环糊精聚合物分离材料制造技术

一种水不溶性聚合物组合物，包括环糊精单体与选自包括聚异氰酸酯、二卤代烃、和二卤代乙酰基烃的一组的多功能交联剂的反应产物。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及环糊精聚合物材料，以及利用这种环糊精聚合物材料作为分离材料来从水性组合物中分离或去除例如有机污染物。更具体地讲，本专利技术涉及水不溶性环糊精聚合物材料。这个专利技术是与能源部合作的结果(合同号W-7405-ENG-36)。本专利技术的现有技术众多的环糊精聚合物都是已知的。例如，Cserhati等人在Anal.Chim.Acta.的第279卷的第107-113页(1993)揭示了β-环糊精聚合在硅颗粒表面，用于在液相色谱柱中，以及这样的色谱柱的留存特征，和各种环-取代的酚衍生物。Cserhati等人在Anal.Chim.Acta.的第292卷的第17-22页(1994)描述了水不溶性β-环糊精聚合物，其由β-环糊精单体与表氯醇和乙二醇双(环氧丙醚)交联而形成。所得到的聚合物被粉碎成粉末，并用该粉末制备薄层色谱板。研究了这种β-环糊精聚合物与各种3,5-二硝基苯甲酸酯的结合特性。Kutner在Electrochimica Acta.第37卷第6期的第1109-1117页(1992)描述了由溶解性α-环糊精聚合物(部分地与1-氯-2,3-环氧丙烷交联)与戊二醛交联所形成的α-环糊精聚合物膜。研究了该聚合物膜与4-硝基苯酚/4-硝基苯酚盐客体系统的情况。Zhao等人在Reactive Polymers.第24卷的第9-16页(1994)描述了将β-环糊精固定化在交联的苯乙烯/二乙烯基苯共聚物上来形成β-环糊精聚合物吸附剂。这种吸附剂显示了对异构体化合物的排除能力，例如，2-硝基取代或4-硝基取代的芳香化合物，如2-硝基苯酚，4-硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚盐。此外，利用环糊精衍生物来吸收或提取某些有机化合物是已知的。例如，美国专利第5,190,663号就使用了将环糊精固定在水不溶性基材或载体颗粒上来去除水性组合物中的被溶解了的多环芳香烃。美国专利第5,425,881号使用了环糊精或环糊精衍生物的水溶液来从被污染的土壤中提取有机污染物，并且也描述了水溶解性环糊精聚合物，其中的环糊精与表氯醇或异氰酸酯交联。尽管有了上述的在环糊精聚合物和使用环糊精材料来吸收或提取有机污染物领域中的各项研究，但是，该领域仍然需要进一步的改善。本专利技术的目的之一是提供一种水不溶性环糊精聚合物材料。本专利技术的另一个目的是提供具有给定的纳米孔径结构的水不溶性环糊精聚合物材料。本专利技术的又一个目的是提供水不溶性环糊精聚合物分离材料，用于从水性组合物中选择性地分离目标有机化合物，例如，有机污染物和杂质等。本专利技术的再一个目的是提供用本专利技术揭示的水不溶性环糊精聚合物材料接触水性组合物来从中分离目标有机化合物如有机污染物和杂质的方法。本专利技术的概述为了达到上述目的，并根据本专利技术的目标，从广义上和比较笼统地讲，本专利技术提供了水不溶性聚合物组合物，其包括环糊精单体与多功能交联剂的反应产物，所述的多功能交联剂选自包括聚异氰酸酯、二卤代烃、和二卤代乙酰基烃的一组。本专利技术进一步提供了从水性组合物中分离目标有机化合物的方法，该方法包括将所述的含有目标有机化合物的水性组合物与水不溶性环糊精聚合物相接触，所述的水不溶性环糊精聚合物包括环糊精单体与多功能交联剂的反应产物，其中所述的交联剂选自包括聚异氰酸酯、二卤代烃、和二卤代乙酰基烃的一组，所述的接触的时间要足以使所述的水不溶性环糊精聚合物与所述的目标有机化合物之间形成反应产物，从而降低在所述的水性组合物中的所述的目标有机化合物的浓度。附图的简要说明附图说明图1显示环糊精聚合物与对-硝基苯酚配位体的诱导的环二色性。图2显示次级谐振发生信号对入射角度的结果。图3显示对孔径的估计值，由实际加载的不同的有机物质来确定，这些有机物质具有不同的临界和最大尺寸。本专利技术的详细描述本专利技术涉及环糊精聚合物以及使用该环糊精聚合物作为分离材料从水性流体和组合物中分离选择的有机物质。本专利技术的环糊精聚合物一般是由适宜的环糊精单体与多功能交联剂反应而产生的。交联剂一般可以是芳香族、脂肪族、或环脂族的多功能交联剂。适宜的多功能交联剂可以包括二异氰酸酯，聚异氰酸酯，二卤代烃，和二卤代乙酰基烃。此外，本专利技术的多功能交联剂可以包括那些含不同的连接功能基团的不对称交联剂，这些功能基团包括异氰酸酯、卤素、或卤代乙酰基，它们位于连接分子的终端。这样的适宜的不对称交联剂的例子包括4-异氰酸根合苯氯化物等。优选地，多功能交联剂包括至少一个异氰酸酯基团或功能团。本专利技术的环糊精聚合物是水不溶性的。术语“水不溶性”是相对的术语，用在本文中一般指那些在水中的溶解不超过约0.01克/水克的物质。进而言之，本专利技术环糊精聚合物可以具有纳米孔径结构，其可以从水性流体、溶液、或组合物中选择性地吸附目标有机化合物并使之降低到ppb级或甚至达到ppt级。二异氰酸酯可以包括如2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯，2,4-甲代亚苯基二异氰酸酯(TDI),4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，环己烷二异氰酸酯(HDI)，等等。二卤代烃可以包括一般由通式X-R1-X代表的物质，其中X是卤素，选自氯、溴和碘，优选氯，R1是亚烷基，例如，丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯等，烷芳基，例如，乙烯苯、二丙烯苯等。适宜的二卤代烃的具体实例可以包括1,3-二氯丙烷，1,3-二溴丙烷，1,3-二碘丙烷，1,6-二氯己烷，1,6-二溴己烷，1,6-二碘己烷，1,8-二溴辛烷，1,8-二碘辛烷，1,4-氯乙烯苯，1,4-溴乙烯苯，和1,4-碘乙烯苯。二卤代乙酰基烃可以一般由通式XOC-R2-COX所代表，其中，X是卤素，选自氯、溴和碘，优选氯，R2是亚烷基，例如，丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯等，烷芳基，例如，二乙烯苯，二丙烯苯等。适宜的二卤代乙酰基烃可以一般由对二元酸的氯化来制备，例如，二羧酸，其具体地实例包括1,4-丁烷二羧酸(己酸)，原-苯二羧酸(乙二酸)，顺-丁烯二酸(马来酸)，和癸二酸。适宜的环糊精单体物质包括α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精或取代的α-环糊精，取代的β-环糊精，或取代的γ-环糊精，最好是取代的α-环糊精，取代的β-环糊精，或取代的γ-环糊精。一般而言，环糊精是连接在一起的D-吡喃葡萄糖单位，由α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精分别构成第6、7、或8个单位，这些单位连接成环状。相应地，每个α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精的内径的大小各自不同。α-环糊精具有的腔尺寸或内部直径为约4.7-5.2埃(A),β-环糊精具有的内部直径为约6.0-6.5埃(A),γ-环糊精具有的内部直径为约7.5-8.5埃(A)。还可以使用分支的环糊精单体材料。术语“取代的环糊精”指的是被加入了其它的功能基团所修饰的环糊精，例如，伯或仲羟基的氢原子被取代的环糊精，取代物可以是例如，羧基、羧烷基、羧芳基、烷基、例如，低级烷基，如C1-C4烷基，即甲基、乙基、丙基、丁基，或含有约8-22个碳原子的长链脂族烷基，羟烷基，磺酸基、或亚烷基磺酸基等。对环糊精的修饰可以改变特定的被取代的环糊精的长度和内径，或改变其化学相容性或对目标有机化合物的结合特性。制备取代的环糊精聚合物的方式之一是在环糊精单体被聚合之前对其单体进行修饰或进行功能化改变。另一种制备取代的环糊精聚合物的方式可以是先对环糊精单体进行聚合，然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：马敏，李德全，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：