【手性分离技术 9.】
（9. 高效手性分离技术⑤）
手性分离膜
膜分离技术具有产量高 、能耗低 、无 污 染 、分离纯度高 、易于连续操作等优点 ，而手性拆分膜技术作为一种低能耗和易于工业放大的手性拆分技术，近年来随着单一手性物质需求的日益增长得到了 广泛的关注。
手性膜拆分原理： 手性拆分膜分手性拆分固膜和手性拆分液膜 ，由于手性拆分液膜 的不稳定性及较低的寿命，不能 较好的商业应用，所 以手性拆分固膜近年来受到了广泛关注 。手性拆分膜的拆 分 过 程，以外 消 旋体 混 合 物在 压力 、电压 以及酸碱梯度等外推 动 力作 用下 ，以恒 定 的速率 进入膜相 ，膜相 中包 含 可 以对 外消旋体中 的某种对映体进行识别的基团或物质，在膜相 中，对 映 体 分子 通过 不 断地 吸附和解吸过程，在各个识 别 点 之 间 进行传 输 。通 过识别基 团对 对 映体分 子 的特定性吸附 ，对另一种 对 映体吸 附效果不 明显或 者不吸 附，另一 种对映体分子因此能够通过膜相 ，进入接 收相 ，从而实 现外 消旋 体 的分 离 。
手性拆分膜制备技术研究进展： 目前，手 性拆 分 膜 制 备 技 术 的研 究 主 要 集 中在 3 个方 面 ： ①基 膜 改性 和修饰 法 、②直接 成膜 法 以及 ③分子 印迹 法 。
①基 膜 改性和 修饰 法 ：主要 是 在 多 孔 支 撑 膜 或 多 孔 支 撑 层 上 ，通过涂覆 、浸渍和接枝 聚合等方法 ，以基膜材料为 载 体 ，改性层 为 手性 功能 层 ，实 现 可调控 性 的 手性 识别 分 离 。 从 目前 研 究来 看 ，识 别 材 料 多 以氨 基 酸 及 其 衍 生 物 的对 映体 分 子为 主 。 手性 氨基 酸 由于 本 身 具有 手 性 碳 原 子 ，所 以 经 常 被直接当作功能单体用于拆分膜中。聚砜膜 由于耐高 温、耐酸碱 、耐氯等优良特性 ，也常被用在拆分工艺中。 G．Pravin等 _1在 聚砜 超 滤 膜 上 将 L一精 氨 酸 与 均 苯 三 甲酰氯 通过 原位 界 面 共 聚 ，制 得 对 映选 择 性 薄 膜 复 合 高 分子 膜 。 由于 手 性 精 氨 酸 的存 在 ，该 复 合 膜 可对 多 种 氨基 酸起 到拆 分作 用 ，分 离 能达到 64 ～78 %。
②直接 成膜 法 利 用具 备 手性 识 别 功 能基 团 的 材 料 为成 膜 原 料 ， 直 接制 备分 离 膜 ，使 其 能 够对 对 映异 构 体 进 行 识 别 和 分 离 。直接 成膜 法 的优 点 是 制备 方 法 易 行 ，后 续 处 理 简单 ，但 缺 点是合 适 的材料 较 少 ，应 用范 围受 限 。 纤维 素 在 自然 界 中分 布广 且 拥 有 固有 手 性 特 征 ， 所 以成 为 了 第 一 种 被 用 作 色 谱 手 性 选 择 体 的 材 料 。 1960年 ，醋 酸 纤 维 素 第 一 次 被 用 做 制 备 膜 的 实 用 材 料 ，自此 它 的研 究 一 直没 有 间 断 。周 正 中等 ]对 醋酸 纤维 素进 行功 能 化 改 性 而后 成 膜 ，对 色 氨酸 外 消 旋 体 进 行手 性拆 分 ，实验 结果 表 明 ，通 过改 性 的纤 维 素膜 可 以选择 性 的 识别 和 吸 附 L-色 氨 酸 ，然 而在 外加 电场 的 作 用下 ，膜本 身 的选 择性 可发 生逆 转 。采 用 浸没 相转 化法 制备 了醋 酸丙 酸／醋酸 纤 维素 膜 ，用 于 拆 分反 均 二苯 乙 烯 氧化 物 。 由于 存 在 大 量 结 构 上 活 跃 的不对 称 碳原 子 ，当配 比 m(CA)／m(CAP)=18：8 时 ，R-对 应 体 的对应 选择 性达 到 97% 。
③分子印迹 法 分 子 印迹 过程 是 当模 板 分子 (印迹 分子 )与聚 合 物 单 体接 触 时会 形成 多 重作 用 点 ，通 过 聚 合 过程 这种 作 用 就会 被记 忆下 来 ，当模 板分 子 除去后 ，聚 合物 中就形 成 了与模 板 分子 空 间构 型相 匹配 的具有 多 重作 用 点 的 空 穴 ，这 样 的空 穴将 对模 板 分 子 及 其 类 似物 具 有 选 择 识别 特性 。分子 印迹膜 就是应 用 这 种 技 术 ，获 得 高 通 量 和高选 择 性 ，在 手 性拆 分 方 面 具 有 较 高 的应 用 和 研 究 价值 ，已经 成 为手性 拆分 膜 的重要 研究 方 向 。
手性拆分膜因其具有能耗低 、易于连续操作等优 点 ，被 认 为是进 行 大规 模 手 性 分 离 非 常有 潜 力 的方 法 之一 ，成 为分离 膜研 究 的新热 点 ，也是 目前 手 性 分离 研 究 的最新方向之一 。从研究结果来看 ，基 膜 改性法 存在改 性过 程复 杂 ，改性后 材 料不稳 定 ，难 于工 业 化 生 产 以及 存 在手性 选择 性 和膜 的通量 还需 要 进一 步 提 高 等 问题 。直接 成膜 制 得 的膜 材 料 手性 拆 分 效 果好 ， 能够 实现 高通 量和 高选择 性 ，但相 比常规 成膜 材 料 ，成 膜过 程 中条件 控 制 相 对 困难 ，膜 自身结 构 和 性 能 均 存 在一 定缺 陷。
丰都智愚河畔环境技术工作室
