[發明專利]可形成偏堿性兩水相體系的兩種pH響應再生型聚合物及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310295740.8
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103333283A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 曹學君;劉佳莉
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/34;C08F220/18;C08F220/14;C08F4/40;C08F2/10;C08L33/02;B01D11/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及溶解可逆聚合物技術領域，尤其涉及pH響應再生型聚合物技術領域，特別涉及可形成偏堿性兩水相體系的兩種pH響應再生型聚合物及其制備方法與應用。

背景技術

兩水相體系是指兩種親水性聚合物或一種親水性聚合物與一種無機鹽的混合液，在一定條件下形成互不相容的兩相水溶液體系，可廣泛應用于生物化學、細胞生物學和生物化工等領域的產品分離和提純，是生物下游工程中一種極有前途的分離單元操作，具有廣闊的工業應用前景。兩水相體系的形成主要是由于高聚物之間的疏水性不同，當疏水性差異達到一定程度時即可分為兩相。然而，由于用于兩水相分離系統的聚合物存在著難以回收問題，在一定程度上阻礙了兩水相萃取分離技術的應用。因此，解決用于兩水相分離系統的聚合物循環使用問題成為關鍵。

Johansson等使用環氧乙烷（EO）、環氧丙烷（PO）合成聚合物，并在此聚合物尾部結合脂肪族的C14H29-基團，形成HM-EOPO高聚物（Biotechnology?and?Bioengineering，1999，66（4）：247-257），此高聚物能夠與水形成兩相體系，且可以僅通過調節體系的溫度至14℃處加以回收。

Mos?van?Berlo等在25℃、一個大氣壓下，使用壓力響應型的氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）與PEG2000、PEG4000、PEG10000形成兩水相體系（Journal?of?Chromatography?B，1998，711（1-2）：61-68），其中氨基甲酸銨在加壓的情況下極易分解為氣態的二氧化碳與氨氣，且二氧化碳與氨氣在一定的壓力下溶于水后又可以生成氨基甲酸銨，如此就能夠通過調節體系的壓力形成一條循環的應用體系。

Patrickios等則利用甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）作為單體，經過基團共聚反應生成了一種pH響應的聚合物（Fluid?Phase?Equilibria，1995，108（1-2）：243-254），此聚合物能夠與聚乙烯醇（PVA）形成兩水相體系。

曹學君與顏波等合成了兩種新型的pH響應型聚合物P_ADB2.79與P_ADBA4.01（Journal?of?Chromatography?A，2012，1245（0）：39-45），其中聚合物P_ADB2.79是以丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）作為單體合成的，而聚合物P_ADBA4.01則是比P_ADB2.79多加入了丙烯醇（Aal）這個單體，且這兩種聚合物能夠在pH=4.8-6.2的范圍內形成兩水相體系，并均具有較高的回收率（聚合物P_ADB2.79與P_ADBA4.01的回收率分別為97.18%與98.87%）。

上述方法在一定程度上解決了偏酸性兩水相體系聚合物的回收問題。而有些物質適應堿性環境，不適合在偏酸性條件下進行分離。因此，研發即可再生循環利用又可在偏堿性條件下形成兩水相體系的聚合物成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于針對上述現有技術存在的不足，提供一種可形成偏堿性兩水相體系的兩種pH響應再生型聚合物及其制備方法與應用，該可形成偏堿性兩水相體系的兩種pH響應再生型聚合物pH可逆溶解，回收率高，從而大大降低了工業成本，利于兩水相技術的推廣，適于大規模推廣應用。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種可形成偏堿性兩水相體系的pH響應再生型聚合物P_ADB6.29。

一種可形成偏堿性兩水相體系的pH響應再生型聚合物P_ADB6.29，由投料摩爾比為23.15：18.88：1的式（1）所示化合物、式（2）所示化合物和式（3）所示化合物經無規共聚而得到，其分子量分布如下：M_n為1.499×10⁵D、M_w為2.942×10⁵D、M_ν為3.136×10⁵D、M_z為6.429×10⁵D，分子量多分散性M_w/M_n為1.962，特性粘度為213.0mL/mg，等電點為6.29。