论文部分内容阅读
吸附树脂是一类以吸附为特征，具有分离作用的高分子聚合物。由于具有物理化学性质稳定、操作简单、容易再生等优势，吸附树脂在天然药物有效成分分离过程中显示出极大的优越性，已发展成为分离制备有效成分最重要的技术之一。离子液体因其溶解性好、熔点低、可设计性强等优点，已经广泛地应用在各个领域;尤其在毛细管电泳、气相色谱和液相色谱等分离分析学科中应用研究日益增多。在前期研究基础上，本论文开展了离子液体功能基修饰吸附树脂的制备及吸附性能研究。制各了1种含有离子液体功能基团大孔吸附树脂、3种含有离子液体功能基团超高交联吸附树脂并进行了表征及附机理研究。主要研究内容如下: 1.以苯乙烯-二乙烯基苯树脂BWKX-1为初始树脂，通过氯甲基化反应，然后逐步引入离子液体功能基，合成了离子液体功能基大孔吸附树脂。利用氮气吸附/解吸附等温线、元素分析、红外光谱、扫描电镜进行表征;以表儿茶素没食子酸酯(-)-epicatechin gallate，ECG)、表没食子儿茶素(-)-epigallocatechin，EGC)为目标化合物，系统地研究其吸附行为。结果表明，Ionic liquid/MAR对ECG、EGC吸附容量为44.1、42.6 mg·g-1，BWKX-1对ECG、EGC吸附容量为38.2、37.4 mg·g-1，Chloromethyl/MAR对ECG、EGC吸附容量为38.1、20.0 mg·g-1; Ionicliquid/MAR吸附容量较BWKX-1和Chloromethyl/MAR有一定程度提高，是由Ionic liquid/MAR结构中离子液体功能基同ECG或EGC分子结构中的酚羟基之间形成多重相互作用力造成的。利用准一级动力学、准二级动力学和粒内扩散模型、Langmuir和Freundlich等温线方程进行拟合;Van，t Hoff方程及相关方程计算热力学参数;并利用相关参数解释其吸附过程。 2.利用Ionic liquid/MAR分离制备茶叶提取物中表没食子儿茶素没食子酸酯(-)-epigallocatechin gallate，EGCG);通过研究Ionic liquid/MAR对EGCG吸附的吸附动力学、吸附等温线及动态吸附，推测其吸附机理。结果表明:Ionicliquid/MAR对EGCG吸附容量为39.8 mg·g-1，准二级动力学模型和Langmuir等温线模型可以较好的解释吸附动力学及吸附等温线过程;热力学参数揭示吸附是自发的过程;Ionic liquid/MAR对EGCG动态饱和吸附容量为72.5 mg·g-1;其中，氢键、偶极-偶极作用、π-π作用、静电作用及范德华力等多重作用力是吸附过程的主要驱动力。 3.利用含有大量苄基氯的低交联度氯球，进行后交联反应，然后引入离子液体，合成离子液体功能基超高交联吸附树脂;利用氮气吸附/解吸附等温线、元素分析、红外光谱、扫描电镜进行表征。以EGCG和EC为目标化合物，BNKX-5和BWKX-1作为对比树脂，进行吸附性能评价。EGCG、EC在树脂HP-IL16上的吸附容量分别为73.1、93.0 mg·g-1，大于BNKX-5和BWKX-1对EGCG和EC吸附容量;这是由于其结构中丰富的微孔和离子液体功能基团相互作用的结果。 4.在后交联反应基础上，分别引入咪唑、苯并咪唑、咔唑，合成不同离子液体功能基超高交联吸附树脂;多种手段进行表征。考察Imidazole/Hyper、Carbazole/Hyper、Benzimidazole/Hyper、BNKX-5及BWKX-1对EGCG和EC的吸附性能;Benzimidazole/Hyper对EGCG、EC吸附容量分别为:75.3、101.7 mg·g-1，大于Imidazole/Hyper、Carbazole/Hyper、BNKX-5、BWKX-1对EGCG、EC吸附容量。π-π作用、氢键作用、范德华力、静电相互作用及分子筛原理是EGCG和EC在树脂Benzimidazole/Hyper上吸附的主要驱动力。 本论文的创新性研究主要体现在:(1)合成离子液体功能基大孔吸附树脂，进行表征;并进行儿茶素类化合物吸附性能研究。准二级动力学和Langmuir等温线模型可以很好的拟合静态实验数据;离子液体功能基大孔吸附树脂吸附EGCG动态饱和吸附容量为72.5 mg·g-1;氢键、偶极-偶极作用、π-π作用、静电作用及范德华力等多重作用力是主要吸附驱动力。(2)以低交联度氯球为起点，发生后交联反应，合成离子液体功能基超高交联吸附树脂，进行表征;考察咪唑用量对离子液体功能化程度的影响。以BNKX-5和BWKX-1作为对比树脂，考察各种树脂吸附性能及吸附机理;筛分作用、比表面积及功能基团共同作用于吸附的全过程。(3)探讨了咪唑、苯并咪唑、咔唑功能基超高交联吸附树脂对EGCG和EC的吸附行为，通过吸附动力学模型、吸附等温线模型及热力学参数解释吸附过程;推测了不同离子液体功能基团同EGCG和EC相互作用的吸附机理。