一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜、制备方法及应用，属于手性拆分的技术领域。本发明专利技术所述的醋酸纤维素膜以醋酸纤维素膜为基膜，β‑环糊精或羟丙基‑β‑环糊精为手性选择剂，柠檬酸为连接剂制备。所述的手性醋酸纤维素膜制备过程中以次磷酸钠为催化剂，所述的β‑环糊精、柠檬酸和次磷酸钠的质量比为(2～4)：(2～4)：(0.2～0.5)。以外消旋色氨酸和扁桃酸作为拆分对象，以高效液相色谱监测滤液中D‑对映体与L‑对映体的浓度及两者浓度比，所制备的手性膜实现色氨酸完全拆分所需膜层数大大减少，且不仅对色氨酸的拆分效果优异，同时对扁桃酸对映体的拆分效果也较好，可以进行完全的拆分，克服了现有技术中手性膜拆分对象单一的问题。

Modified cellulose acetate membrane for chiral separation, preparation method and application thereof

The invention discloses a modified cellulose acetate membrane for chiral resolution, a preparation method and an application thereof, belonging to the technical field of chiral resolution. The cellulose acetate membrane is prepared by using cellulose acetate membrane as base membrane, beta cyclodextrin or hydroxypropyl beta cyclodextrin as chiral selector and citric acid as linker. In the preparation process of the chiral cellulose acetate membrane, sodium hypophosphite is used as the catalyst, and the mass ratio of the beta cyclodextrin, citric acid and sodium hypophosphite is (2-4): (2-4): (0.2-0.5). With racemic tryptophan and mandelic acid as the separation object, the concentration of D_enantiomer and L_enantiomer in the filtrate were monitored by high performance liquid chromatography. The number of membrane layers needed for the complete resolution of tryptophan was greatly reduced, and not only the separation effect of tryptophan was excellent, but also the enantiomer of mandelic acid was excellent. The chiral membrane has good resolution effect and can be completely separated, which overcomes the problem of single object in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜、制备方法及应用
本专利技术属于手性拆分的
，更具体地说，涉及一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜、制备方法及应用。
技术介绍
膜技术拆分法是利用膜内或是膜外的手性位点对异构体(D型、L型)的亲和能力差别，在不同推动力下造成不同异构体从膜中的选择性通过，从而达到分离效果。膜技术拆分法具有能耗低、操作简单、批处理量大、易连续操作、易工业放大、装置设计与系统应用灵活、大多数情况下是室温操作等优点。根据膜的形态将膜技术拆分法分为液膜拆分和固膜拆分两种。液膜分离的实质为液液萃取分离过程，其特点为萃取和反萃取同时进行，所需载体量小、选择性高、设备投资小。但另一方面由于液膜的寿命短、稳定性差，其工业应用一直受到限制。液膜的不稳定性主要表现在长期使用时其通量下降，主要原因是载体流失。手性拆分固膜稳定性较好，被普遍认为是进行大规模手性拆分非常有潜力的方法，具有良好的应用前景。根据膜材特性和制备工艺，可以将手性拆分固膜分为3种类型：本体固膜、改性固膜、分子印迹固膜。本体拆分固膜合适的膜材少、适用面窄。分子印迹膜专一性较强，每种分子印迹膜只能拆分一种手性物质，制备过程复杂。改性固膜具有可设计性好、针对性佳、分离效率高、适用面广等优点，因此成为手性拆分固膜的重点研究方向。环糊精及其衍生物已有文献报道成功地分离了大量的手性物质，能紧密的包合许多有机分子，是一种应用广泛的手性拆分剂。其具有较高的稳定性、较广泛的pH使用范围、耐光、无毒、便宜等优点。根据《环糊精修饰陶瓷管膜拆分氨基酸对映体》的文献报道，苏彩莲等以氧化铝陶瓷膜为钝化支撑，β-CD为手性选择剂的固体膜，拆分对象为D，L，-苯丙氨酸，将D-苯丙氨酸和L-苯丙氨酸分别经膜过滤后利用UV判断其对两构型截留差异初步判定所制备的膜对苯丙氨酸具有拆分作用。目前以β-CD为手性选择剂的固体膜在制备过程中的基膜材料包括陶瓷膜、聚砜膜、醋酸纤维素膜。根据《β-环糊精手性膜分离1-甲基-6,7-二羟基-1，2，3，4，-四氢异喹啉》的文献报道，戴荣继等以β-环糊精为手性选择剂，陶瓷膜为基膜材料，环氧氯丙烷(表氯醇)为交联剂，拆分1-甲基-6，7-二羟基-1，2，3，4，-四氢异喹啉所制备的膜随渗透时间的延长，手性识别能力逐渐下降，约9h后才达到平衡，通过一个膜单元的渗透实验，使R-salsolinol相对S-salsolinol的比例由原来的0.87变为1.55。在《Chiralresolutionbypolysulfone-basedmembranespreparedviamussel-inspiredchemistry》中，胡继文等以乙二胺改性的β-环糊精为手性选择剂，采用聚砜膜为基质膜，选择选择聚多巴胺图层为连接剂。首先，聚多巴胺黏附在聚砜基质膜上，然后乙二胺改性的β-环糊精与聚多巴胺图层发生迈克尔加成反应，化学键合在基质膜上，制备手性分离膜。对色氨酸进行了拆分，其结果显示：最大分离率ee％为3.2％。中国专利申请号CN201710195781.8，公开日期为2017.07.07的申请案公开了一种十二酰基-β-环糊精的制备方法和用于色氨酸手性拆分的聚砜膜的制备方法，属于手性拆分的
本专利技术将β-环糊精与十二酰氯采用一步合成法制得两亲性十二酰基-β-环糊精作为手性选择剂，以机械强度高、抗压密性、化学稳定性、耐热性及pH适用范围宽、价格低廉、制膜方法简单的聚砜材料具有作为基膜材料，制成适用于拆分的聚砜膜。以外消旋色氨酸作为拆分对象，以高效液相色谱监测滤液中D-色氨酸与L-色氨酸的浓度及两者浓度比，所制备的两亲性手性膜在12h内手性拆分效果稳定，性能良好。该申请案制备出的聚砜膜虽然对色氨酸的拆分取得了较好的效果，然而制备过程中需要先将β-环糊精与十二酰氯进行反应制得十二酰基-β-环糊精作为手性选择剂，而不是直接以β-环糊精为手性选择剂，制备步骤繁琐。目前在β-环糊精进行固相膜的修饰领域，已公布的连接剂包括环氧氯丙烷、戊二醛、硅烷偶联剂、聚多巴胺图层等，其中戊二醛是一种较为常见的连接剂。在《基于β-环糊精手性膜的制备及其对色氨酸、苯丙氨酸对映体的拆分》的文献报道中，刘深等以β-CD为手性选择剂，分别采用乙酸纤维素(CA)和海藻酸钠(SA)为基膜材料，通过共混法制备CA/β-CD、SA/β-CD手性膜。用α-CD、苄基环糊精、对甲基苯磺酸环糊精、环糊精水溶性低聚物和2，4-二甲基β-CD与乙酸纤维素共混得到手性分离膜，色氨酸对映体分离率分别为6.57％、7.58％、7.85％、8.02％、8.59％，苯丙氨酸对映体的分离率分别为7.68％、9.33％、9.07％、9.57％、9.85％，该文献中使用了戊二醛为连接剂，将β-CD及其衍生物化学键合在乙酸纤维素膜上，用于色氨酸和苯丙氨酸手性拆分。中国专利申请号CN201410102991.4，公开日期为2016.06.29的申请案公开了一种用于色氨酸手性拆分的β-环糊精固载纤维素膜的制备方法，纤维素膜由于其分子结构本身具有较多可用于修饰的活性羟基并且便宜易得的优点被选为基膜材料。将β-环糊精化学键合在0.22μm孔径的纤维素膜上制得手性拆分膜。以外消旋色氨酸作为拆分对象，并对拆分效果进行表征，多层过滤后改性滤膜对DL-色氨酸几乎实现了完全拆分，获得D-色氨酸溶液。色氨酸和苯丙氨酸手性拆分在β-环糊精固载的固相膜领域已经研究的较为成熟，然而β-环糊精固载的固相膜对扁桃酸的手性分子的并未有文献报道。综上所述，针对现有的手性膜制备过程繁琐、成本高、连接剂毒性大以及拆分对象单一的问题，亟需专利技术一种新的制备步骤简单、环境友好型的、可拆分多种手性分子的手性膜。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有的手性膜制备过程繁琐、成本高、连接剂毒性大以及拆分对象单一的问题，本专利技术提供一种新的用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜、制备方法及应用。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜，所述的改性醋酸纤维素膜以醋酸纤维素膜为基膜，β-环糊精或羟丙基-β-环糊精为手性选择剂，柠檬酸为连接剂制备。作为本专利技术更进一步的改进，所述的手性醋酸纤维素膜制备过程中以次磷酸钠为催化剂，所述的β-环糊精、柠檬酸和次磷酸钠的质量比为(2～4)：(2～4)：(0.2～0.5)。作为本专利技术更进一步的改进，所述的改性醋酸纤维素膜的孔径为0.22～0.45μm。作为本专利技术更进一步的改进，所述的β-环糊精为干燥的重结晶β-环糊精。作为本专利技术更进一步的改进，所述的用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：1)将醋酸纤维素膜浸入NaOH的水溶液，在水浴加热后，将膜取出，用去离子水冲洗；2)配制含有β-环糊精或羟丙基-β-环糊精、柠檬酸、次磷酸钠的水溶液，在水浴条件下搅拌，得到均匀的水溶液；3)将步骤1)处理后的醋酸纤维素膜放入步骤2)均匀的水溶液中，加热反应；4)将步骤3)处理后的醋酸纤维素膜放入烘箱固化处理。作为本专利技术更进一步的改进，所述步骤1)中NaOH的水溶液的质量分数为0.2～0.4％，水浴温度为25～35℃，水浴时间为：30～50min。作为本专利技术更进一步的改进，所述步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜，其特征在于：所述的改性醋酸纤维素膜以醋酸纤维素膜为基膜，β‑环糊精或羟丙基‑β‑环糊精为手性选择剂，柠檬酸为连接剂制备。

【技术特征摘要】
1.一种用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜，其特征在于：所述的改性醋酸纤维素膜以醋酸纤维素膜为基膜，β-环糊精或羟丙基-β-环糊精为手性选择剂，柠檬酸为连接剂制备。2.根据权利要求1中所述的用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜，其特征在于：所述的手性醋酸纤维素膜制备过程中以次磷酸钠为催化剂，所述的β-环糊精、柠檬酸和次磷酸钠的质量比为(2～4)：(2～4)：(0.2～0.5)。3.根据权利要求1或2所述的用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜，其特征在于：所述的改性醋酸纤维素膜的孔径为0.22～0.45μm。4.根据权利要求3所述的用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜，其特征在于：所述的β-环糊精为干燥的重结晶β-环糊精。5.权利要求1中所述的用于手性拆分的改性醋酸纤维素膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将醋酸纤维素膜浸入NaOH的水溶液，在水浴加热后，将膜取出，用去离子水冲洗；2)配制含有β-环糊精或羟丙基-β-环糊精、柠檬酸、次磷酸钠的水溶液，在水浴条件下搅拌，得到均匀的水溶液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：季一兵，柯健，陈建秋，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32