基于甲殼素的手性分離介質(zhì)

1、基于甲殼素的手性分離材料*國家民委科研項目(12HBZ009)；湖北省自然科學(xué)基金(2012FFB01105)；湖北省教育廳中青年項目（Q20122907）；生物資源保護與利用湖北省重點實驗室開放基金(PKLHB1522)王雯靜：女，1993年生，碩士研究生，研究方向為天然高分子材料E-mail：251939472 ；李國祥：通訊作者，男，1975年生，博士，副教授，研究方向為再生資源化學(xué)生物學(xué) E-mail：liguoxiang9541 王雯靜，桑秋章，邵宇，史伯安，李國祥（生物資源保護與利用湖北省重點實驗室，湖北民族學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北恩施 445000）摘 要 甲殼素是一種豐富的

2、可再生資源，將甲殼素在堿性條件下脫去乙?；玫綒ぞ厶牵讱に睾蜌ぞ厶欠肿庸羌苡写罅康氖中蕴荚哟嬖?，且含有較多的羥基、乙酰氨基或氨基活性官能團，容易進行化學(xué)改性得到有較好手性識別能力的衍生物，且它們能以膜、纖維、凝膠及微球等不同形式出現(xiàn)，可作為各種手性分離介質(zhì)。本文概述了近年來甲殼素衍生物作為手性分離介質(zhì)的重要研究進展，主要包括甲殼素及其衍生物的色譜手性固定相、手性分離膜、分子印跡聚合物。重點介紹了這些手性分離介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、制備及性能。并展望了甲殼素衍生物手性分離介質(zhì)的研究前景，共引用參考文獻80篇。關(guān)鍵詞 甲殼素 化學(xué)改性 手性識別 手性分離中圖分類號 O636.9 文獻標(biāo)識碼 AChiral

3、 Separation Materials Based on Chitin WANG Wenjing，SANG Qiuzhang，SHAO Yu，SHI Boan，LI Guoxiang(Key Laboratory of Biologic Resources Protection and Utilization of Hubei Province, School of Chemical and Environmental Engineering, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China)Abstract Chitin i

4、s an abundant renewable resources. Chitosan is one of the most important derivatives of chitin, which removed acetyl groups in alkaline conditions. The skeleton contains a large number of chiral carbon atoms, which is very important for chiral separation. There were many hydroxyl groups, acetyl amin

5、o or amide groups on molecular chains of chitin and chitosan. Some derivatives which had better chiral recognition ability were obtained through chemical modification for reactive groups. Chitin derivatives could occur in difference forms, including membranes, fibers, gels and microspheres, which co

6、uld be used as chiral separation medium. The progress of chitin derivatives as chiral separation medium in recent years was summarizes in this paper, including the chiral stationary phases of high performance liquid chromatography and capillary electrochromatography, the chiral separation membranes,

7、 and the molecular imprinted polymers. It focuses on the structure, preparation and properties of the chiral separation medium. Finally, a perspective on the chitin chiral separation medium and the research directions in the future is briefly discussed. 80 References were cited.Key words Chitin; Che

8、mical modification; Chiral recognition; Chiral separation隨著人類社會的快速發(fā)展，手性藥物正成為全球藥物研究、開發(fā)和銷售的熱點。通過對外消旋體的選擇性拆分是獲得對映體純的手性化合物的重要方式之一。手性化合物的分離需要在手性環(huán)境中才能實現(xiàn)，而手性環(huán)境的構(gòu)造離不開手性材料。在眾多的手性分離介質(zhì)中，多糖類手性分離材料一直是研究熱點之一14。甲殼素是一種重要的天然多糖，廣泛存在于甲殼綱動物的外殼及真菌和藻類的細(xì)胞壁中，是地球上僅次于纖維素的第二大可再生資源5。甲殼素分子是由N-乙酰-2-氨基-2-脫氧-D-吡喃葡萄糖單元通過-(14)糖苷鍵連接而

9、成的線型高分子（如圖1所示），其骨架結(jié)構(gòu)上含有大量的手性碳原子，外加上其螺旋鏈的超分子結(jié)構(gòu)，這對手性分離非常重要6,7。殼聚糖是由甲殼素C-2上的乙酰氨基脫去乙?；@得，是甲殼素最重要的衍生物。甲殼素和殼聚糖的糖殘基上存在羥基、乙酰氨基和氨基官能團，通過分子設(shè)計和化學(xué)改性可以獲得一些具有較好手性識別能力的甲殼素衍生物8,9。且甲殼素衍生物能以膜、纖維、凝膠以及微球等不同形式出現(xiàn)10，是一種潛在的、可廣泛應(yīng)用于外消旋體拆分的手性分離介質(zhì)。圖1. 甲殼素(a)和殼聚糖(b)的分子結(jié)構(gòu) (阿拉伯?dāng)?shù)字為碳的編號，*為葡萄糖單元手性碳)Fig.1 Structure of chitin(a) and c

10、hitosan (b). (Arabic numerals is the number of carbon, and * as a chiral carbon of glucose unit.)本文擬從色譜手性固定相、手性分離膜、分子印跡.聚合物等方面綜述甲殼素衍生物手性分離介質(zhì)研究進展。1. 甲殼素及其衍生物色譜手性固定相通過色譜方法分離外消旋體獲得純度高的單一對映體是一種應(yīng)用最為廣泛的手性分離技術(shù)11，包括高效液相色譜12,13、電色譜14,15、毛細(xì)管氣相色譜16,17、薄層色譜18,19、高速逆流色譜2022以及模擬移動床色譜23,24等。手性色譜分離技術(shù)的核心就是用作外消旋體拆分的手

11、性識別材料。1.1 高效液相色譜手性固定相圖2 甲殼素芳基氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)31Fig.2 Structure of chitin bis (aryl carbamate) derivatives31高效液相色譜手性固定相是研究得較早，研究內(nèi)容最豐富的色譜技術(shù)之一25。1987年，Carunchio等26首次將殼聚糖涂漬在硅膠上作為新型液相色譜固定相有效分離了核苷酸和氨基酸，開啟了將甲殼素衍生物應(yīng)用于高效液相色譜的新紀(jì)元。由于甲殼素分子的糖殘基在C-3和C-6位各有一個羥基，因此甲殼素的化學(xué)改性主要圍繞3,6-位進行。受纖維素和淀粉等多糖類衍生物手性高分子的啟示27,28，Cass等29首先用芳基

12、異氰酸酯分別修飾兩種不同來源的甲殼素，合成了甲殼素-3,6-二（苯基氨基甲酸酯）和甲殼素-3,6-二（3,5二甲基苯基氨基甲酸酯）衍生物，并涂敷在經(jīng)有機硅烷改性過的微孔二氧化硅上，獲得甲殼素衍生物手性固定相，考察了手性拆分性能。研究發(fā)現(xiàn)所制備的手性固定相和甲殼素衍生物的涂敷量、取代基以及甲殼素多糖的性質(zhì)（包括分子量、乙酰度和結(jié)晶度）等因素相關(guān)。當(dāng)用來源于巴西的甲殼素制備的甲殼素-3,6-二（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）衍生物，且涂覆量為15%時，該類手性固定相對5種外消旋體有較好的拆分性能，最大分離因子為1.7，能對目標(biāo)樣品進行制備性分離30 。圖3 甲殼素氨基甲酸酯衍生物32Fig. 3

13、Structures of chitin carbamates32.隨后，Okamoto等31也合成了3,6-二（3,5-二氯苯基氨基甲酸酯）和包括3,6-二（苯基氨基甲酸酯）、3,6-二（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）在內(nèi)的三種甲殼素衍生物（如圖2所示）。作為高效液相色譜手性固定相，后兩者顯示出了相對較高的手性識別能力，尤其對布洛芬和酮洛芬等藥物，甲殼素-3,6-二（3,5-二氯苯基氨基甲酸酯）衍生物有較好拆分性能。且和Cass先前的工作相比，3,6-二（苯基氨基甲酸酯）、3,6-二（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）兩種甲殼素衍生物固定相體現(xiàn)了更好的手性拆分性能，這主要歸因于高取代度的甲殼素芳

14、基氨基甲酸酯衍生物。為了進一步研究不同取代基團的影響，Okamoto等32又制備了甲殼素-3,6-二（4-取代苯基氨基甲酸酯）、甲殼素-3,6-二（3,5-二取代的苯基氨基甲酸酯）、甲殼素-3,6-二（1-苯基乙基氨基甲酸酯）和甲殼素-3,6-二（環(huán)烷基氨基甲酸酯）涂敷型的高效液相手性色譜固定相（如圖3所示）。用正己烷-異丙醇作洗脫液，3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯，4-氯苯基氨基甲酸酯和4-三氟甲基苯基氨基甲酸酯表現(xiàn)了相對較高的手性識別性能；用氯仿-乙酸乙酯為洗脫液時，甲殼素二（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）和甲殼素二（3,5-二氯甲基氨基甲酸酯） 分離性能穩(wěn)定；用氯仿作流動相添加劑時，一些外

15、消旋體能更加充分拆分；而少數(shù)外消旋體在反相條件下分離效果更好。 圖4 殼聚糖二（3,5-二甲基或3,5-二氯苯基氨基甲酸酯）33Fig. 4 Structure of chitosan bis(3,5dimethyl or 3,5dichloro phenylcarbamate)33此外，為了更好的探索高選擇性的甲殼素類手性固定相，對殼聚糖糖殘基上的3,6位羥基和2位氨基進行化學(xué)改性也有報道。Okamoto等33合成了包括殼聚糖在內(nèi)的（半乳糖胺、木聚糖、葡聚糖、菊粉等）6種天然多糖的3, 6-二（3,5-二氯苯基氨基甲酸酯）-2-（3,5-二氯苯基氨基甲酰胺）和3, 6-三（3,5-二甲基苯基

16、氨基甲酸酯）-2-（3,5-二甲基苯基氨基甲酰胺）衍生物（如圖4所示），并制備成涂敷型高效液相色譜手性固定相。這些多糖的苯基氨基甲酸酯手性選擇性及對映體洗脫順序取決于其單糖單元的性質(zhì)、多糖的糖苷鍵連接位置及連接類型。在6種多糖的所有衍生物中，殼聚糖和木聚糖的3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯以及半乳糖胺的3,5-二氯苯基氨基甲酸酯體現(xiàn)了相對較高的手性識別能力。與纖維素和直鏈淀粉的苯基氨基甲酸酯相比，6種多糖的衍生物總體上展現(xiàn)了較一般的手性拆分能力，但小部分外消旋體能得到更佳的拆分效果。圖5 殼聚糖衍生物結(jié)構(gòu)34Fig. 5 Structures of chitosan derivatives.34在

17、此基礎(chǔ)上，Jegal等34用N-煙酰-L-苯丙氨酸和3,5-二甲基苯基異氰酸酯修飾殼聚糖，制備了一種新的涂敷型殼聚糖衍生物手性固定相（如圖5所示），對10種外消旋體進行了有效拆分，其中分離因子在2以上的有5種，表現(xiàn)了較好的手性拆分能力。且其拆分機理和其它多糖衍生物類似，主要是目標(biāo)化合物與手性高分子間的氫鍵作用、-作用和偶極-偶極作用。圖6 殼聚糖脲基苯基氨基甲酸酯和殼聚糖酰亞胺基苯基氨基甲酸酯35Fig. 6 Structures of carbamate-urea (1) and carbamate-imide derivatives (24) of chitosan. 35Okmoto等3

18、5使用完全脫乙?；臍ぞ厶欠謩e制備了系列殼聚糖-3,6-二芳基氨基甲酸酯-2-脲基衍生物和殼聚糖-3,6-二芳基氨基甲酸酯-2-酰亞胺基衍生物新的手性固定相（如圖6所示），并考察了其手性拆分性能。研究發(fā)現(xiàn)分別在3,6位引入的3,5二甲基苯基氨基甲酸酯殼聚糖衍生物、3,5-二氯苯基氨基甲酸酯殼聚糖衍生物以及3,4-二氯苯基氨基甲酸酯殼聚糖衍生物均表現(xiàn)了相對較高的手性識別能力；特別是二氯苯基氨基甲酸酯酰亞胺殼聚糖衍生物對金屬乙酰丙酮配合物顯示出了高的手性識別能力。更有趣的是制備的一些新型殼聚糖衍生物不溶于氯仿和乙酸乙酯，能使用它們作為流動相的組分，使得一些較難分離的外消旋體得到更有效分離。從而進一

19、步拓寬了多糖類手性固定相的流動相使用范圍，改善了手性分離效率。為了深入研究這類含脲結(jié)構(gòu)的手性固定相，Okmoto等36,37相繼合成了系列殼聚糖3,6位取代的二苯基氨基甲酸酯和2位脲結(jié)構(gòu)的衍生物（如圖7所示）。將它們分別涂敷在硅膠上，作為高效液相色譜手性固定相評價其手性拆分性能。它們的手性識別能力與引入苯環(huán)的取代基的性質(zhì)、取代位置和數(shù)量有關(guān)，而且引入基團的吸電子和供電子能力也有助于提高手性識別能力。圖7 殼聚糖苯基氨基甲酸酯脲衍生物結(jié)構(gòu)37Fig. 7 Structures of chitosan phenylcarbamateurea derivatives. 37此外，國內(nèi)關(guān)于殼聚糖衍生物

20、的手性固定相研究也有所涉及。韓小茜等38合成了殼聚糖-三（3-氯苯基氨基甲酸酯）衍生物涂敷型手性固定相（如圖8所示），考察了其對9種外消旋體的拆分性能，其中7種化合物能通過殼聚糖新型手性固定相得到快速拆分，且4種外消旋體能進行基線或接近基線分離。圖8 殼聚糖三（3氯苯基氨基甲酸酯）結(jié)構(gòu)38Fig.8 Structure of chitosan tris(3chlorophenylcarbamate) 38柏正武等39制備了殼聚糖-二( 4-甲基苯甲酸酯) -( 4-甲基苯甲酰胺) 、殼聚糖-二( 苯甲酸酯) -( 苯甲酰胺) 、殼聚糖-二( 3，5-二甲基苯甲酸酯) -( 3，5-二甲基苯甲酰

21、胺) 和殼聚糖-二( 4-氯苯甲酸酯) -( 4-氯苯甲酰胺) 4 種新的涂敷型手性固定相（如圖9所示），考察了固定相的手性識別性能，其中殼聚糖-二( 3，5-二甲基苯基甲酸酯) -( 3，5-二甲基苯基甲酰胺)手性識別性能最好，而殼聚糖-二( 4-甲基苯甲酸酯)-( 4-甲基苯甲酰胺)對手性化合物有最大的分離度?？紤]到不同手性高分子的協(xié)同效應(yīng)及流動相的溶劑化效應(yīng)，柏正武等還進行了甲殼素-二（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）和纖維素-三（4-甲基苯甲酸酯）及纖維素-三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）混合手性固定相的研究40。圖9 殼聚糖衍生物及手性固定相的制備39Fig. 9 Preparati

22、on of the chitosan derivatives and the CSPs39一般而言，由于涂覆型的手性固定相在制備工藝過程中較完整的保留了手性介質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出較好的手性識別能力41。而且，涂覆型的甲殼素類手性固定相主要是在正相條件下使用，如正己烷/異丙醇溶劑體系36,37，有時為了提高拆分效果也用少量的乙酸乙酯、氯仿等作為流動相添加劑35，但較少使用包含有甲醇的水相溶劑系統(tǒng)。該類固定相總的來說由于自身溶解性的原因限制了一些其它溶劑的使用，如四氫呋喃，乙酸乙酯、氯仿作流動相時32，部分甲殼素衍生物會被溶脹或溶解，引起固定相手性識別能力的減弱或消失。因此，涂覆型的甲殼素衍生

23、物手性固定相只能使用有限的溶劑作流動相。另外，在手性分離的過程中，樣品的溶解性也非常重要，有限的溶劑作流動相并不利于樣品的溶解，從而影響手性拆分效果，尤其在制備色譜中，進樣量大，對溶劑要求高42。為了彌補這些不足，人們對鍵合型的甲殼素手性固定相的研究作了一些有益的嘗試。Minguilln等43以乙酰度為13 %的殼聚糖為原料，制備了鍵合型的殼聚糖3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯/10-十一碳烯混合手性固定相（如圖10所示）。當(dāng)使用正庚烷-異丙醇或正庚烷-氯仿作流動相時，殼聚糖衍生物表現(xiàn)出了一種特別有趣的識別能力，這主要歸因于這些鍵合型多糖衍生物手性固定相易于制備以及它們的高立體選擇性。圖10 殼聚

24、糖衍生物手性固定相的制備43Fig. 10 Preparation of chiral stationary phases of chitosan. 43隨后，Minguilln等44以乙酰度為20 %和5 %以下的殼聚糖為原料，又分別合成了幾種10-十一碳烯/苯基氨基甲酸酯或苯甲酰殼聚糖衍生物混合手性固定相（如圖11所示）?？疾炝藲ぞ厶且阴６群腿〈葘ζ涫中怨潭ㄏ嗖鸱中阅艿挠绊?。研究顯示殼聚糖原料的小范圍的乙酰度差異并不能明顯影響殼聚糖衍生物手性固定相的手性識別能力，但取代度高的殼聚糖衍生物由于溶解性的改善，在相應(yīng)的流動相改性劑中表現(xiàn)出較好的手性識別能力。圖11 殼聚糖手性固定相的制備44F

25、ig. 11 Preparation of the chiral stationary phases. 44鄒漢法等45制備了鍵合型的殼聚糖色譜手性固定相（如圖12所示），以Cu2+為絡(luò)合離子通過離子交換色譜對多種-氨基酸和-羥基酸對映體進行了拆分。并初步提出了一種分離-氨基酸的手性識別機理：相鄰氨基葡萄糖單元上的羥基參與了三元復(fù)合物的構(gòu)造，與L-氨基酸相比，D-氨基酸中的較大基團R和羥基之間存在的空間位阻導(dǎo)致其和羥基構(gòu)成一種較弱的三元復(fù)合物，因此D -氨基酸、L -氨基酸會依次先后洗脫出來，從而達到分離。李琳等46將4-羥基-3-甲氧基苯甲醛（香草醛）接枝到殼聚糖的分子鏈上，然后通過偶聯(lián)劑-

26、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷將其與硅膠鍵合制備出新型液相色譜固定相，正相條件下對多種位置異構(gòu)體和外消旋體進行了分離，顯示出了一定的分子識別和手性識別功能，但峰形較寬，柱效有待進一步提高。圖12 殼聚糖鍵合手性固定相的制備示意圖45Fig. 12 Scheme for the preparation of CSPs based on covalently bonded chitosan. 451.2 毛細(xì)管電色譜（CEC）手性固定相圖13 固載殼聚糖的毛細(xì)管柱合成示意圖49Fig. 13 Schemes to synthesize the CS-immobilized capillary49毛細(xì)

27、管電色譜是近年發(fā)展起來的一種新型微分離分析技術(shù)，它整合了毛細(xì)管電泳與微徑柱液相色譜的優(yōu)點，通過在填充微細(xì)顆粒液相色譜填料的微徑色譜柱兩端施加直流高壓電場，達到其對痕量復(fù)雜生物及化學(xué)體系樣品優(yōu)越的分離能力47,48。由于殼聚糖及其衍生物手性固定相在高效液相色譜中的成功應(yīng)用，且它們能作為優(yōu)良的涂層劑吸附于裸露毛細(xì)管用于生物活性分子的分離。因此，人們順理成章的將其作為毛細(xì)管電色譜的手性固定相用于外消旋體的拆分。Chen等49首先采用沉淀法制備了殼聚糖（CS）納米粒子，并分別用間甲基苯甲酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）對殼聚糖納米粒子進行改性，然后與適量的甲基丙烯酰胺（MAA）混合，以偶氮二異丁腈（

28、AIBN）作為引發(fā)劑發(fā)生共聚反應(yīng)，用甲叉雙丙烯酰胺（Bis）作為交聯(lián)劑，形成聚合溶液。將聚合液充入硅烷化的毛細(xì)管獲得了納米殼聚糖毛細(xì)管電色譜開管柱（MAA-CS capillary）。圖13為固載殼聚糖的毛細(xì)管柱的制備示意圖，其相應(yīng)結(jié)構(gòu)如圖14所示。該毛細(xì)管柱較好的分離了色氨酸對映體和（）兒茶素。隨后，Chen等50又將殼聚糖通過硅烷偶聯(lián)劑（GTS）附著在硅烷化的毛細(xì)管，然后用琥珀酸交聯(lián)，制備了GTS-CS-S毛細(xì)管開管柱，同時，通過硅烷化反應(yīng)、加成反應(yīng)和琥珀酸交聯(lián)反應(yīng)將殼聚糖附著在SiH上制備了SiH-CS-S毛細(xì)管開管柱。兩種殼聚糖基開管柱也成功分離了色氨酸對映體和（）兒茶素，并在硼酸鹽緩

29、沖溶液中對布洛芬對映體進行了基線分離。為了進一步研究該類毛細(xì)管柱，該研究組又采用不同方法制備了三種殼聚糖基開管柱51，并分別考察了對苯甘氨酸對映體的分離。研究發(fā)現(xiàn)，不同制備方法獲得的毛細(xì)管柱其殼聚糖含量不同，有趣的是殼聚糖的含量和毛細(xì)管柱的電滲遷移率值、保留因子及手性選擇性相對應(yīng)。圖14 掃描電鏡圖片：(A) 酸處理的納米殼聚糖； (B) 納米殼聚糖/聚丙烯酰胺復(fù)合物；(C) MAA-CS 毛細(xì)管切口邊緣的涂層；(D) MAA-CS 毛細(xì)管內(nèi)壁的涂層48Fig. 14 SEM images. (A) Acidtreated nano-CS; (B) nano-CS/polyacrylamide

30、 composite (MAA-CS powder); (C) coatings around a cut rim of the MAA-CS capillary; (D) coatings on the inner wall of the MAA-CS capillary. 482. 甲殼素及其衍生物手性分離膜采用膜技術(shù)來分離外消旋體是當(dāng)前手性分離科學(xué)領(lǐng)域的一大亮點5256。甲殼素及其衍生物一般具有較好的成膜性，各種甲殼素及其衍生物商品膜已廣泛應(yīng)用于藥品57,58、食品59,60、環(huán)境61,62、生物醫(yī)用63,64等領(lǐng)域，但其用于手性分離方面鮮有報道。圖15 戊二醛交聯(lián)的殼聚糖膜結(jié)構(gòu)65Fi

31、g. 15 Schematic drawing of chemical structure of crosslinked chitosan. 65Jegal等65采用相轉(zhuǎn)化法，使用戊二醛作交聯(lián)劑制備了殼聚糖交聯(lián)膜（如圖15所示）。用該膜分離-氨基酸外消旋體，當(dāng)溶脹率為70 %時，殼聚糖膜對色氨酸外消旋體有較好的拆分效果，其對映體過量值（ee）為98 %，膜通量為6.4 mg/(m2 h)。類似的殼聚糖交聯(lián)膜對2-苯基-1-丙醇外消旋體也有較好的拆分效果66，其對映體過量值（ee）為90 % 。Higuchi等67將DNA固載到殼聚糖膜上，制備了系列不同孔徑的DNA-殼聚糖超濾膜，如圖16所示。

32、當(dāng)使用孔徑小于6.4 nm，切割分子量為67,000的殼聚糖膜分離苯丙氨酸外消旋體時，D -苯丙氨酸優(yōu)先滲透，而L-苯丙氨酸被殼聚糖膜優(yōu)先吸附，從而得到較好的分離。圖16 殼聚糖固載DNA復(fù)合膜的制備67Fig. 16 Synthesis of DNAimmobilized chitosan membranes. 67褚良銀等68采用冷凍干燥和高溫下的溶膠-凝膠工藝分別制備了兩類不同的殼聚糖膜（CS-LT和CS-HT），在Cu2+離子存在下考察了殼聚糖膜對色氨酸外消旋體的拆分情況，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Cu2+離子濃度較低時，殼聚糖膜優(yōu)先吸附L-色氨酸，而當(dāng)Cu2+離子濃度較高時，則優(yōu)先吸附D-色氨酸；

33、且和CS-LT膜相比，CS-HT膜表現(xiàn)出了更好的吸附選擇性和吸附能力。這主要歸因于CS-HT膜在制備過程中形成了較多的無定形結(jié)構(gòu)和較大的比表面積。此外，一些新的制備手性膜的方法也得到嘗試。Yoshikawa等69通過靜電紡絲的方法制備了甲殼素納米纖維膜 （如圖17所示），該膜能從谷氨酸和苯丙氨酸外消旋體中選擇性吸附L-對映體，而D型對映體優(yōu)先透過納米纖維膜。并采用一種多級級聯(lián)的分離工藝，有效提高了膜分離的滲透選擇性。圖17 甲殼素納米纖維膜SEM圖片69Fig. 17 SEM image of chitin nanofiber membrane. 693. 甲殼素及其衍生物分子印跡聚合物分子印

34、跡技術(shù)（MIP）是近些年發(fā)展起來的一種新方法，它可為人們提供具有期望結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的分子組合體，它能專一性的識別模板分子及其類似物70。將其引入手性分離領(lǐng)域能有效提高目標(biāo)化合物的選擇性，改善分離效率71,72。殼聚糖分子骨架含有大量氨基和羥基，能和模板分子組裝，形成基于殼聚糖的分子印跡聚合物。圖18 L-天門冬氨酸分子印跡聚合物平面示意圖73Fig. 18 Schematic illustration of the surface of the L-aspartic acid imprinted polymers 73.Monier等73將殼聚糖和L-天門冬氨酸復(fù)合，用乙二醛作交聯(lián)劑，制備了一種對

35、L-天門冬氨酸具有對映體選擇性的殼聚糖基印跡分子樹脂（如圖18所示）。該分子印跡樹脂對L-天門冬氨酸的最大吸附容量為480.7 mg/g。然后，Monier等74又以S-扁桃酸為模板分子，甲醛作交聯(lián)劑制備了一種對S-扁桃酸具有立體選擇性的殼聚糖基分子印跡聚合物樹脂（如圖19所示），該分子印跡樹脂對S-扁桃酸的最大吸附容量為100 0.5 mg/g。劉斌等75以L-脯氨酸為模板分子，殼聚糖為功能基體，在水溶液中合成了對L-脯氨酸具有立體選擇性的分子印跡聚合物，分離因子可達4.67。吳洪等76以L-苯丙氨酸為模板分子，采用相轉(zhuǎn)化法成功制備了殼聚糖分子印跡膜。該分子印跡膜對D，L-苯丙氨酸外消旋體的

36、分離因子達到1.43。圖19 S扁桃酸分子印跡聚合物制備示意圖74Fig. 19 Schematic illustration of the preparation of Smandelic acid imprinted polymers 74.4. 展望顯而易見，甲殼素及其衍生物是一種具有較好手性識別能力的多糖類手性高分子。一方面甲殼素資源豐富易得，成本低廉；同時，甲殼素及其衍生物易于改性和加工，能以膜、凝膠、纖維、溶液等多種形式出現(xiàn)，因此其在手性分離科學(xué)領(lǐng)域體現(xiàn)出了較獨特的優(yōu)勢。色譜方法具有操作簡單、快速等特點而有著廣泛應(yīng)用。到目前為止，甲殼素及其衍生物作為色譜手性固定相依然是研究熱點。但

37、與其它多糖類固定相，如纖維素77,78和直鏈淀粉類79,80相比，甲殼素類手性固定相的種類要少得多，獲得商品化的甲殼素類手性固定相就更加有限，且對于一些外消旋體的分離，利用現(xiàn)有的甲殼素類手性固定相進行拆分，其拆分效果還有待進一步改善和提高。因此，進一步研究和開發(fā)具有高立體選擇性的新型甲殼素類手性固定相具有重要實際意義。手性膜分離技術(shù)具有成本低、能耗低，且能連續(xù)運轉(zhuǎn)等特點，易于實現(xiàn)商業(yè)化和規(guī)?；Ｆ浜诵氖窃O(shè)計和制備出選擇性高、穩(wěn)定性好、通量大的手性分離膜。如何研制出符合實際生產(chǎn)需要的商品化的甲殼素類手性分離膜，將對未來手性分離科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。 參考文獻1Shen J, Ikai T, O

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