聚離子液體雙水相體系的構(gòu)建及萃取性能.pdf

1、離子液體雙水相是一類由離子液體與鹽析劑形成的兩相體系，具有綠色環(huán)保、極性范圍寬、易分相和不易乳化等特點(diǎn)。在生物分子及天然產(chǎn)物等的分離與純化領(lǐng)域顯示了良好的應(yīng)用前景。聚離子液體(poly(ionic liquid)s，PILs)是一類新型的高分子材料，不僅具有離子液體分子識(shí)別能力強(qiáng)的特點(diǎn)，還擁有相對(duì)更好的機(jī)械穩(wěn)定性、安全性及分子自組裝性能，且更易回收循環(huán)利用。目前，離子液體雙水相體系的研究相對(duì)較多，但極少有聚離子液體雙水相體系研究的報(bào)道。

2、因此，本文采用可逆-加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(Reversible Addition Fragmentation chainTransfer polymerization，RAFT)合成了一系列具有特定分子量的聚離子液體，探索了聚離子液體雙水相體系的構(gòu)建以及在萃取領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　以1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽([VBIm]Br)為單體，通過(guò)RAFT聚合制備了6種不同分子量的聚離子液體，通過(guò)陰離子交換首次合成了以脂肪酸根為陰離子的咪唑型

3、聚離子液體。通過(guò)元素分析、1H NMR、GPC和IR等方法表征了所合成PILs的結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)。GPC測(cè)定得到的P[IL]Br的數(shù)均分子量Mn(GPC)在4880-14848g/mol之間，低多分散性指數(shù)(low polydispersity index，PDI)在1.10-1.26范圍內(nèi)。研究表明聚離子液體的分子量越大，起始分解溫度Tonset越高，以Br-為陰離子的聚離子液體的熱穩(wěn)定性優(yōu)于以脂肪酸根為陰離子的聚離子液體。
　　

4、首次構(gòu)建了兩類咪唑型PILs+無(wú)機(jī)鹽+H2O雙水相體系，研究了PIL結(jié)構(gòu)和分子量、鹽析劑種類等與雙水相平衡的關(guān)系。研究表明，與單體相比，含疏水性鏈轉(zhuǎn)移劑2-（（十二烷硫基）碳巰基）硫基丙酸片段的PILs表現(xiàn)出相對(duì)更強(qiáng)的雙水相體系成相能力。在本實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)，不同分子量PILs的成相能力為:P[IL29]Br＞P[IL38]Br＞P[IL49]Br＞P[IL53]Br，當(dāng)聚合度高于29時(shí)，分子量越低越有利于雙水相的構(gòu)建。當(dāng)PILs結(jié)構(gòu)中引

5、入疏水性較強(qiáng)的脂肪酸根陰離子時(shí)，PILs更容易形成雙水相體系。此外，降低溫度、增加PILs質(zhì)量分?jǐn)?shù)和K3PO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)都能增加雙水相體系的系線長(zhǎng)度。
　　考察了所構(gòu)建的PILs+K3PO4+H2O雙水相體系對(duì)幾類生物質(zhì)分子的萃取性能。研究結(jié)果表明PILs雙水相體系具有優(yōu)秀的生物活性物質(zhì)萃取能力，對(duì)代表性溶質(zhì)的分配系數(shù)高達(dá):D包氨酸=922，D酪氨酸=318，D苯丙氨酸=200，D菉堿=427，D咖啡因=124，D綠原酸=289，D

6、咖啡酸=111，萃取率均高于95％。本研究得到的色氨酸的分配系數(shù)（D色氨酸）是傳統(tǒng)的聚乙二醇-葡聚糖雙水相體系的900倍，是聚合物-無(wú)機(jī)鹽體系的130～900倍，是水溶性的離子液體單體雙水相體系的12～18000倍。D酪氟酸分別是水溶性離子液體單體和檸檬酸鉀/PPG400體系的80～636倍，D咖啡固是文獻(xiàn)中報(bào)道的分配系數(shù)的13～1200倍。此外，還進(jìn)一步研究了PILs分子量、陰離子種類、萃取溫度、體系組成以及原料濃度對(duì)雙水相體系萃取效

7、率的影響。
　　以PILs/有機(jī)溶劑-正己烷為新型液-液兩相體系實(shí)現(xiàn)了磷脂同系物的選擇性萃取分離。在P[IL20]Br/甲醇-正己烷兩相體系中，磷脂酰膽堿(PC)的分配系數(shù)DPC為2.57，PC對(duì)磷脂酰乙醇胺(PE)的選擇性為SPC/PE為2.98，優(yōu)于之前文獻(xiàn)中報(bào)道過(guò)的現(xiàn)有的萃取劑對(duì)PC的萃取數(shù)據(jù)。隨著萃取劑中P[IL20]Br質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，DPC先上升后下降。當(dāng)P[IL20]Br的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％時(shí)，DPC達(dá)到最大值3.87。