手性药物表面印迹材料的制备及其识别与拆分性能的研究

发布时间：2017-07-27 04:08

  本文关键词：手性药物表面印迹材料的制备及其识别与拆分性能的研究

  更多相关文章： 扁桃酸 布洛芬 甲基丙烯酸羟乙酯 手性拆分 分子表面印迹

【摘要】：获得光学纯的高疗效手性药物,已成为全球医药科学领域中的重要发展方向。通过手性源合成和不对称合成制得光学纯手性药物有诸多困难,于是,对外消旋体进行有效拆分便成为了获得光学纯手性药物的最主要途径。本研究采用“接枝交联聚合与印迹过程同步进行”的新型分子表面印迹技术,在非水介质中,成功制得了高性能的R-扁桃酸和S-布洛芬分子表面印迹材料,深入考察研究了印迹材料的手性识别与拆分性能,得到了有价值的研究结果。首先,采用偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPMS)对微米级硅胶进行了表面化学改性,制得了含有巯基的改性微粒MPMS/SiO2;由改性微粒表面巯基(-SH)与溶液中过氧化二苯甲酰(BPO)组成表面引发体系,实施了甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的接枝聚合,制得了接枝微粒PHEMA/Si O2;采用红外光谱(FTIR)法、热失重法(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等方法,对接枝微粒PHEMA/Si O2进行了表征;考察了主要条件对HEMA接枝聚合过程的影响。结果表明,-SH/BPO是一种有效的表面引发体系,可顺利地引发单体HEMA在硅胶微粒表面接枝聚合。对于HEMA的接枝聚合,适宜的反应条件为:单体浓度为7.0%,引发剂用量为1.0%,温度为65℃。在此适宜条件下,反应16 h,PHEMA的接枝度可达24.9 g/100g。接着,深入考察了接枝微粒PHEMA/SiO2对扁桃酸和布洛芬的吸附行为,探索研究了吸附机理。研究结果表明,在非水介质中,接枝聚合物PHEMA大分子链中的酯基和醇羟基与扁桃酸分子及布洛芬分子之间可产生普通氢键和π型氢键两种氢键作用,在多位点氢键相互作用下,接枝微粒PHEMA/SiO2对扁桃酸和布洛芬会产生强的吸附作用。在非极性溶剂中的吸附作用强于极性溶剂中的吸附作用,在25℃下二氯乙烷(DCE)与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,接枝微粒PHEMA/Si O2对扁桃酸的吸附容量分别为245.8 mg/g和216.6 mg/g;在DCE中,接枝微粒PHEMA/Si O2对布洛芬的吸附容量为156.5 mg/g。由于氢键作用力对温度高度敏感,随着温度的升高,吸附容量下降。在非水介质中,接枝聚合物PHEMA与扁桃酸分子和布洛芬分子之间的强氢键相互作用表明,单体与扁桃酸分子和布洛芬分子之间也存在强氢键相互作用,基于此,本研究以HEMA为功能单体,在非水介质中制备了R-扁桃酸分子表面印迹材料MIPPHEMA/SiO2。采用本课题组建立的“接枝交联聚合与印迹过程同步进行”新型分子表面印迹技术,首先以R-扁桃酸为模板分子,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在-SH/BPO表面引发体系的作用下,成功地实施了扁桃酸分子的表面印迹;采用静态与动态两种方法,考察研究了表面印迹材料MIP-PHEMA/SiO2对R-扁桃酸的结合与识别特性,并考察了其手性拆分性能。研究结果表明,R-扁桃酸表面印迹材料MIPPHEMA/SiO2对R-扁桃酸具有特异的识别与拆分性能:相对于S-扁桃酸,印迹材料MIP-PHEMA/SiO2对R-扁桃酸的选择性系数为5.02;吸附后的上清液中主要含S-扁桃酸,其光学纯度为44%;洗脱液中主要含R-扁桃酸,其光学纯度高达85%。另外,交联剂的用量以及模板分子的用量是影响印迹材料识别选择性及手性拆分能力的主要因素:适宜的交联剂MBA与单体物质的量之比为1:4,适宜的R-扁桃酸与单体物质的量之比为1:3。最后,以HEMA为功能单体,S-布洛芬为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,在-SH/BPO表面引发体系的作用下,于非水介质中成功地实施了布洛芬分子的表面印迹,制备了S-布洛芬分子表面印迹材料MIP-PHEMA/SiO2;采用静态与动态两种方法,考察研究了表面印迹材料MIP-PHEMA/SiO2对S-布洛芬的结合与识别特性,并考察了其手性拆分性能。研究结果表明,S-布洛芬表面印迹材料MIP-PHEMA/SiO2对S-布洛芬具有特异的识别与拆分性能:相对于R-布洛芬,印迹材料MIP-PHEMA/SiO2对S-布洛芬的选择性系数为4.99;吸附后的上清液中主要含R-布洛芬,其光学纯度为44%;洗脱液中主要含S-布洛芬,其光学纯度高达79%。另外,交联剂的用量以及模板分子的用量是影响印迹材料识别选择性及手性拆分能力的主要因素:适宜的交联剂EGDMA与单体物质的量之比为1:4,适宜的S-布洛芬与单体物质的量之比为1:5。
【关键词】：扁桃酸 布洛芬 甲基丙烯酸羟乙酯 手性拆分 分子表面印迹
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.3;TQ460.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 本课题的研究背景及意义12-26
• 1.1 手性药物及手性拆分12-14
• 1.1.1 手性概念12
• 1.1.2 手性药物12-14
• 1.1.3 手性药物拆分的重要意义14
• 1.2 获得单一对映体手性药物的方法14-15
• 1.2.1 从天然产物中提取14-15
• 1.2.2 手性合成15
• 1.2.3 外消旋体拆分15
• 1.3 手性药物拆分方法研究进展15-21
• 1.3.1 机械拆分法16-17
• 1.3.2 经典成盐拆分法17
• 1.3.3 包结拆分法17
• 1.3.4 组合拆分法17-18
• 1.3.5 动力学拆分法18
• 1.3.6 生物拆分法18-19
• 1.3.7 色谱拆分法19-20
• 1.3.8 膜拆分法20-21
• 1.4 分子印迹技术21-22
• 1.4.1 分子印迹聚合物21-22
• 1.4.2 新型分子表面印迹技术22
• 1.5 扁桃酸与布洛芬22-24
• 1.5.1 扁桃酸及其对映体22-23
• 1.5.2 布洛芬及其对映体23-24
• 1.6 本课题的研究目标24-26
• 2 接枝微粒PHEMA/SiO2的制备及其对扁桃酸和布洛芬氢键吸附性能26-44
• 2.1 实验部分26-31
• 2.1.1 主要试剂与仪器26
• 2.1.2 接枝微粒PHEMA/SiO2的制备与表征26-27
• 2.1.3 考察主要因素对接枝聚合的影响27
• 2.1.4 考察接枝微粒PHEMA/SiO2对扁桃酸的氢键吸附作用27-30
• 2.1.5 考察接枝微粒PHEMA/SiO2对布洛芬的氢键吸附作用30-31
• 2.2 结果与讨论31-43
• 2.2.1 接枝微粒PHEMA/SiO2的制备过程31-32
• 2.2.2 接枝微粒PHEMA/SiO2的表征32-35
• 2.2.3 影响HEMA表面引发接枝聚合的主要因素35-37
• 2.2.4 接枝微粒PHEMA/SiO2对扁桃酸的吸附特性37-40
• 2.2.5 接枝微粒PHEMA/SiO2对布洛芬的吸附特性40-43
• 2.3 本章小结43-44
• 3 R-扁桃酸表面印迹材料的制备及其手性识别与拆分性能的研究44-59
• 3.1 实验部分44-48
• 3.1.1 主要试剂与仪器44
• 3.1.2 R-扁桃酸表面印迹材料的制备与表征44-45
• 3.1.3 考察研究R-扁桃酸表面印迹材料的手性识别与拆分性能45-47
• 3.1.4 洗脱性能的考察47-48
• 3.1.5 考察印迹条件对R-扁桃酸表面印迹材料结合选择性的影响48
• 3.2 结果与讨论48-57
• 3.2.1 制备R-扁桃酸表面印迹材料的物理化学反应过程48-50
• 3.2.2 R-扁桃酸表面印迹材料的表征50-52
• 3.2.3 R-扁桃酸表面印迹材料对扁桃酸的手性识别与拆分性能52-55
• 3.2.4 R-扁桃酸表面印迹材料的洗脱性能55-56
• 3.2.5 印迹条件对R-扁桃酸印迹材料结合选择性的影响56-57
• 3.3 本章小结57-59
• 4 S-布洛芬表面印迹材料的制备及其手性识别和拆分性能的研究59-73
• 4.1 实验部分59-63
• 4.1.1 主要试剂和仪器59
• 4.1.2 S-布洛芬表面印迹材料的制备与表征59-60
• 4.1.3 考察研究S-布洛芬表面印迹材料的手性识别与拆分性能60-62
• 4.1.4 洗脱性能的考察62
• 4.1.5 考察印迹条件对S-布洛芬表面印迹材料结合选择性的影响62-63
• 4.2 结果与讨论63-72
• 4.2.1 制备S-布洛芬表面印迹材料的物理化学反应过程63-64
• 4.2.2 S-布洛芬表面印迹材料的表征64-66
• 4.2.3 S-布洛芬表面印迹材料对布洛芬的手性识别与拆分性能66-69
• 4.2.4 S-布洛芬表面印迹材料的洗脱性能69-70
• 4.2.5 印迹条件对S-布洛芬表面印迹材料结合选择性的影响70-72
• 4.3 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-82
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

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本文编号：579707