[发明专利]多孔pH敏感型P(AAc-co-AAPheEt)手性水凝胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能型高分子材料，具体一为种含有L-苯丙氨酸基团的多孔pH敏感型P(AAc-co-AAPheEt)手性水凝胶。该凝胶在pH发生变化时可随之发生体积的溶胀或收缩，凝胶中的手性L-苯丙氨酸基团赋予材料识别、吸附手性分子的功能，同时多孔结构使材料具有快速响应性和较大的比表面积，提高手性吸附、拆分的速率，是一种潜在的手性拆分材料。

背景技术

近年来手性药物进入市场的种类和销售额急剧增长，对于性药物的研究已被医药企业所重视。手性药物不仅疗效好(有的手性药物疗效是原来消旋药物的几倍甚至几十倍)，而且副作用较小，因此在药品安全备受重视的今天颇受市场欢迎。另外，与创制新药相比，开发手性药物风险小、周期短、耗资少、成果大。这使得许多国家纷纷投入巨额资金用于手性药物的开发，手性拆分技术和拆分材料的研究与开发已经成为当今世界新药研发的热点领域。

智能型水凝胶是一类对外界刺激例如温度、pH值、溶剂、离子浓度、光、电场、磁场等的变化能产生响应性的水凝胶。这种特点使得智能型水凝胶在组织工程、生物分离、固定化酶和药物的控制释放等方面具有很好的应用前景，其中pH敏感型凝胶研究较多。所谓pH敏型凝胶，是其体积随环境pH值变化的高分子水凝胶。这类凝胶结构中具有可解离成离子的基团(如羧基、磺酸基或氨基等)，它们根据环境pH值变化夺取或释放质子，当外界pH值变化时，这些可解离基团会随之发生相排斥或吸引，使高分子链相应地发生舒展或聚集，表现在宏观上为体积的可逆性膨胀或收缩。

聚丙烯酸(PAAc)是一种典型的阴离子型pH敏感性水凝胶，可离子化基团为-COOH，在高于丙烯酸的pK_a(4.28)时，羧基呈解离状态-COO^-，亲水性增加；而低于pK_a时，羧基呈-COOH状态，亲水性降低  所以改变pH值将引起丙烯酸类水凝胶的体积相变。这一特殊性质使得PAAc近年来在物质分离领域备受重视，并由于其具有操作简便、分离条件温和、可重复使用和批处理量大而受到人们的青睐。但是传统方法制备的水凝胶多数响应速度缓慢，在很大程度上限制了其应用效果。为克服不足，提高水凝胶的响应速率，向水凝胶中引入多孔结构是种行之有效的方法(Okay O.Macroporous copolymer networks[J].Prog Polymer Sci，2000，25(6)：711)。

基于上述认识，如果在PAAc分子链中引入具有手性识别能力的单体，有望可以得到兼具手性识别和pH敏感性的新型手性分离材料。该材料可利用PAAc在pH变化时发生体积变化和手性分子(氨基酸)显著的手性识别能力分离手性药物对映异构体。同时将该凝胶制备成多孔凝胶，使材料具有快速相应性和更大的比表面积，将大大提高这种材料在手性分离中的应用潜力。

发明内容

本发明拟解决的技术问题是，在pH敏感型聚丙烯酸(PAAc)水凝胶的基础上，在分子链中引入L-苯丙氨酸基团(L-PheEt)，从而提供一种兼具手性识别和pH响应型高分子水凝胶。利用这种凝胶作固相萃取剂，可通过外界环境pH值变化调节其内部孔隙的大小和形态，进而调节手性识别单元与被分离物质之间的识别、吸附等相互作用，从而实现手性拆分功能。同时以聚乙醇(PFG4000)为致孔剂，使之具有快速相应性和更大的比表面积。由于该材料具有吸附量大，可重复利用性高，操作条件温和，因此是一种潜在的手性拆分材料。

本发明所述多孔pH敏感型P(AAc-co-AAPheEt)手性水凝胶由L-苯丙氨酸手性单体(AAc-L-PheEt)与丙烯酸(AAc)合成。其合成路线及目标产物结构式如下：

本发明所述的多孔pH敏感型P(AAc-co-AAPheEt)手性水凝胶的制备方法包括两步：(1)手性单体(AAc-L-PheEt)的制备，其具体方法参见文献(Jiang L.Chen J.J，Chen L.Preparation and Swelling Behavior of Poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic Acid Derivatived L-phenylalanine)Hydrogels.2010，2(1)：184-189.)：(2)多孔pH敏感型P(AAc-co-AAPheEt)手性水凝胶的制备，具体方法如下：