[发明专利]一种手性分离用中空纤维膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种手性分离用中空纤维膜及其制备方法，首先以L-苯丙氨酸(L-Phe)作为拆分对象，通过改性合成手性氨基酸单体，进而与温敏单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚，合成温敏手性共聚物微凝胶P(NIPAAm-co-AAc-L-PheEt)。其次采用自由基共聚法将NIPAAm单体与聚偏氟乙烯(PVDF)接枝共聚，合成温敏膜成膜基质PVDF-g-PNIPAAm。最后将温敏手性共聚物微凝胶与温敏膜成膜基质溶液共混配成纺丝料液，采用干-湿法纺丝工艺制备具有手性识别和拆分功能，且可通过控制环境温度变化实现L-Phe高效分离的氨基酸手性分离用中空纤维膜，该膜选择过载量(e.e％)可达15％-25％，分离系数(α)可达到1.5-1.8。本发明所制备的手性分离用中空纤维膜集手性温敏共聚物和温敏成膜基质的温敏性于一体，强化了膜的温敏性，提高了手性分离效率和温度对手性分离的智能化调控作用，较平板膜具有耐压性能好、无需支撑体，膜组件可做成任意大小和形状，在膜组件内的装填密度大，单位体积的膜面积大、通量大等优点。

主权项

一种氨基酸手性分离用中空纤维膜的制备方法，包括如下步骤：(1)手性温敏共聚物微凝胶的合成：将L‑Phe酯化生成L‑苯丙氨酸乙酯盐酸盐(L‑PheEt)，进而与丙烯酰氯酰化反应合成手性单体N‑(L‑1‑乙氧甲酰基‑2‑苯基)丙烯酰胺(AAc‑L‑PheEt)：搭三口烧瓶装置，加入50ml经除水处理的四氢呋喃(THF)冷凝回流，在三口烧瓶中加入NIPAAm单体，按质量比r为0.2加入手性单体AAc‑L‑PheEt，然后加入交联剂MBAA后，在20～30℃下通氮气搅拌30～60分钟，缓慢升温至50～70℃，稳定20～40分钟，加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，恒温反应6～10小时，反应结束后，向反应液加入石油醚沉淀，抽滤得到手性温敏共聚物微凝胶P(NIPAAm‑co‑AAc‑L‑PheEt)，干燥后置于阴冷处保存；(2)温敏成膜物质的合成：取10g碱处理后的PVDF粉末加入三口烧瓶中，通氮气，加入PVDF质量6～12倍的溶剂N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)，于50～80℃水浴下加热条件下搅拌溶解，在通氮气的情况下添加NIPAAm和引发剂AIBN，完全溶解后，再通氮气10～20分钟，继续搅拌反应8～12小时，反应结束后，将反应液冷却后加入甲醇沉淀，抽滤，用蒸馏水反复冲洗，然后抽干得温敏成膜物质PVDF‑g‑PNIPAAm，放入烘箱60℃干燥至恒重待用；(3)手性分离用中空纤维膜的制备：将成膜物PVDF‑g‑PNIPAAm加入盛有DMF的容器中，加入微凝胶P(NIPAAm‑co‑AAc‑L‑PheEt)，最后加入致孔剂聚乙二醇(PEG)，在30～60℃条件下加热、搅拌直至完全溶解，然后将纺丝料液倒入纺丝机料釜内，密封，加热纺丝机料釜，使纺丝料液温度为25～50℃，真空脱泡20～60分钟，纺丝料液脱泡处理完毕后，打开料釜出口开关，向釜内通入氮气加压，打开计量泵开关，调整转速8～20转/分钟，开始纺丝，将从喷丝板中挤出的中空纤维通过20～30℃的凝固浴后卷绕到卷绕辊上，控制卷绕辊转速10～25转/分钟，卷绕装置停机，取下纤维，将纺出的中空纤维膜在蒸馏水中浸泡一周，每天换水2次，然后浸泡到甘油水溶液中1～2天，用蒸馏水洗净晾干即得氨基酸手性分离用中空纤维膜。