Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

Auf der Molecular Imprinting Technology basierende Nanomaterialien als selektive Sorptionsmittel für chirale Moleküle

Gigimol MG

Molekulares Prägen ist eine der vielversprechenden Techniken zur Herstellung künstlicher Sorptionsmittel des Matrizenmoleküls auf einer Polymermatrix. Molekular geprägte Polymere (MIPs) wurden für die selektive und spezifische Erkennung von Matrizenmolekülen über ein einfaches Polymerisationsverfahren maßgeschneidert. In einem typischen Prägungsprozess bilden Matrizen und funktionelles Monomer über kovalente oder nichtkovalente Wechselwirkungen einen vororganisierten Komplex, gefolgt von einer Copolymerisation in Gegenwart eines Vernetzers, Initiators und eines geeigneten Porogens, die zur Bildung eines Polymerkomplexes führt. Durch die Extraktion des Zielmoleküls entsteht der Hohlraum, der zum Matrizenmolekül komplementär ist. Chiralität ist ein bedeutendes universelles Phänomen in der Natur. Für die eingehende Untersuchung in der Pharmakologie und Biologie und zur Formulierung praktischer Methoden sowohl zur chiralen Erkennung als auch zur Trennung von Enantiomeren sind effiziente enantioselektive Werkzeuge erforderlich. Die Rolle von MIPs bei der spezifischen und selektiven Trennung chiraler Moleküle aus Enantiomerengemischen ist relevant, da die herkömmlichen Methoden zur Lösung des Problems der Enantiomerentrennung unwirksam sind. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit ist die Herstellung eines künstlichen enantioselektiven Sorptionsmittels für die spezifische chirale Erkennung von D-Mandelsäure (D-MA), die in der pharmazeutischen Syntheseindustrie ein wichtiges chirales Äquivalent von α-Hydroxycarbonsäuren ist. In diesem Artikel haben wir unter Verwendung der Molekularprägungstechnologie ein künstliches Sorptionsmittel und einen Sensor aus D-Mandelsäure (D-MA) auf vinylfunktionalisierten mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) hergestellt. Zur besseren Bewertung wurde ein Blankopolymer (MWCNT-NIP) mit demselben Verfahren hergestellt, jedoch ohne Verwendung des Matrizenmoleküls im Polymerisationsprozess. Um die Rolle von MWCNT bei der chiralen Erkennung besser zu verstehen, wurden auch D-MA-geprägte und nicht-geprägte Polymere ohne MWCNT hergestellt und analysiert. Der resultierende MWCNT-MIP-Sensor zeigte eine günstige Selektivität, gute Stabilität und eine höhere Adsorptionskapazität für das Templatpartikel im Vergleich zu Produkten, die durch Massenpolymerisation hergestellt wurden.