一种双功能基间苯三酚吸附材料及其制备方法和应用技术

一种双功能基间苯三酚吸附材料及其制备方法和应用。本发明专利技术属于吸附分离材料技术领域。本发明专利技术的目的是为了解决由于间苯三酚水溶性好、稳定性差，而导致缺乏高亲和性、高选择性的分离材料的技术问题。本发明专利技术的方法：具体是将基体材料与功能单体、催化剂混合反应，制备得到季铵化材料，利用引入单体的C＝C结构，与预组装的间苯三酚、功能单体进行自由基聚合反应，构建分子印迹腔。本发明专利技术所述方法首先生成季铵化材料，利用氢键、静电相互作用，与间苯三酚的酚羟基特异性结合，再此基础上，利用表面分子印迹聚合物独特的尺寸匹配、氢键作用，高效识别间苯三酚，最终实现了双功能吸附分离间苯三酚。苯三酚。苯三酚。

【技术实现步骤摘要】
一种双功能基间苯三酚吸附材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于吸附分离材料
，具体涉及一种双功能基间苯三酚吸附材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]间苯三酚是一种重要的医药中间体和有机合成中间体，具有良好的抗病毒、抗肿瘤、抗菌、消炎、止血等药理活性，市场前景极为广阔。其在国内外的需求量逐年上升，而传统的化学合成法生产技术落后，环境污染严重，产品质量难以满足医药产生的发展。2005年，间苯三酚的生物全合成首次报道(Achkar J,Xian M,Zhao H,et al.J.Ame.Chem.Soc.,2005,127:5332)，通过直接在大肠杆菌表达来自荧光假单胞菌的聚酮合酶基因ph1D，所构建的工程菌株间苯三酚的产量达到了780mg/L。近年来，通过对间苯三酚合成途径的理性设计并增加宿主对间苯三酚的耐受性，间苯三酚的产量以达到5.3g/L(Zhang R,Cao Y,Liu W,et al.Microb.Cell Fact,2017,16:227)。生物法原料绿色安全、过程安全性好、三废低，在取代石化基间苯三酚方面显示出良好的前景。但在复杂生物发酵体系，通常共存菌体、蛋白、盐、酸等，而间苯三酚水溶性高(11.17g/L，室温)，因此，如何设计特异性作用力，以实现间苯三酚的高效、选择性分离，有效提升材料对间苯三酚的吸附性能是一件亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决由于间苯三酚水溶性好、稳定性差，而导致缺乏高亲和性、高选择性的分离材料的技术问题，本专利技术以氯甲基聚苯乙烯
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二乙烯苯为基体，首先利用季铵化反应，于氯甲基位点引入含氮烯烃类化合物，实现碱性官能团引入；在此基础上于引入的烯烃结构进一步构造表面分子印迹空腔，从而合成一种双功能基间苯三酚吸附材料。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种双功能基间苯三酚吸附材料的制备方法，所述方法按以下步骤进行：
[0006]步骤1：将基体材料、功能单体和催化剂加入溶剂A中，一定温度下反应一定时间，反应结束后，以醇类溶剂和水交替洗涤，真空干燥后，得到季铵化材料；
[0007]步骤2：将季铵化材料、模板分子和功能单体混合后，加入溶剂B与溶剂C，在一定条件下进行预组装；
[0008]步骤3：向预组装产物中加入引发剂和交联剂，氮气氛围下，于一定温度反应一定时间，所得产物用溶剂D洗涤，真空干燥，得到双功能基间苯三酚吸附材料。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1中所述基体材料为氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯，其中氯的物质的量为4～5mmol/g。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1
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2中所述功能单体为N
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乙烯基咪唑(VIM)、N,
N
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二甲基氨基乙酯(DHAM)或4
‑
乙烯基吡啶(4
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VP)。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1中所述催化剂为KI或NaI。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1中所述功能单体、催化剂与氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯中氯的摩尔比为(1～5)：(0.01～0.1)：1。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1中所述溶剂A为乙醇、乙腈、N,N
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二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、水中的一种或几种按任意比的混合物。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1中所述溶剂A的体积与氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯的质量之比为(5～10)mL：1g。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，步骤1中所述温度为25～80℃，时间为1～48h。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2中所述模板分子为间苯三酚。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2中所述功能单体、模板分子与季铵化材料的质量比为(3～6)：1：(0.33～1)。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2中所述溶剂B为甲苯、甲醇、乙醇中的一种。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2中所述溶剂C为乙腈或水。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2中所述溶剂B与溶剂C的体积比为(1～3)：1。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，步骤2中所述预组装条件为室温下搅拌2～6h。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3中所述引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁庚腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、过氧化苯甲酰中的一种或几种按任意比的混合物。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3中所述引发剂与步骤2中所述功能单体的质量比为(0.005～0.03)：1。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3中所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
[0025]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3中所述交联剂与步骤2中所述模板分子的摩尔比为(1～3)：1。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3中所述温度为40～80℃，时间为2～24h。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，步骤3中所述溶剂D为甲醇、乙酸、乙醇、乙腈、水中的一种或几种按任意比的混合物。
[0028]本专利技术的目的之二在于提供一种按照上述方法获得的双功能基间苯三酚吸附材料。
[0029]本专利技术的目的之三在于提供一种按照上述方法获得的双功能基间苯三酚吸附材料在吸附间苯三酚中的应用。
[0030]本专利技术与现有技术相比具有的显著效果：
[0031]本专利技术针对间苯三酚水溶性高、稳定性差，从而难以通过选择性吸附实现分离的问题，设计了一类双功能基的间苯三酚吸附材料，具有如下优势：
[0032](1)本专利技术选取的4
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乙烯基吡啶、N
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乙烯基咪唑、N,N
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二甲基氨基乙酯单体能够与基体氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯(即氯球)，在KI催化下发生高效的亲核取代反应，生成季铵化材料，该类材料利用氢键、静电相互作用，能够与间苯三酚的酚羟基特异性结合，实现间苯三酚的第一种吸附作用；
[0033](2)本专利技术利用间苯三酚与4
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乙烯基吡啶、N
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乙烯基咪唑、N,N
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二甲基氨基乙酯单
体进行预组装，构建匹配间苯三酚的配体结构，与季铵化材料负载的C＝C双键结构进行自由基聚合反应，引入表面分子印迹聚合物，实现间苯三酚的第二种吸附作用；
[0034](3)本专利技术在氢键、静电相互作用等弱相互作用力，以及分子印迹腔的识别下，该类材料对间苯三酚的吸附容量可达到120mg/g以上。
附图说明
[0035]图1为实施例5中所述CMPS、CMPS
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VIM
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1、CMPS
‑
PG
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双功能基间苯三酚吸附材料的制备方法，其特征在于，所述方法按以下步骤进行：步骤1：将基体材料、功能单体和催化剂加入溶剂A中，一定温度下反应一定时间，反应结束后，以醇类溶剂和水交替洗涤，真空干燥后，得到季铵化材料；步骤2：将季铵化材料、模板分子和功能单体混合后，加入溶剂B与溶剂C，进行预组装；步骤3：向预组装产物中加入引发剂和交联剂，氮气氛围下，于一定温度反应一定时间，所得产物用溶剂D洗涤，真空干燥，得到双功能基间苯三酚吸附材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中基体材料为氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯，其中氯的物质的量为4～5mmol/g，催化剂为KI或NaI，溶剂A为乙醇、乙腈、N,N
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二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜、水中的一种或几种的混合物；步骤1
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2中功能单体为VIM、DHAM或4
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VP；步骤1中功能单体、催化剂与氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯中氯的摩尔比为(1～5)：(0.01～0.1)：1，溶剂A的体积与氯甲基聚苯乙烯二乙烯苯的质量之比为(5～10)mL：1g。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中所述温度为25～80℃，时间为1～48h。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：咸漠，徐超，姜龙，陈西敏，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：