[发明专利]一种分子印迹硅胶聚合物及其制备方法与应用

说明书

一种分子印迹硅胶聚合物及其制备方法与应用，属于硅胶聚合物的合成领域。所述方法包括以下步骤：将功能单体、交联剂、模板分子和溶剂配成分子印迹预聚液加入到反应容器中；在室温下，对反应容器中的分子印迹预聚液在搅拌或者静置条件下反应得到聚合物，离心、洗涤、干燥后得到含有模板分子的硅胶聚合物；用洗脱溶液去除含有模板分子的硅胶聚合物中的模板分子即可。本发明采用含有氨基官能团的硅烷化试剂为功能单体，消除了酸性和碱性催化剂对分子印迹造成的不利影响，能够显著提高分子印迹硅胶聚合物的选择性和吸附量，反应条件温和，减少了因使用催化剂产生的废水，从而降低生产成本和废水处理成本，产物可用于目标模板分子的萃取、富集和分离。

技术领域

本发明属于硅胶聚合物的合成领域，具体涉及一种分子印迹硅胶聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymer)，是一种具有特殊分子识别能力的高分子聚合物，被誉为“人工抗体或受体”。分子印迹聚合物选择性识别能力的形成原理是：先将模板分子与功能单体通过共价键或非共价作用形成复合物，随后加入交联剂和引发剂获得分子印迹预聚液；然后，在一定条件下(如加热或光照)，引发聚合反应获得高分子聚合物；最后，移除聚合物中的模板分子，从而在聚合物中会留下与模板分子形状互补的印迹空腔，该空腔中还保留有功能单体的作用官能团，因此该印迹空腔对模板分子具有选择性识别能力。分子印迹聚合物制备简单、成本低、稳定性高、使用寿命长、可大规模生产，在分离科学、生物传感、药物递送、模拟酶催化等领域已经展现出重要的应用价值[L.Ye,K.Haupt,Anal.Bioanal.Chem.378(2004)1887-1897；L.X.Chen,X.Y.Wang,W.H.Lu,X.Q.Wu,J.H.Li,Chem.Soc.Rev.45(2016)2137-2211；J.M.Pan,W.Chen,Y.Ma,G.Q.Pan,Chem.Soc.Rev.47(2018)5574-5587]。

根据分子印迹聚合物中印迹空腔的化学成分，可以将分子印迹聚合物分为有机分子印迹聚合物和无机分子印迹聚合物。其中，通过溶胶-凝胶聚合反应制备得到的分子印迹硅胶聚合物，以其环境兼容性好，使用后易处理和降解；耐有机溶剂，不易变形；聚合反应无需高温，从而节约热能，简化设备，提高生产安全性，降低生产成本等优势，展现出良好的商业化应用前景[A.Katz,M.E.Davis,Nature 403(2000)286-289；M.E.Diaz-Garcia,R.B.Laino,Microchim.Acta 149(2005)19-36；J.E.Lofgreen,G.A.Ozin,Chem.Soc.Rev.43(2014)911-933]。虽然分子印迹硅胶聚合物具有如上优点，但是该类分子印迹预聚液中均使用大量的酸性催化剂(如盐酸、醋酸等)或碱性催化剂(如氨水、氢氧化钠等)，这些催化剂肯定会影响预聚液中功能单体和模板分子通过非共价作用力所形成的复合物数量和稳定性，从而导致分子印迹效率下降。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种分子印迹硅胶聚合物及其制备方法与应用，本发明所述方法依靠氨基硅烷化试剂的自催化能力来制备分子印迹硅胶聚合物，并且以氨基硅烷化试剂为功能单体，与模板分子形成稳定的复合物，从而提高分子印迹效率，获得高选择性的分子印迹硅胶聚合物。

技术方案：一种分子印迹硅胶聚合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一.配制分子印迹预聚液，将功能单体、交联剂、模板分子和溶剂配成分子印迹预聚液加入到反应容器中，其中功能单体为含有氨基官能团的硅烷化试剂，所述模板分子为含有磷酸、膦酸或羧酸官能团的分子，所述交联剂为正硅酸酯，所述溶剂为水和乙醇的混合液，所述功能单体、交联剂和模板分子的摩尔比为(1～4)：(1～36)：1，溶剂中水和乙醇的体积比为(1～31)：(1～31)，交联剂与溶剂的体积比为1:3.2～32；