[发明专利]一种L-酒石酸修饰的自具微孔聚合物膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种L‑酒石酸修饰自具微孔聚合物膜及其制备方法，首先将N,N‑二甲基甲酰胺移入干燥的三口烧瓶，再取5,5’,6,6’‑四羟基‑3,3,3’,3’‑四甲基‑1,1’‑螺旋双茚满及3,4,5,6‑四氟邻苯二腈移入三口烧瓶中，搅拌至溶解后，再加入无水碳酸钾和L‑酒石酸；将非均相混合物抽真空，并通入氮气进行保护，加热搅拌；冷却至室温后，往烧瓶中加入去离子水，然后抽滤，得到黄色沉淀，分别用水和甲醇进行多次润洗；最后将得到的产物进行真空干燥；将产物用四氢呋喃溶解后，在室温下倒入到直径为6cm的石英培养皿中制膜；本发明聚合物膜中引入了L‑酒石酸，使膜具有手性特征，从而使其具有手性识别能力。

技术领域

本发明涉及高分子膜领域，具体涉及一种L-酒石酸修饰自具微孔聚合物膜及其制备方法。

背景技术

手性是自然界的本质属性之一，自然界中广泛存在手性化合物，比如生物体中的基本物质如氨基酸、糖类等，因此化学界十分重视手性物质的研究开发。迄今, 手性拆分技术主要有膜拆分法、化学拆分法、酶法拆分、色谱拆分法、诱导结晶法、萃取拆分法等。尽管高效液相色谱在拆分手性化合物方面非常有优势，可调节流动相范围广、有效塔板数高等，使其成为目前大规模拆分手性化合物主要的手段之一；然而，目前绝大多数的拆分方法都有其局限的地方：比如结晶拆分所耗费的成本比较高，要消耗昂贵的拆分试剂并只能针对特定的拆分系统；使用酶法拆分手性化合物则面临着催化效率的不可逆下降；色谱法则具有不连续和固定相材料昂贵等缺点。与上述方法相比，膜拆分法具有低能耗，高载量和可连续操作等优势，使其可用于大规模拆分手性化合物。

目前，高比表面积的微孔材料在分离提纯、非均相催化和气体吸附等方面的应用前景十分广阔，因而受到了广泛的关注。已报道的手性膜，除了液态手性膜外，大体可分成两类，一类是基于选择性扩散的手性膜，另一类则为基于选择性吸附的手性膜。前者的渗透速率与手性识别能力通常成反比，从而阻挡了其进一步的工业应用；而后者需要精密制备的多孔材料以及昂贵的手性识别剂，制备工艺复杂，而且渗透过程当中难以避免非选择性渗透的产生。因此，制备一种具有适合尺寸和高选择性的手性膜将是突破手性膜研究的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种L-酒石酸修饰自具微孔聚合物膜及其制备方法，将5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺旋双茚满与3,4,5,6-四氟邻苯二腈作为聚合单体，L-酒石酸作为手性结构单元，用以制备具有手性选择性的自具微孔聚合物膜。针对氨基酸对映体，因为自具微孔聚合物膜对D型与L型氨基酸的相互作用不同，氨基酸对映体之间不同的渗透率会引发手性异构体的分离。实验进一步考察了酪氨酸对映体、色氨酸对映体、苯丙氨酸对映体通过L-酒石酸修饰自具微孔聚合物膜时的渗透行为，并与L-酒石酸未修饰的自具微孔聚合物膜进行对比。由于自具微孔聚合物膜对D/L-色氨酸（苯丙氨酸、苯丙氨酸）的吸附能力不同，因此D-酪氨酸（色氨酸、苯丙氨酸）和L-酪氨酸（色氨酸、苯丙氨酸）在自具微孔聚合物膜两端的迁移速率不同而达到分离的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种L-酒石酸修饰的自具微孔聚合物膜，组成成分包括N,N-二甲基甲酰胺、5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺旋双茚满、3,4,5,6-四氟邻苯二腈 、无水碳酸钾和L-酒石酸。

L-酒石酸修饰的自具微孔聚合物膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）量取N,N-二甲基甲酰胺，移入干燥的三口烧瓶中，加入5,5’,6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺旋双茚满和3,4,5,6-四氟邻苯二腈 ，搅拌溶解后，再加入无水碳酸钾和L-酒石酸作为修饰剂，混合成非均相混合物，并加入一个干燥的磁子；

（2）将三口烧瓶固定在铁架台上，在瓶口组装上冷凝 管、温度计、氮气袋和玻璃阀门；

（3）将三口烧瓶中的非均相混合物抽真空，并通入氮气进行保护，在加热条件下搅拌，得到黏状物；