近日,環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院王新波教授團(tuán)隊(duì)與中科院過程工程研究所羅雙江研究員合作在Coordination Chemistry Reviews(IF=20.6)上發(fā)表綜述性論文(Advances in membrane-based chiral separation),系統(tǒng)總結(jié)了近年來手性對映異構(gòu)體膜分離過程的膜材料、膜性能和分離機(jī)理,深入討論了手性膜分離目前所面對的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn).山東大學(xué)博士生于聰為第一作者,王新波教授與羅雙江研究員為共同通訊作者,山東大學(xué)為第一完成單位和通訊作者單位.

手性分子的對映體通常表現(xiàn)出不同的生物活性和毒性,因此手性拆分是分離和純化生物活性物質(zhì)的一項(xiàng)重要任務(wù).開發(fā)有效的對映體分離策略一直是人們關(guān)注的重點(diǎn).膜分離法是近年來發(fā)展的一種新型節(jié)能分離技術(shù),具有連續(xù)操作、易于放大、無污染等優(yōu)點(diǎn).采用手性或非手性膜對天然手性分子和藥物的外消旋混合物進(jìn)行手性分離作為一項(xiàng)新興技術(shù),目前已成為膜分離過程中發(fā)展最快的分支之一.

手性分離膜通常分為液膜和固體膜.自20世紀(jì)70年代Clam首次發(fā)現(xiàn)用于手性分離的液膜以來,手性分離膜的發(fā)展歷經(jīng)幾次里程碑式的突破,但高滲透性、高選擇性以及高穩(wěn)定性一直難以同時(shí)獲得,限制了其廣泛應(yīng)用.近年來,具有高表面積和豐富識別位點(diǎn)的同手性和多孔聚合物材料制備的手性分離膜在手性分離中顯示出很高的拆分效率.手性PIM、MOFs和COFs顯示出高通量和高ee值,其中部分膜材料對手性底物拆分的ee值可以超過90%,甚至達(dá)到100%,成為手性分離膜發(fā)展的未來趨勢.

本研究聚焦于以致密膜、多孔膜、混合基質(zhì)膜和無機(jī)膜為代表的手性固膜,從材料特性、傳輸和分離機(jī)理、滲透效率和選擇性等方面系統(tǒng)地綜述了膜介導(dǎo)手性分離材料的研究進(jìn)展,旨在為設(shè)計(jì)和開發(fā)高性能的手性拆分膜拓展應(yīng)用領(lǐng)域提供指導(dǎo)或者指明方向.

王新波教授課題組長期致力于可溶性自具微孔聚合物的開發(fā)和利用,通過結(jié)合膜分離與小分子有機(jī)識別的理念,以期開發(fā)出高通量高選擇性長壽命的手性膜分離材料,解決手性分離的卡脖子難題.

此項(xiàng)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究、深圳市科技計(jì)劃等項(xiàng)目的支持.

原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215392