pH响应再生型两水相体系及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种pH响应再生型两水相体系，两水相体系包括pH响应再生型聚合物PADB4.0和pH响应再生型聚合物PADB4.6，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.0的粘均分子量为2.65×104g/mol，等电点为4.05，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比58:21:1经无规则共聚而得，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6的粘均分子量为2.22×105g/mol，等电点为4.62，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比25:15:1经无规则共聚而得。本发明专利技术的两种pH响应再生型聚合物具有可逆溶解、高效回收、成相时间短等特点。

PH response regenerative two water phase system and its application

The invention relates to a pH response regenerative two water phase system. The two water phase system includes a pH response regenerative polymer PADB4.0 and a pH response regenerative polymer PADB4.6. The pH response regenerative polymer PADB4.0 has a viscosity average molecular weight of 2.65 x 104g/mol, an isoelectric point of 4.05, and a malonic acid, a methacrylic methylamino ethyl methacrylate, and a methyl methacrylate, and a PADB4.6. The three monomers of butyl methacrylate are obtained by irregular copolymerization according to the molar ratio 58:21:1 of the feed. The viscosity average molecular weight of the pH response regenerative polymer PADB4.6 is 2.22 x 105g/mol and the isoelectric point is 4.62. There are three monomers of acrylic acid, methacrylic methacrylic methacrylate, and methacrylate methacrylate, which are free from the molar ratio of 25:15:1 to the molar ratio. The rules are together. The two pH responsive regenerated polymers of the invention have the characteristics of reversible dissolution, high efficiency recovery and short formation time.

【技术实现步骤摘要】
pH响应再生型两水相体系及其应用
本专利技术涉及溶解聚合物
，特别涉及再生型聚合物
，具体是一种再生型两水相体系及其应用。
技术介绍
两水相体系的形成主要是由于聚合物和聚合物之间的不相溶性，即分子的空间阻碍作用使两种物质之间无法相互渗透，不能形成均一相，从而具有分离倾向。将两种亲水性的聚合物水溶液混合时，当聚合物溶液浓度达到一定值，混合溶液会分成界面清晰的两相，这就是两水相体系。由于两水相体系中水分占很大比例，与传统的有机溶剂萃取相比，萃取条件温和，避免了生物产品在分离过程中的失活变性。两水相体系以水作为溶剂，具有操作简单，环境污染少，易于放大的优点。两水相体系中相界面张力小，从而提供了更大的接触面积，提高了传质效率，且保护生物活性物质免于失活。两水相体系萃取具有独特的优势和良好的产业化前景，但形成两水相体系的聚合物价格昂贵且回收困难，成相时间较慢不利于生物活性物质的萃取，而且一些新型聚合物的合成受工艺条件的影响较大，使其只停留在小试规模，这极大的限制了两水相体系的工业化应用。因此，开发可以重复回收使用(回收率大于95％)且成相时间迅速的两水相成相聚合物，并进行放大工艺条件的优化成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供一种通过改变溶液pH值高效回收、使用成本低、且成相时间短、易于该技术的工业化应用的pH响应再生型两水相体系。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种再生型两水相体系，其主要特点是：所述的两水相体系包括pH响应再生型聚合物PADB4.0和pH响应再生型聚合物PADB4.6，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.0的粘均分子量为2.65×104g/mol，等电点为4.05，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比58:21:1经无规则共聚而得，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6的粘均分子量为2.22×105g/mol，等电点为4.62，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比25:15:1经无规则共聚而得。较佳地，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.0的制备方法包括：由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比58:21:1经无规则共聚而得，亚硫酸氢钠和过硫酸铵作为引发剂且按2.18％(w/w)的比例添加，聚合反应在55℃、转速为200rpm的条件下振荡反应12小时。较佳地，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6的制备方法包括：由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比25:15:1经无规则共聚而得，亚硫酸氢钠和过硫酸铵作为引发剂且按1.75％(w/w)的比例添加，聚合反应在62℃、转速为200rpm的条件下振荡反应12小时。较佳地，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6通过放大工艺制备，所述的放大工艺包括步骤：(1)在500L反应釜中加入180KG去离子水，氮气通气量为1m3/h，搅拌转速为100rpm，时间0.5小时；(2)加入8.25L丙烯酸、12L甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.75L甲基丙烯酸丁酯，氮气通气量为1m3/h，搅拌转速为100rpm，时间0.5小时；(3)加入1.75％引发剂，氮气通气量为0.2m3/h，搅拌转速为100rpm，反应釜夹套中通入蒸汽进行加热至62℃，进行反应。较佳地，所述的步骤(3)中加热过程采用间歇式进行，先将反应釜温度升至40℃停止加热保温10分钟，随后温度每升高5℃停止加热并保温5分钟，直至温度升至62℃。本专利技术的第二方面提供了上述pH响应再生型两水相体系在分配去甲基金霉素、谷氨酰胺转氨酶的应用。本专利技术的应用有益效果在于：本专利技术设计并合成了两种可用于形成两水相体系的聚合物，此两水相体系为弱酸性，两种成相聚合物可以通过调节其溶液的pH值来达到聚合物的高效回收，回收率均高达95％以上；本专利技术提供了聚合物在500L体系上的放大工艺，聚合物溶液可以在2小时内形成两水相体系。因此通过改变溶液pH值高效回收聚合物，大大降低了使用成本，且成相时间短，操作简单，易于该技术的工业化应用。另外本专利技术设计的两水相体系成相范围为5.5～8.0，该体系成相范围较广，分离条件温和，与以往专利技术的聚合物相比，该聚合物成相时间极大的缩短，有利于减少分离过程中生物物质活性的降低。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方法作进一步说明。实施例1pH响应再生型聚合物PADB4.0制备在250ml具塞三角瓶里加入120ml去离子水，再加入5ml丙烯酸、4.5ml甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.2ml甲基丙烯酸丁酯(摩尔比为58:21:1)，加入引发剂过硫酸铵、亚硫酸氢钠各0.2100g，通入氮气10～15分钟，以保证三角瓶反应体系中充满氮气且溶液中溶解氧为零。用自封带密封三角瓶瓶口，放入55℃的恒温水浴摇床中，200rpm转速下振荡12小时。反应结束后，反应液中按照1：1的比例加入无水乙醇，聚合物固体会析出在底部，将固体取出并用无水乙醇清洗干净，放入真空干燥箱中干燥。干燥所得的固体即为本专利技术的聚合物PADB4.0。通过乌氏粘度计测定聚合物PADB4.0的粘均分子量为2.65×104g/mol，通过Zeta电位仪测得等电点为4.05。实施例2pH响应再生型聚合物PADB4.6制备在250ml具塞三角瓶里加入120ml去离子水，再加入5.5ml丙烯酸、8ml甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.5ml甲基丙烯酸丁酯(摩尔比为25:15:1)，加入引发剂过硫酸铵、亚硫酸氢钠各0.2400g，通入氮气10～15分钟，以保证三角瓶反应体系中充满氮气且溶液中溶解氧为零。用自封带密封三角瓶瓶口，放入62℃的恒温水浴摇床中，200rpm转速下振荡12小时。反应结束后，反应液中按照1：1的比例加入无水乙醇，聚合物固体会析出在底部，将固体取出并用无水乙醇清洗干净，放入真空干燥箱中干燥。干燥所得的固体即为本专利技术的聚合物PADB4.6。通过乌氏粘度计测定聚合物PADB4.6的粘均分子量为2.22×105g/mol，通过Zeta电位仪测得等电点为4.62。实施例3pH响应再生型聚合物PADB4.6在500L反应釜中制备在500L反应釜中加入180KG去离子水，通入氮气排除反应体系中的氧气，氮气流速为1m3/h，搅拌转速为100rpm。半小时后加入8.25L丙烯酸、12L甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和0.75L甲基丙烯酸丁酯并继续通入氮气。再过半小时加入引发剂过硫酸铵、亚硫酸氢钠各360g，将氮气流速降低至0.2m3/h，反应釜夹套中通入蒸汽进行加热至62℃。反应结束后，反应液中按照1：1的比例加入无水乙醇，聚合物固体会析出在底部，将固体取出并用无水乙醇清洗干净，放入真空干燥箱中干燥。加热过程采用间歇式进行。先将反应釜温度升至40℃停止加热保温10分钟，随后温度每升高5℃停止加热并保温5分钟，直至温度升至62℃。实施例4聚合物PADB4.0和聚合物PADB4.6的回收实验首先称量空的离心管重量，在离心管中加入4％(w/w)的聚合物溶液，滴加0.3mol/L的HCl来调节溶液pH至聚合物等电点,聚合物固体会从溶液中析出，沉淀下来。将离心管放入高速离心机中离心20min，转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种pH响应再生型两水相体系，其特征在于，所述的两水相体系包括pH响应再生型聚合物PADB4.0和pH响应再生型聚合物PADB4.6，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.0的粘均分子量为2.65×104g/mol，等电点为4.05，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比58:21:1经无规则共聚而得，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6的粘均分子量为2.22×105g/mol，等电点为4.62，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比25:15:1经无规则共聚而得。

【技术特征摘要】
1.一种pH响应再生型两水相体系，其特征在于，所述的两水相体系包括pH响应再生型聚合物PADB4.0和pH响应再生型聚合物PADB4.6，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.0的粘均分子量为2.65×104g/mol，等电点为4.05，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比58:21:1经无规则共聚而得，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6的粘均分子量为2.22×105g/mol，等电点为4.62，由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比25:15:1经无规则共聚而得。2.根据权利要求1所述的pH响应再生型两水相体系，其特征在于，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.0的制备方法包括：由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸丁酯三种单体按投料摩尔比58:21:1经无规则共聚而得，亚硫酸氢钠和过硫酸铵作为引发剂且按2.18％的比例添加，聚合反应在55℃、转速为200rpm的条件下振荡反应12小时。3.根据权利要求1所述的pH响应再生型两水相体系，其特征在于，所述的pH响应再生型聚合物PADB4.6的制备方法包括：由丙烯酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹学君，盖志亮，董莉莉，杨婷，白闪，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31