[发明专利]具有多孔结构的手性聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有多孔结构的手性聚合物微球，手性聚合物微球由同心的多层壳结构组成，多层壳结构的各层之间形成螺旋构象，手性聚合物微球具有光学活性。本发明还公开了一种制备具有多孔结构的手性聚合物微球的方法，包括：形成均匀的液晶混合物，其中液晶混合物包含反应性液晶、非反应性液晶、手性添加剂和聚合引发剂；将液晶混合物乳化形成液晶微滴分散在连续相中；聚合液晶微滴中的反应性液晶，形成中间微球；从中间微球中移除未聚合的非反应性液晶和手性添加剂，形成手性聚合物微球。本发明公开的手性聚合物微球具有多孔结构和在溶剂中可溶胀的特性，可用作手性色谱分离的固定相，提高手性分离的效果。

技术领域

本发明涉及聚合物微球领域，特别涉及具有多孔结构的手性聚合物微球及其制备方法。

背景技术

手性是自然界的重要的特征，随着生命科学的发展，对光学纯物质的需求量也日渐增加，手性分离日益引起人们的关注。而随着手性分离和分析领域的迅速发展，对于手性材料的手性识别效率和拆分范围提出了更高的要求，因此设计和开发新型具有高效手性识别能力的手性材料已成为该领域亟待解决的问题之一。目前手性分离常用的方法主要是手性色谱法，其通过在色谱柱中引入手性环境，使光学异构体对色谱柱的吸附力呈现出差异，最终达到分离光学异构体的目的。现有手性色谱柱大多通过键合手性基团、手性填充或手性涂层等方式，在色谱柱的固定相表面上构建手性环境，其中多糖类衍生物手性固定相凭借手性分离性能好、手性识别范围广等优点在色谱中广为应用。但由于此类手性固定相通过涂覆或化学键合的手段获得，多糖衍生物的含量较低，承载能力有限，极大地限制了固定相在大规模制备分离领域的应用。

聚合物微粒由于具有可控的尺寸、形状、以及巨大的比表面积结构，广泛应用于生化分离、反应催化、细菌检测和药物释放等领域。在生化分离中，聚合物微球的主要应用是作为色谱柱的固定相，具有较好的机械稳定性、较高的分离容量、容易制备且生产成本比较低的优点。而聚合物微球作为手性固定相，也仅通过键合手性基团、手性填充或手性涂层等方式，在聚合物微球表面构建手性环境，同样具有手性点分布不均匀、手性分离承载能力弱的缺点。

因此，需要一种手性聚合物微球，其无需化学键合或涂覆的方式进行手性修饰，制备方法更简单，可直接生成手性的立体结构，从而提高手性固定相的承载能力，且作为手性固定相时，具有更大的分离承载能力，以改善手性分离的效果。

发明内容

为满足上述需求，本发明一方面提供一种具有多孔结构的手性聚合物微球，所述手性聚合物微球由同心的多层壳结构组成，且多层壳结构的各层之间形成螺旋构象，手性聚合物微球具有光学活性。

在一些实施方案中，本发明提供的手性聚合物微球在不同的溶剂中呈现不同的溶胀状态。溶剂包括水和有机溶剂，有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、乙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺等。

在一些实施方案中，手性聚合物微球在乙醇中溶胀后的平均粒径为10微米到150微米。

本发明另一方面提供一种制备手性聚合物微球的方法，包括：

(I)形成均匀的液晶混合物，其中液晶混合物包含反应性液晶、非反应性液晶、手性添加剂和聚合引发剂；

(II)通过乳化使液晶混合物形成分散在连续相中的液晶微滴；

(III)聚合液晶微滴中的反应性液晶，形成中间微球；

(IV)从中间微球中移除未聚合的非反应性液晶和手性添加剂，形成手性聚合物微球。

在优选实施方案中，乳化的方式为膜乳化。

在一些实施方案中，连续相包含微滴稳定辅助剂。在优选实施方案中，微滴稳定辅助剂为表面活性剂。

在一些实施方案中，聚合方式可以是光聚合、热聚合或辐射聚合。在优选实施方案中，聚合方式为光聚合。