壳聚糖和手性离子液体修饰固膜分离手性色氨酸的研究

摘要

手性固膜拆分是手性物质拆分领域里面具有较好应用前景的一种拆分方法，因其具有诸多其他手性拆分方法如液膜拆分、毛细管电泳、不对称合成法和包结法等所不具有的优点。因此固膜拆分近年来成为研究热点，其制备方法与拆分原理各有不同，主要分为两类，一类是固膜本身具有手性拆分性能，这种固膜一般通过手性拆分剂为原料来制成，另一类是通过手性选择剂对膜表面进行修饰，制成具有手性拆分功能的膜。本论文主要通过第二类方法制备改性固膜，即用环糊精类手性离子液体(β-CD-IL)、壳聚糖(CS)和胺化环糊精(EDA-β-CD)通过浸渍、静电自组装或者化学改性的方法改性N6膜和再生纤维素膜，制成具有手性拆分功能的膜，对改性膜的拆分效果及拆分原理进行讨论。 本研究制备了手性选择剂胺化环糊精(EDA-β-CD)，利用化学接枝改性的方法对再生纤维素膜修饰，用来分离手性色氨酸，考察了手性选择剂的量对拆分效果的影响，当EDA-β-CD的浓度为0.004mol/L时，改性膜色氨酸的渗透通量为0.511g/(m2·h)，而当EDA-β-CD的浓度为0.006mol/L时，改性膜色氨酸的渗透通量为0.841g/(m2·h);实验中还制备了具有手性拆分功能的环糊精类手性离子液体(β-CD-IL)，同时利用β-CD-IL分离手性色氨酸，拆分效果好于不使用β-CD-IL的情况。 由于壳聚糖(CS)在文献中表现出对手性色氨酸良好的拆分效果，并且CS是具有扩散选择性的手性选择剂，而β-CD-IL是具有吸附性选择性的手性选择剂，本研究将两者结合考察两种手性选择剂共同改性膜的拆分效果，结合聚电解质对N6膜进行改性，利用静电自组装技术在N6膜上负载聚电解质层，然后在聚电解质层上面负载手性选择剂CS和β-CD-IL的混合液，对改性后的膜进行了红外表征，证明手性选择剂在膜表面负载成功。讨论了负载手性选择剂层数对拆分结果的影响。 进一步利用手性选择剂CS和β-CD-IL混合液通过浸渍和静电吸附对N6膜进行修饰，分离手性色氨酸，考察了CS和β-CD-IL的加入量对拆分结果及膜通量的影响。实验结果表明，当膜的有效面积为5.31cm2时，2gCS和12gβ-CD-IL共同修饰膜的手性拆分因子达到1.46，2gCS修饰N6膜的拆分因子达到1.84。随着β-CD-IL量的增多，拆分因子有下降的趋势，因为β-CD-IL具有水溶性，部分溶解到色氨酸溶液中，当β-CD-IL的量增加到一定的数值，拆分因子开始增加，说明β-CD-IL对手性色氨酸具有分离作用。随着渗透实验的进行，膜两侧色氨酸浓度的差别越来越小，渗透过程推动力减小，膜通量下降。最后对改性膜进行了电镜扫描，膜改性后表面形态发生变化。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 手性拆分方法

1．2 手性拆分固膜

1．2．1 手性固膜的分类

1．2．2 手性固膜拆分的基本原理

1．2．3 手性固膜拆分的前景展望

1．3 手性选择剂

1．3．1 环糊精

1．3．2 手性离子液体

1．3．3 环糊精手性离子液体

1．3．4 胺化环糊精

1．3．5 壳聚糖

1．4 本论文的研究内容和意义

第二章 化学接枝改性膜手性拆分

2．1 实验试剂和仪器

2．2 实验过程

2．2．1 胺化环糊精的制备

2．2．2 环糊精离子液体的合成

2．2．3 膜改性过程

2．2．4 渗透实验

2．3 实验结果讨论

2．3．1 色氨酸浓度的测定

2．3．2 考察因素

2．3．3 红外表征

2．3．4 渗透实验结果

2．4 小结

第三章 静电自组装改性膜手性拆分

3．1 实验试剂和仪器

3．2 实验过程

3．2．1 膜改性过程

3．2．2 渗透实验

3．3 实验装置

3．4 实验结果分析

3．5 小结

第四章 浸渍法改性膜手性拆分

4．1 实验试剂和仪器

4．2 实验过程

4．2．1 膜改性过程

4．2．2 渗透实验

4．3 膜的表征

4．3．1 红外表征

4．3．2 电镜扫描

4．4 实验结果与讨论

4．4．1 分离因子

4．4．2 渗透通量

4．5 手性选择剂拆分机理

4．6 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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