[发明专利]手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜及其制备与应用

说明书

本发明涉及手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜及其制备与应用，制备方法包括以下步骤：1)以6,6'‑二氯‑2,2'‑二乙氧基‑[1,1'‑联萘]‑4,4'‑二羧酸为起始原料，制得冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体；2)通过溶剂热法制得手性金属有机分子笼晶体；3)与活化后的聚醚砜高分子基质充分混合得到铸膜液；4)通过相转化的方法制得手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜，用于外消旋化合物的手性分离。与现有技术相比，本发明实现了手性金属有机分子笼的可控合成，并通过相转化的方法制备出高质量的混合基质膜，改善了现有手性混合基质膜合成过程容易发生的混合不均匀、成膜性差、缺陷多和机械性能差等问题，在手性药物的分离等应用方面具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明属于手性分离膜技术领域，涉及一种手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜及其制备与应用。

背景技术

手性是自然界的基本属性，与生命现象和人们的日常生活等诸多方面密切相关。生物体内的分子识别、酶催化等生命活动均在高度复杂的手性微环境中进行。对手性物质的巨大需求推动了手性科学的发展，因此获取单一手性化合物是化学和材料领域近几十年的研究重点之一，同时也是生物、医药和精细化工等应用领域中至关重要的环节。

手性膜分离法具有传统分离法不可比拟的优势，例如装置简单、能量损耗低、耗时短、处理量大、可连续使用等，因此有望发展成新型的手性分离技术。目前商业化的膜材料大多由有机高分子制备，这类膜材料具有机械性能差、功能单一、渗透性和选择性此升彼降等缺点，因而极大地限制了进一步应用。

有机-无机复合膜可以综合有机高分子材料化学稳定性高、容易成膜以及无机材料结构规整清晰、选择性高等优点，为发展新的膜技术提供了思路。然而，由于无机材料在与高分子基质混合的过程中容易发生混合不均匀、缺陷多的情况，极大地降低了膜的性能，限制了其进一步应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜及其制备与应用。本发明实现了手性金属有机分子笼的可控合成，并通过相转化的方法制备出高质量的混合基质膜，改善了现有手性混合基质膜合成过程容易发生的混合不均匀、成膜性差、缺陷多和机械性能差等问题，在手性药物的分离等应用方面具有广阔的发展前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)以6,6'-二氯-2,2'-二乙氧基-[1,1'-联萘]-4,4'-二羧酸为起始原料，依次通过羟基去保护、羧基酯化、冠醚功能化及酯基水解，得到冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体；

2)将冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体、硫代杯芳烃、金属盐及溶剂混合，通过溶剂热法反应得到手性金属有机分子笼晶体；

3)将手性金属有机分子笼晶体活化后作为填料，与溶剂及活化后的聚醚砜高分子基质混合得到铸膜液，该铸膜液为均匀的超分子笼和高分子的混合液；

4)将铸膜液通过相转化的方法制备得到高质量的手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜。

进一步地，步骤1)具体为：

1-1)将化合物S1、三溴化硼及二氯甲烷混合，反应脱去化合物S1的乙基，得到含羟基的化合物S2；

1-2)将化合物S2、甲醇及浓硫酸混合，反应使化合物S2的羧基酯化，得到化合物S3；

1-3)将化合物S3、四氢呋喃、氢化钠及二对甲苯磺酸戊乙二醇混合，通过反应对化合物S3的羟基进行功能化修饰，得到含冠醚的化合物S4；

1-4)将化合物S4、氢氧化锂、四氢呋喃、甲醇及水混合，反应使化合物S4的酯基水解，得到化合物S5；