基于自组装的手性开关功能膜的构筑及其分子识别研究

针对手性药物分子的识别与选择性分离的需求，基于超分子自组装后聚集体具有手性识别功能，本项目拟将手性超分子组装体可控负载到高分子多孔膜支撑体上，制备具有手性开关功能的膜材料，以期实现手性药物分子的手性识别。.系统开展超分子组装功能体负载于多孔膜的研究，探索超分子组装体与基膜的可控复合途径，探究实现手性识别开关功能的环境响应机制，建立手性开关膜的可控构筑方法；考察超分子组装体/基膜复合体系的微观（表面分子结构）/介观（界面超分子环境）/宏观（手性分子识别）特征三者之间的关系和规律，建立手性聚集体的稳定性控制方法；以碱性药物分子为模板，研究对手性药物的分子识别机理，最终实现对碱性药物的手性识别功能。.具有手性开关特性的功能膜为手性药物的识别和分离提供了方便、有效的新途径，对于丰富和发展功能膜制备和结构调控理论也具有重要意义。

本项目针对手性分子识别的需求，基于超分子自组装后聚集体具有手性识别功能，将手性超分子组装体可控负载到高分子多孔膜支撑体上，制备具有手性开关功能的膜材料，并研究其手性可控性及超分子组装体对膜性能的影响。. 选用乙烯-乙烯醇共聚物（ EVAL） 为基膜材料，采用紫外光引发膜表面接枝聚合的方法，成功制备了表面接枝弱碱性聚电解质 PDMAEMA 接枝链，接枝率可控的 EVAL多孔膜，为负载超分子组装体提供高效的作用基团。超分子组装单体选用具有聚集现象的卟啉（TPPS），利用接枝链PDMAEMA上正电荷与 TPPS外围负电荷的静电作用进行 EVAL 膜对 TPPS 的吸附。通过等温吸附方程的拟合和吸附动力学的研究，探索EVAL膜对卟啉的吸附机理和影响因素，为卟啉/聚合物膜的有效构筑提供理论依据；从EVAL/TPPS 复合膜的结构形貌，光学特征等方面入手，研究复合膜表面超分子组装行为和环境响应特性：在膜表面接枝链的作用下TPPS表现出与水溶液中不同的聚集行为，得到两种不同形式的超分子结构，并且两种超分子结构，可在外界条件控制下实现相互转化，从而建立了基于超分子结构的功能膜的可控构筑方法。.考察超分子组装体对高分子膜性质的影响，建立复合体系的微观结构与宏观性质之间的关系，首次获得基于超分子结构的 pH 响应智能膜；利用手性药物分子为诱导剂，完成膜表面超分子手性组装过程，并且得到的超分子手性的正负信号与手性药物分子构型相对应；通过pH值的调控，可实现手性聚集体与非手性聚集体之间的转化，从而实现手性信号的开关控制；手性药物分子去除后，其手性信息可被TPPS超分子聚集体记录下来，这在手性记忆，数据存储等分子器件的设计和开发中有重要的理论指导意义。. 紫外光引发膜表面接枝聚合法可有效实现膜材料的改性，但考虑其操作过程复杂，后处理周期长，我们进而采用层层自组装技术将TPPS负载于膜表面，简化了功能膜的制备过程。由于静电自组装层的孔径筛分和电荷排斥效应，使功能膜对无机盐表现出良好的脱除作用，同时TPPS的引入增加了膜表面的电荷量，并在组装层间起到一定的支撑作用，使膜的渗透性能和选择性能均得到改善。. 基于卟啉超分子结构的功能膜为新型功能膜制备及结构调控提供了新途径，并且作为基质的膜材料，其多样的化学物理结构也将有助于推动卟啉在传感器，光电催化，生物医药等领域的更广泛的应用。