CN103965401A - 金属离子中介吗啉分子印迹聚合物的制备方法及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属离子中介吗啉分子印迹聚合物的制备方法及用途，该方法包括（1）在容器中加入吗啉、4-乙烯基吡啶、金属钴（Ⅱ）离子、二甲基亚砜、乙腈，超声制得预聚合溶液，然后静置，再加入EDMA、AIBN，通氩气，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用溶剂洗脱模板分子吗啉，真空干燥即得。本发明得到的吗啉分子印迹聚合物对吗啉分子具有较高的选择吸附能力，可将本发明得到的吗啉分子印迹聚合物用于吗啉的固相萃取，适应一些特殊场合的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属离子中介吗啉分子印迹聚合物的制备方法及用途。
背景技术
分子印迹技术是通过人工手段制备对目标化合物具有高度选择识别性能的分子印迹聚合物的新技术。一般来说，首先是模板分子与功能单体通过共价或非共价作用形成功能单体-模板分子复合物，又称主客体配合物（Host-guest complex）；然后加入交联剂，通过引发剂引发聚合反应而生成高度交联的高聚物，用溶剂洗脱移除高聚物中的模板分子，从而在分子印迹聚合物基体中留下与模板分子在大小、形状及功能基方面相匹配的印迹孔穴，即印迹位点，这些吸附位点对目标分子具有特异选择性。分子印迹聚合物既具备与生物抗体相似的高选择识别性能，又能耐高温、强酸碱等苛刻环境条件，具有较好的稳定性和较高的使用寿命。因此分子印迹聚合物在色谱分离、固体萃取、酶模拟催化、临床药物分析及传感器技术等领域均表现出良好的应用前景。
固相萃取是利用固体吸附剂对液体试样中各组分吸附力差异而实现分离的。由于分子印迹聚合物（MIP）的选择识别能力较高，对于模板物质的选择性远远高于固相萃取的传统填料，稳定性较好，因此MIP 可作为专属的固相填料对痕量组分进行富集。将MIP 作为固相萃取填料的技术称为分子印迹固相萃取(molecular imprint solid phase extraction，MISPE)技术。
吗啉又称吗啡啉，其化学名称为1,4-氧氮杂环己烷，常温下是一种无色油状液体。主要用于橡胶硫化促进剂的生产，还用于表面活性剂、纺织印染助剂、医药、农药的合成。吗啉还用作顺丁二烯聚合用催化剂、腐蚀抑制剂、光学漂白剂，吗啉也是染料、树脂、蜡、早胶、干酪素等的溶剂。由于吗啉所具有的独特的化学性质，使其成为当前具有重要商业用途的精细石油化工产品之一，在橡胶、医药、农药、染料、涂料等行业有着广泛的用途。在使用吗啉的相关生产过程中，常常产生一些含有吗啉的工业废水废渣，如果将这些废物直接排放，不仅会对环境造成严重污染，而且浪费资源。目前主要用离子交换法来回收吗啉，将含有吗啉的工业废水通过阳离子交换树脂吸附，然后用洗脱液洗脱，脱除洗脱溶剂后，吗啉可回收利用。该法操作步骤多，周期较长，所需设备多，产能受限制，投入成本高。分子印迹固相萃取基于吸附材料对目标分子的高选择识别性能，提高了萃取选择性。
发明内容
为推动科技进步，发展生产力，为吗啉类化合物的分离纯化提供更多可选择的吸附剂，也使分离出的吗啉类化合物纯度更高，本发明人经过大量的科学实践，终于发明出一种吗啉分子印迹聚合物及其制备方法，利用该方法制备的吗啉分子印迹聚合物对吗啉类化合物具有高选择识别性能，可作为专属的固相填料对吗啉痕量组分进行富集，具备较强的实用价值。
为获得金属离子中介吗啉分子印迹聚合物，本发明采取以下工艺步骤：
（1）在容器中加入0.1mmol的吗啉、0.4-0.8mmol4-乙烯基吡啶、0.3-0.6mol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声10-20分钟制得预聚合溶液，然后静置20-40min，再加入1-2mmolEDMA、9mgAIBN，通氩气10-20min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；
（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子吗啉，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥15-30h即得。
本发明是以吗啉为模板分子，金属钴离子（Ⅱ）为中介，4-乙烯基吡啶为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酸为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，制备了金属离子中介吗啉分子印迹聚合物。
本发明得到的吗啉分子印迹聚合物对吗啉分子具有高度的选择性并具备一定的吸附量，因而可将本发明得到的吗啉分子印迹聚合物用于固相萃取，可使吗啉类化合物的分离具备高度的选择性，适应一些特殊场合的需要。
为了考察吗啉分子印迹聚合物对吗啉分子的吸附能力，本发明人绘制了吗啉分子印迹聚合物的吸附等温线：称取1000mg吗啉溶解于乙腈并稀释至100mL，配制成10 mg/mL的吗啉乙腈母液。取10mg/mL母液配制成浓度为0.005、0.01、0.02、0.04、0.08、0.12、0.16、0.2、0.24、0.3、0.4、0.5、1.0mg/mL的吗啉乙腈溶液5mL，分别加入5mg分子印迹聚合物，静态吸附6h后，过滤，滤液定容到5mL，可见分光光度法测试其中的吗啉浓度，并按下式计算平衡吸附量Qe( mg /g) :
Qe = ( Co － Ce) V/m
式中，Co为初始浓度( g /L) ，Ce为平衡浓度( g /L) ，V 为溶液体积( mL) ，m 为聚合物质量( g) 。
吸附等温线反映了聚合物的平衡吸附量Q与平衡浓度C 的变化关系，随着吗啉浓度的增大，平衡吸附量逐渐增加，最后趋于平缓，吸附达到饱和，本发明得到的吗啉分子印迹化合物的最大吸附量可达212.8mg/g，吸附能力很强。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：发明了一种新的金属离子中介吗啉分子印迹聚合物及其制备方法，有力推动了科技进步，为分离纯化吗啉类化合物提供更多可选择的吸附剂，也使分离出的吗啉类化合物纯度更高，利用该方法制备的吗啉分子印迹聚合物对吗啉类化合物具有高度的选择性，可作为专属的固相填料对吗啉痕量组分进行富集，具备较强的使用价值。
具体实施方式
以下对金属离子中介吗啉分子印迹聚合物的制备方法及用途进行详细说明。
实施例1：
（1）在容器中加入0.1mmol的吗啉、0.42mmol4-乙烯基吡啶、0.57mol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声12分钟制得预聚合溶液，然后静置37min，再加入1.1mmolEDMA、9mgAIBN，通氩气18min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；
（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子吗啉，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥16h即得。
本发明得到的金属离子中介吗啉分子印迹聚合物对吗啉分子具有高度的选择性并具备一定的吸附量，因而可将本发明得到的吗啉分子印迹聚合物用于固相萃取，可使吗啉类化合物的分离具备高度的选择性，适应一些特殊场合的需要。
实施例2：
（1）在容器中加入0.1mmol的吗啉、0.77mmol4-乙烯基吡啶、0.31mol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声19分钟制得预聚合溶液，然后静置22min，再加入1.9mmolEDMA、9mgAIBN，通氩气11min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；
（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子吗啉，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥28h即得。
本发明得到的金属离子中介吗啉分子印迹聚合物对吗啉分子具有高度的选择性并具备一定的吸附量，因而可将本发明得到的吗啉分子印迹聚合物用于固相萃取，可使吗啉类化合物的分离具备高度的选择性，适应一些特殊场合的需要。
上述实施例并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种金属离子中介吗啉分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于包含以下几个步骤：
（1）在容器中加入0.1mmol的吗啉、0.4-0.8mmol4-乙烯基吡啶、0.3-0.6mol的钴金属离子、200ul二甲基亚砜、200ul乙腈，超声10-20分钟制得预聚合溶液，然后静置20-40min，再加入1-2mmolEDMA、9mgAIBN，通氩气10-20min，混匀，密封，60℃水浴中反应24小时；
（2）聚合完成后，研磨，过筛，用甲醇和丙酮沉降，再用体积比为9:1的甲醇-乙酸混合溶剂洗脱模板分子吗啉，直至洗脱液检测不到模版分子，真空干燥15-30h即得。
2.根据权利要求1所述方法得到的金属离子中介吗啉分子印迹聚合物。
3.根据权利要求1所述方法得到的金属离子中介吗啉分子印迹聚合物用作固相萃取剂的方法。
4.一种固相萃取剂，其特征在于：固相萃取剂中包含有权利要求1所述方法得到的金属离子中介吗啉分子印迹聚合物。
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