[发明专利]一种手性有机金属骨架空心纳米球及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种手性有机金属骨架空心纳米球及其制备方法与应用。所述手性有机金属骨架空心纳米球，其原料包括下述质量份的组分：苯乙烯43‑45份、甲基丙烯酸甲酯3‑4份、丙烯酸2‑3份、硝酸锌20‑26份、2‑甲基咪唑22‑25份和D‑组氨酸3‑5份。本发明利用水热反应，简单地得到手性有机金属骨架空心纳米球。该材料制备原料常见易得；拆分外消旋氨基酸性能优异；分离过程工序简便。

技术领域

本发明涉及一种手性有机金属骨架空心纳米球及其制备方法与应用。

背景技术

拆分外消旋氨基酸属于手性拆分技术的一个具体应用。氨基酸是蛋白质的基本构成单位，广泛应用于医药、食品等行业。氨基酸分子中含有手性中心，存在D型和L型对映异构体。这两种异构体的生理作用多数情况下是不同或完全相反的。人工合成的氨基酸大多为外消旋体，为了达到使用要求，必须手性拆分。高光学纯度的氨基酸单体一直是相关企业重要的化学原料，在重要的医药行业，对氨基酸原料的光学纯度甚至更高。

化学拆分法是研究最早的用于拆分外消旋氨基酸的方法之一，其机制简单、工艺成熟，多年来一直被企业广泛采用并批量生产。化学拆分法一般是将外消旋氨基酸与拆分剂作用生成两种非对映异构体的氨基酸衍生物，利用非对映体物理化学性质的差异分离，最后除去拆分剂。化学拆分剂的选择是这一方法的关键，合适的拆分剂应该易与对映体生成非对映体，且在拆分后又容易除去。常用的氨基酸手性拆分剂有酒石酸、樟脑磺酸、扁桃酸及其衍生物。目前化学拆分法需要解决的问题包括：提高拆分的产率和产品的旋光纯度；开发新型的适用于手性拆分的化合物及材料。

有机金属骨架(MOF)通常指金属离子或金属簇与有机配体通过自组装过程形成具有周期性无限网络结构的晶态材料，因此兼备了有机高分子和无机化合物两者的特点。由于其巨大的比表面积、方便调节的结构，成为气体吸附、客体分离、催化、生物载药等领域的研究热点材料。沸石咪唑骨架材料(ZIFs)是MOFs材料的一种，它是由过渡金属原子(Zn/Co)与咪唑或咪唑衍生物连接而生成的一类新型的、具有沸石拓扑结构的纳米多孔材料。ZIF-8是ZIFs材料中最具有代表性的一种，ZIF-8骨架结构由金属Zn离子与甲基咪唑(mIm)构成，拓扑结构与方钠石(sodalite，SOD)类似。ZIF-8的每个单元晶胞包含2个SOD笼,SOD笼直径为1.16nm，每个SOD笼通过6个Zn原子组成的六元环笼口相连，六元环笼口直径为0.34nm。由于ZIF-8独特的孔道结构，方便易得的合成方法，ZIF-8正在尝试用于吸附、分离等领域的应用。

ZIF-8材料的微纳结构及分子组成，对材料性能的影响非常大。调整块状材料形式存在的ZIF-8材料成为各种特殊的纳米结构，可以实现ZIF-8在某些基底表面上组装均匀一致、无缺陷的连续薄膜。最终应用于智能薄膜、催化剂涂层、化学传感器以及其它许多相关的纳米器件和应用。同时，ZIF-8的孔道以及外表面的化学功能性可以通过改变或修饰所使用的有机桥连配体和金属离子在分子层次上进行合理准确的调控。这样可以产生特有的客体相互作用和吸附分离效果。

目前对ZIF-8进行分子层面的手性改性，同时调控ZIF-8的纳米结构，使其高效吸附分离外消旋氨基酸的技术文献资料还很少。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种适合拆分外消旋氨基酸的手性有机金属骨架空心纳米球。

本发明所提供的手性有机金属骨架空心纳米球，其原料包括下述质量份的组分：

苯乙烯43-45份

甲基丙烯酸甲酯3-4份

丙烯酸2-3份

硝酸锌20-26份

2-甲基咪唑22-25份

D-组氨酸3-5份。