一种用于简便修饰磁性纳米粒子的手性拆分添加剂的制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于简便修饰磁性纳米粒子的手性拆分添加剂的制备和应用。所述添加剂是具有A‑r‑dopa‑r‑β‑CD结构通式的三嵌段共聚物，其中：A是可质子化或去质子化的单元，dopa代表多巴胺官能基团，β‑CD代表β‑环糊精；r代表随机分布。本发明专利技术中所述的聚合物添加剂可以通过一步配体交换反应，直接吸附在磁性纳米粒子表面，吸附过程迅速简便，吸附稳定性较高；聚合物添加剂中亲水的β‑环糊精单元能够帮助磁性纳米粒子实现在水环境中的单分散状态，使其具有较大的比表面积，和外消旋体的接触更加充分；聚合物添加剂的合成过程仅有两步，合成难度较低，合成条件要求不苛刻。

Preparation and application of chiral resolution additive for simple modification of magnetic nanoparticles

The invention discloses the preparation and application of a chiral resolution additive for simple modification of magnetic nanoparticles. The additive is A r DOPA r beta CD structural formula three block copolymer, wherein A is protonated or deprotonated unit, DOPA on behalf of dopamine functional groups, beta CD represents beta cyclodextrin; R random distribution. The polymer additives in the invention can exchange reaction by one step ligand, directly adsorbed on the surface of magnetic nanoparticles, the adsorption process is rapid, high adsorption stability; beta cyclodextrin hydrophilic polymer additives unit can help the magnetic nanoparticles in water environment are single dispersed state, which has larger surface area and, the racemic contact more fully; the synthesis process of polymer additives only two step synthesis difficulty is low, the synthesis conditions are not harsh requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种用于简便修饰磁性纳米粒子的手性拆分添加剂的制备和应用
本专利技术属于手性拆分功能聚合物领域，具体涉及一种用于简便修饰磁性纳米粒子的手性拆分添加剂的制备和应用。
技术介绍
化学组分相同，但空间构型不同的两种化合物，互称为对映体，二者物理性能差异极小，但其在生物体内的吸收、转运、代谢过程可能存在极大差异。因此，构建简便高效的对映体分离方法一直是学术界的研究热点。磁固相萃取技术具有分离操作简单，表面吸附面积大，分离条件温和等优势，因此是手性拆分领域中非常具有价值的方法之一。如何对常规方法制备的磁性纳米粒子表面进行修饰，使其具有手性拆分功能，是实现磁固相萃取手性拆分技术的关键环节。目前现有的主要方法有以下两种。(1)首先制备单分散的磁性纳米粒子，再连续、分步、多次对单个纳米粒子表面进行修饰，最终将客体吸附单元接枝至纳米粒子表面。例如利用硅烷偶联剂，在单分散的磁性纳米粒子表面形成SiO2包覆层并引入活性官能团，再利用表面聚合或表面接枝技术，将手性识别体引入。还可利用贵金属，例如Au，形成包覆层，再引入含巯基的手性识别体。该方法的缺陷在于，纳米粒子表面官能团数目难以控制并被表征，并且后续的修饰都是固/液相之间的反应，反应效率和可控性远低于溶液内的反应，不便于对表面修饰结构的设计、表征和调整，并且多次的繁琐修饰可能极大削弱纳米粒子的饱和磁化强度。(该方法的类似参考文献：ACSAppliedMaterials&Interfaces,2014.6(15)12979-12987.；NewJournalofChemistry,2014.38(8)3630-3636.；JournalofMaterialsChemistryB,2014.2(7)775-782.；Electrophoresis,2014.35(19)2824-2832.；RSCAdvances,2015.5(114)93850-93857.)(2)通过物理/化学复合手段，对多个磁性纳米粒子同时进行装载，实现磁性纳米粒子簇的表面功能化修饰。例如乳化聚合嵌杂、两亲性分子组装包覆、微凝胶基质包裹、金属/有机框架构建等。该方法缺陷在于：包覆能力有限，可能无法完全阻止纳米粒子的团聚或氧化；不易调控磁性微纳米材料尺寸分布，不易控制每个微/纳米粒子材料中磁性纳米粒子的数目分布尽可能均匀一化，进而导致微/纳米粒子在磁吸过程中运动速率产生差异，进而可能导致磁吸富集过程进行不完全；由于包覆过程涉及多个磁纳米粒子，因此可能会导致磁纳米粒子比表面积的降低。(该方法的类似参考文献：RSCAdvances,2014.4(109)63611-63619.；Langmuir,2014.30(14)3996-400.；SeparationandPurificationTechnology,2013.10711-18.；ChemicalCommunications,2015.51(17)3566-3569.；NanoResearch,2010.3(12)852-862.)(3)预先通过化学手段合成对目标物质具有特定吸附功能，以及对磁性纳米粒子表面具有活性反应功能的双功能分子，利用该分子直接对单个磁性纳米粒子表面进行修饰。该方法优势在于，这些分子的结构和合成过程可以被预先设计并被精确表征，使得我们可以选择各类高效、简便的化学合成手段，调节分子的结构和性能，从而满足包覆完全或多功能化等应用要求。(该方法的类似参考文献：Tetrahedron-Asymmetry,2013.24(17)982-989.；ACSAppliedMaterials&Interfaces,2009.1(8)1834-1842.)因此，在方法(3)的优势基础上，本专利技术设计了一种新型的手性拆分添加剂聚合物，相对专利申请201310754218.1而言，本专利技术所述的聚合物添加剂结构简单，合成难度较低，对磁性纳米粒子修饰过程简便易行，这对于提升磁固相萃取技术在手性拆分领域的应用前景而言，具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂，即所述用于简便修饰磁性纳米粒子的手性拆分添加剂。本专利技术的另一目的是提供一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂的制备方法。本专利技术的再一目的是提供上述用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂对磁性纳米粒子表面改性中的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂，具有如下特征：1)是具有A-r-dopa-r-β-CD结构通式的三嵌段共聚物，其中：A是可质子化或去质子化的单元，dopa代表多巴胺(dopamine)官能基团，β-CD代表β-环糊精；r代表随机分布(random)；2)A的循环单元数和dopa单元数的比例为1:1～5:1，A的循环单元数和β-CD单元数的比例为10:1～40:1。所述可质子化或去质子化的单元为丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、衣康酸(IA)和肉桂酸(CA)中的任意一种。一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂的制备方法，包括以下步骤：(1)利用可质子化或去质子化的单元合成聚合物添加剂主链；(2)利用多巴胺和β-环糊精对主链进行修饰。步骤(1)所述可质子化或去质子化的单元为丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、衣康酸(IA)和肉桂酸(CA)中的任意一种。步骤(1)所述的聚合物添加剂主链，为聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚衣康酸(PIA)和聚肉桂酸(PCA)中的任意一种。步骤(1)具体过程如下：(以下所有的份数均为质量份数)首先将5.3～25份的可质子化或去质子化的单元溶解至100份溶剂A中，再加入相对于可质子化或去质子化的单元当量1～3％的偶氮二异丁腈，在60～80℃下，惰性气体鼓泡氛围中，回流加热4～10h，将反应后溶液旋蒸浓缩至原体积的1/4～1/2后，再将浓缩液直接滴加到80～100份溶剂B中，静置30～60min，倾倒去液体部分，剩余固体在通风状态下静置60～120min，在60～80℃下真空干燥，得到聚合物添加剂主链。所述的溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、三氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、二氧六环、吡啶、甲苯和二甲苯中的至少一种；所述的溶剂B为乙醚、正己烷和石油醚中的至少一种。步骤(2)具体过程如下：(以下所有的份数均为摩尔份数)首先取含有可质子化或去质子化单元1000份的聚合物添加剂主链，溶解于5000～20000份的N,N-二甲基甲酰胺中，加入300～600份的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和50～300份的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，通入惰性气体鼓泡除氧并搅拌20～40min，再加入35～110份的NH2-β-环糊精(制备过程参考文献Adv.Funct.Mater.2008,18,652-663)，密闭搅拌反应3～6h，再加入200～500份的盐酸多巴胺，继续密闭搅拌反应6～12h。之后将反应液取出，在pH为3.5～5.5的水环境下透析2～4天，冷冻干燥，得到一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂。上述用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂，可用于对磁性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂，具有如下特征：1)是具有A‑r‑dopa‑r‑β‑CD结构通式的三嵌段共聚物，其中：A是可质子化或去质子化的单元，dopa代表多巴胺官能基团，β‑CD代表β‑环糊精；r代表随机分布；2)A的循环单元数和dopa单元数的比例为1:1～5:1，A的循环单元数和β‑CD单元数的比例为10:1～40:1；所述可质子化或去质子化的单元为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和肉桂酸中的任意一种。

【技术特征摘要】
1.一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂，具有如下特征：1)是具有A-r-dopa-r-β-CD结构通式的三嵌段共聚物，其中：A是可质子化或去质子化的单元，dopa代表多巴胺官能基团，β-CD代表β-环糊精；r代表随机分布；2)A的循环单元数和dopa单元数的比例为1:1～5:1，A的循环单元数和β-CD单元数的比例为10:1～40:1；所述可质子化或去质子化的单元为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和肉桂酸中的任意一种。2.一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用可质子化或去质子化的单元合成聚合物添加剂主链；(2)利用多巴胺和β-环糊精对主链进行修饰；步骤(1)所述可质子化或去质子化的单元为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、肉桂酸中的任意一种。3.根据权利要求2所述的一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的聚合物添加剂主链，为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚衣康酸和聚肉桂酸中的任意一种。4.根据权利要求2所述的一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体过程如下：按质量份数计，首先将5.3～25份的可质子化或去质子化的单元溶解至100份溶剂A中，再加入相对于可质子化或去质子化的单元当量1～3％的偶氮二异丁腈，在60～80℃下，惰性气体鼓泡氛围中，回流加热4～10h，将反应后溶液旋蒸浓缩至原体积的1/4～1/2后，再将浓缩液直接滴加到80～100份溶剂B中，静置30～60min，倾倒去液体部分，剩余固体在通风状态下静置60～120min，在60～80℃下真空干燥，得到聚合物添加剂主链。5.根据权利要求4所述的一种用于修饰磁性纳米离子的手性分离聚合物添加剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗磊，杨俊杰，董富欣，袁晓华，王平，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44