S-1,1’-联萘-2,2’-二胺分子印迹聚合物的制备及性能研究

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本文以S-1,1’-联萘-2,2’-二胺(S-DABN)为模板分子,采用本体聚合方法制备了S-1,1’-联萘-2,2’-二胺印迹聚合物,考察了功能单体、致孔剂、聚合温度等因素对印迹聚合物手性拆分性能的影响,并对聚合物进行了色谱拆分性能评价和前沿色谱分析,考察了流动相组成、样品浓度、流速、柱温及等色谱条件对手性分离效果的影响。结果表明,致孔剂采用乙腈与氯仿的混合液,功能单体采用甲基丙烯酸,20℃条件下预聚合,60℃条件下热引发聚合制备的聚合物作为高效液相色谱固定相对R,S-1,1’-联萘-2,2’-二胺具有较高的手性分离性能,在以乙腈为流动相、流速为0.1mL/min、柱温为25℃、样品浓度为0.1mg/mL的色谱条件下,所制得的S-1,1’-联萘-2,2’-二胺印迹聚合物对R,S-1,1’-联萘-2,2’-二胺的分离因子达到2.14。前沿色谱实验结果表明:该分子印迹聚合物对模板分子S-DABN的解离常数为1.4mmol/mL,远低于对R-DABN的解离常数,3.7mmol/mL,可见制备的分子印迹聚合物对S-DABN有着很强的特异性识别能力。利用静态吸附方法对S-1,1’-联萘-2,2’-二胺印迹聚合物进行了吸附性能测试。考察了溶剂、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对聚合物吸附性能的影响。并对聚合物的吸附行为进行Scatchard分析,吸附动力学及吸附热力学分析。结果表明,采用乙腈为溶剂,25mg S-1,1’-联萘-2,2’-二胺印迹聚合物作为吸附剂,吸附温度为25℃时,吸附在60min左右达到平衡,对S-DABN与R-DABN的饱和吸附量分别为97.5mmol/g和77.5mmol/g。对聚合物进行Scatchard分析得出印迹聚合物内具有高亲和位点和低亲和位点两类结合位点,,并且这两类结合位点对S-DABN的平衡解离常数分别为0.14mmol/mL和0.41mmol/mL,表观最大结合位点数分别为0.37mmol/g和0.81mmol/g。通过对聚合物吸附行为的动力学分析得出,聚合物对S-DABN的识别过程可视为二级反应,吸附动力学常数k为0.000393,平衡吸附容量Qe为122.39mmol/g。通过对吸附过程热力学数据研究得出吸附过程在实验条件下是一个自发过程,ΔG298.15为-1.232kJ/mol。该过程的热力学参数如下:ΔH为-8.030kJ/mol,ΔS为-0.0228kJ/(mol·K),自由焓变差值ΔΔH为-4.056kJ/mol,自由熵变差值ΔΔS为-0.00329kJ/(mol·K),自由能变差值ΔΔG298.15为-3.075kJ/mol。
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