[發明專利]金屬離子中介嗎啉分子印跡聚合物的制備方法及用途

無效

• 申請號: 201410213643.4
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN103965401A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李輝;許苗苗;李亞男;李志平;李昱琢;王素素
• 申請（專利權）人: 吉首大學
• 主分類號: C08F226/06
• 分類號: C08F226/06;C08F222/14;C08J9/26;B01J20/26;B01J20/30
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技術領域

本發明涉及一種金屬離子中介嗎啉分子印跡聚合物的制備方法及用途。

背景技術

分子印跡技術是通過人工手段制備對目標化合物具有高度選擇識別性能的分子印跡聚合物的新技術。一般來說，首先是模板分子與功能單體通過共價或非共價作用形成功能單體-模板分子復合物，又稱主客體配合物（Host-guest complex）；然后加入交聯劑，通過引發劑引發聚合反應而生成高度交聯的高聚物，用溶劑洗脫移除高聚物中的模板分子，從而在分子印跡聚合物基體中留下與模板分子在大小、形狀及功能基方面相匹配的印跡孔穴，即印跡位點，這些吸附位點對目標分子具有特異選擇性。分子印跡聚合物既具備與生物抗體相似的高選擇識別性能，又能耐高溫、強酸堿等苛刻環境條件，具有較好的穩定性和較高的使用壽命。因此分子印跡聚合物在色譜分離、固體萃取、酶模擬催化、臨床藥物分析及傳感器技術等領域均表現出良好的應用前景。

固相萃取是利用固體吸附劑對液體試樣中各組分吸附力差異而實現分離的。由于分子印跡聚合物（MIP）的選擇識別能力較高，對于模板物質的選擇性遠遠高于固相萃取的傳統填料，穩定性較好，因此MIP 可作為專屬的固相填料對痕量組分進行富集。將MIP 作為固相萃取填料的技術稱為分子印跡固相萃取(molecular imprint solid phase extraction，MISPE)技術。

嗎啉又稱嗎啡啉，其化學名稱為1,4-氧氮雜環己烷，常溫下是一種無色油狀液體。主要用于橡膠硫化促進劑的生產，還用于表面活性劑、紡織印染助劑、醫藥、農藥的合成。嗎啉還用作順丁二烯聚合用催化劑、腐蝕抑制劑、光學漂白劑，嗎啉也是染料、樹脂、蠟、早膠、干酪素等的溶劑。由于嗎啉所具有的獨特的化學性質，使其成為當前具有重要商業用途的精細石油化工產品之一，在橡膠、醫藥、農藥、染料、涂料等行業有著廣泛的用途。在使用嗎啉的相關生產過程中，常常產生一些含有嗎啉的工業廢水廢渣，如果將這些廢物直接排放，不僅會對環境造成嚴重污染，而且浪費資源。目前主要用離子交換法來回收嗎啉，將含有嗎啉的工業廢水通過陽離子交換樹脂吸附，然后用洗脫液洗脫，脫除洗脫溶劑后，嗎啉可回收利用。該法操作步驟多，周期較長，所需設備多，產能受限制，投入成本高。分子印跡固相萃取基于吸附材料對目標分子的高選擇識別性能，提高了萃取選擇性。

發明內容

為推動科技進步，發展生產力，為嗎啉類化合物的分離純化提供更多可選擇的吸附劑，也使分離出的嗎啉類化合物純度更高，本發明人經過大量的科學實踐，終于發明出一種嗎啉分子印跡聚合物及其制備方法，利用該方法制備的嗎啉分子印跡聚合物對嗎啉類化合物具有高選擇識別性能，可作為專屬的固相填料對嗎啉痕量組分進行富集，具備較強的實用價值。

為獲得金屬離子中介嗎啉分子印跡聚合物，本發明采取以下工藝步驟：

（1）在容器中加入0.1mmol的嗎啉、0.4-0.8mmol4-乙烯基吡啶、0.3-0.6mol的鈷金屬離子、200ul二甲基亞砜、200ul乙腈，超聲10-20分鐘制得預聚合溶液，然后靜置20-40min，再加入1-2mmolEDMA、9mgAIBN，通氬氣10-20min，混勻，密封，60℃水浴中反應24小時；

（2）聚合完成后，研磨，過篩，用甲醇和丙酮沉降，再用體積比為9:1的甲醇-乙酸混合溶劑洗脫模板分子嗎啉，直至洗脫液檢測不到模版分子，真空干燥15-30h即得。

本發明是以嗎啉為模板分子，金屬鈷離子（Ⅱ）為中介，4-乙烯基吡啶為功能單體，二甲基丙烯酸乙二醇酸為交聯劑，偶氮二異丁腈為引發劑，制備了金屬離子中介嗎啉分子印跡聚合物。

本發明得到的嗎啉分子印跡聚合物對嗎啉分子具有高度的選擇性并具備一定的吸附量，因而可將本發明得到的嗎啉分子印跡聚合物用于固相萃取，可使嗎啉類化合物的分離具備高度的選擇性，適應一些特殊場合的需要。

為了考察嗎啉分子印跡聚合物對嗎啉分子的吸附能力，本發明人繪制了嗎啉分子印跡聚合物的吸附等溫線：稱取1000mg嗎啉溶解于乙腈并稀釋至100mL，配制成10 mg/mL的嗎啉乙腈母液。取10mg/mL母液配制成濃度為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的嗎啉乙腈溶液5mL，分別加入5mg分子印跡聚合物，靜態吸附6h后，過濾，濾液定容到5mL，可見分光光度法測試其中的嗎啉濃度，并按下式計算平衡吸附量Q_e( mg /g) :