物薄膜。

本发明目的采用下述方案来实现：

一种三组分聚合物，其特征在于，具有如下P1、P2、P3或，P4所示的分子结构：

P1、P2、P3和P4中，x：0.01～0.5    y：0.01～0.5

本发明的三组分聚合物的制备方法，利用原子转移自由基聚合反应机制，将三组分功能共聚物接枝到无机半导体或金属或金属氧化物表面上，获得手性三组分聚合物薄膜；所述的无机半导体为Si或SiO₂；所述的金属为Au、Ag、Cu、Al或Pt；所述的金属氧化物为CuO或Al₂O₃。

本发明的三组分聚合物的制备方法：将三组分功能共聚物衍生接枝至硅胶或多孔材料表面上，获得手性三组分聚合物薄膜；所述的多孔材料为羟基磷硅石或多孔氧化铝。

本发明的三组分聚合物应用在糖的手性识别、检测和拆分领域。

附图说明

图1、手性三组分聚合物表面P1的表面接触角值随浓度变化的关系曲线。

手性聚合物表面通过呈浓度梯度的L-或D-lyxose(来苏糖)溶液浸泡处理后，测定的表面接触角值随浓度变化的关系曲线。不同的变化响应范围，以及不同的线性关系的斜率表明手性聚合物表面对Lyxose具有很好的手性选择性识别能力，对D-lyxose的响应能力明显优于L-lyxose，同时伴随着显著的宏观变化。

图2、手性三组分聚合物表面P1对多种手性单糖的识别响应能力

图2显示了将P1聚合物表面分别浸泡在0.02mol L^-1的各种糖溶液中，浸泡10分钟后，测定表面的浸润性变化。从图中可以看到P1表面对多种手性糖均体现出了较好的手性区分能力，特别是对Lyxose(来苏糖)以及Xylose(木糖)手性选择性差异明显。因此可以用作单糖的手性检测探针，进一步开发可以用于糖的手性分离。

图3、手性三组分聚合物表面P2对多种手性单糖的识别响应能力

图3显示了将三组分聚合物表面P2分别浸泡在0.02mol L^-1的各种糖溶液中，浸泡10分钟后，测定表面的浸润性变化。从图中可以看到P2表面对多种手性糖也体现出了较好的手性区分能力，特别是对Arabinose(阿拉伯糖)以及Mannose(甘露糖)手性选择性差异明显。因此也可以用作单糖的手性检测探针，进一步开发可以用于糖的手性分离。

图4、在硅胶表面接枝三组分聚合物的结构图。

具体实施方式

实施例中所用原料：