[发明专利]一种手性MOF-聚苯胺杂化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种手性MOF‑聚苯胺杂化材料及其制备方法以及基于该杂化材料用于检测手性药物对映体的应用，属于复合材料、催化技术技术领域。其主要步骤是将L‑天冬氨酸的碱性水溶液与硝酸铜‑聚苯胺的水溶液共混，室温静置过夜后，离心分离、洗涤、干燥制得。采用该杂化材料构建的手性MOF‑聚苯胺杂化材料传感器，用于L‑组氨酸和D‑组氨酸对映体含量的灵敏检测。

技术领域

本发明涉及一种手性MOF-聚苯胺杂化材料及其制备方法和应用，属于纳米材料、金属有机配合物纳米材料与手性传感检测技术领域。

背景技术

分子式和构造式相同，其构型互为镜像关系但无法重叠的异构体，称为对映异构体，简称对映体，相应的分子称为手性分子。现代医药和农药行业中许多重要的分子是手性分子。很多情况下，对映体中的一种表现出所需要的生理活性，而对映体中的另一种则表现出无活性甚至毒性。由于对映体在非手性环境下表现出相同的物理和化学特性，因此，对映体的识别和量化是一个重要的研究课题。目前，基于手性固定相的核磁共振(NMR)、气相色谱(GC)和高效液相色谱法(HPLC)对对映体的检测和分析，仍广泛应用于实验室和工业生产中，对控制相关产品的质量具有重要的作用。然而，这些方法需要高浓度的分析物，操作过于复杂，仪器相对昂贵，并且，通常情况下，气相色谱法和高效液相色谱法耗时长。分子印迹聚合物(MIPs)拥有80多年的历史，在对映体分析的基础研究上已取得相当大的进展。因MIPs创建的三维交联聚合物对于模板或者靶向分子的形状、尺寸和官能团有记忆，因此，MIPs选择性强，但也存在一些问题，如模板消除不彻底，传质能力弱，结合能力差和动力学速率低，因此，限制了该技术在的广泛应用。电化学传感技术具有高选择性、仪器成本低廉、操作简便以及实时在线检测等优点。与色谱仪器不同，该技术的检测范围广，适于低浓度检测。然而，目前，电化学手性传感的研究还处于初级阶段。

制备传感器电活性界面材料是电化学手性传感器的关键。手性金属有机框架物(MOFs)是由金属离子和多齿手性配体合成的一类新型晶体材料。由于手性MOFs超高的表面积、明确的网络结构、可控的手性通道和孔隙以及主客体相互作用等诸多优点，使其在电化学手性传感器方面有着潜在的应用前景。但迄今为止，仅几例报道非手性MOFs作为电化学传感用于检测一些非手性物质。例如，Gassensmith的团队用γ-环糊精的衍生物CD MOF-2定量测量空气中CO₂浓度。吴的团队研制出一种水稳定Cu-MOF {[Cu₂(HL)₂(µ₂-OH)₂(H₂O)₅]·H₂O}_n(H₂L= 2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩)同时检测抗坏血酸和L-色氨酸的。除此之外，也有极少的文献报道非手性MOFs材料及其衍生物在酶生物传感器中的应用。

聚苯胺是一种导电聚合物，其在不对称合成、手性拆分、手性识别以及微波吸收等电化学方面具有良好的前景和应用。据我们所知，目前还没有手性MOFs-聚苯胺复合材料电化学识别手性化合物的报道。

同时，聚苯胺上的含氮官能团能够加强聚苯胺与MOFs的配位，并诱导MOFs的生长，在性质上，MOFs和聚苯胺必将发挥协同作用。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种手性MOF-聚苯胺杂化材料及其制备方法，该方法所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。

本发明的技术任务之二是提供一种手性MOF-聚苯胺杂化材料的用途，即将该手性MOF-聚苯胺复合材料用于高效检测L-组氨酸和D-组氨酸对映体的含量，该检测仪器成本低、分析效率高、操作方便，操作技术要求低。

本发明的技术方案如下：

1. 一种手性MOF-聚苯胺杂化材料的制备方法