專利名稱：聚乙烯胺系列樹脂的制備及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于樹脂的制備及其應用。
我們曾合成出凝膠型聚乙烯胺系列樹脂并應用于氨基酸的拆分研究[Chinese Science Bulletin，35，736，1990]。我們經一系列實驗發現，由于聚乙烯胺系列樹脂中含有伯胺基團，可以和眾多化合物起反應，如醛類、酸類、鹵代烴、酰鹵、酸酐、苯磺酰氯等，因此可以用它來提純、提取、精制以上化合物，同時可以用該樹脂和以上化合物反應來制備一系列新型的高反應活性的高分子化合物。根據它們可以和醛基發生反應生成西佛堿的性質，可用此類樹脂精制含醛基的藥物、精細化合物、化學試劑及天然產物，如鏈霉素，水楊醛，苯甲醛，苯乙醛，肉桂醛，蘆筍醛等。從發表的文獻中，尚未見大孔聚乙烯胺系列樹脂的報道。我們首先以大孔聚丙烯酰胺系列樹脂為母體，經Hofmann降解反應，得到大孔聚乙烯胺系列樹脂。由于大孔型樹脂優越的骨架結構，對上述物質的提純效果優于凝膠型樹脂，尤其對鏈霉素的提純效果更好。
國內外提純鏈霉素的方法不同，國外主要是用陽離子交換樹脂，國內是采用弱堿性聚苯乙烯系陰離子交換樹脂自鏈霉素的洗脫液中提純鏈霉素，這兩種方法各有特色，但都存在一個共同的問題，即吸附量不夠高(最高20萬單位/ml濕樹脂)，且吸附選擇性不夠專一。我們合成的大孔型和凝膠型聚乙烯胺系列樹脂提純鏈霉素時，基本不吸附洗脫液中的無機離子及色素等雜質，集脫色和提純于一工段，大大簡化了工藝過程，可高選擇性地吸附鏈霉素，其吸附量可達13～35萬單位/ml濕樹脂，且樹脂再生方便、經濟(可用水再生)。大孔聚乙烯胺樹脂的制備過程如下
許多具有伯酰胺基的樹脂都可以進行此類降解反應，得到相應的聚乙烯胺系列樹脂，當R1R2為氫、烷基、芳基和鹵素基團時降解效果較好，其中以R1R2分別為-H;-CH3;-C2H5時，樹脂降解后的使用效果最好。樹脂的交聯劑為
R1R2分別為氫、烷基、芳基、鹵素原子。
本發明是通過以下步驟實施的將大孔聚丙烯酰胺系列樹脂加水使之溶脹，開動攪拌，加入安替福民液(或溴水)及堿液NaOH或KOH(OH-與OCl-的濃度比為1～30)，并于-20～35℃范圍內反應，10～20小時后停止攪拌。抽濾，水洗樹脂，然后將樹脂于攪拌下進行酸解，直到無氣泡產生時，停止加酸。抽濾，水洗樹脂，抽干。將樹脂用稀堿液(NaOH)浸泡并用之洗滌，再用水洗滌，即得到大孔聚乙烯胺系列樹脂。
將大孔(或凝膠型)聚乙烯胺系列樹脂裝入吸附柱中，裝柱高徑比為2∶1～20∶1，順流或逆流注入含醛基的藥物、精細化合物、化學試劑及天然產物的溶液或提取液，吸附流速為0.2～15Bv/hr，溫度為0～50℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入1～10Bv的洗脫液(如稀酸溶液)進行脫附，脫附流速為0.2～15.0Bv/hr，溫度為0～50℃，收集脫附液。樹脂再生后循環使用。
實施例1將100ml三口瓶置于-10～-20℃冰鹽浴中，加入1克大孔聚丙烯酰胺，20ml水，安替福民液(1.5mol/L，以下濃度相同)5ml(或溴水0.4ml)，10mol/L的NaOH溶液8ml，開動攪拌，于-20℃～10℃范圍內反應10小時后，抽濾，水洗樹脂，將樹脂轉入一小燒杯中，攪拌下加鹽酸，直到無氣泡產生時為止。抽濾，水洗樹脂，將樹脂用5%的NaOH溶液浸泡并用之洗滌，再用水洗，即得到大孔聚乙烯胺樹脂，降解率(由酰胺降解為胺)為30%。
用同樣的方法將大孔聚丙烯酰胺系列樹脂進行Hofmann降解反應，可以得到R1R2為不同取代基的大孔聚乙烯胺系列樹脂，其中以R1R2分別為-H;-CH3;-C2H5時，樹脂降解后的使用效果最好。
實施例2裝置同前，在100ml三口瓶中加入1g大孔聚α-甲基丙烯酰胺，20ml水，安替福民液10ml，10mol/L的NaOH溶液45ml，開動攪拌，-20～35℃范圍內反應20小時，后處理同前，即得到大孔α-甲基乙烯胺樹脂。降解率為90%。
實施例3裝置同前，在100ml三口瓶中加入1gR1為-CH3，R2為-C2H5的大孔聚丙烯酰胺樹脂，20ml水，安替福民液5ml，10mol/L的NaOH溶液4ml，開動攪拌，-10～5℃范圍內反應20小時，后處理同前，即得到R1為-CH3，R2為-C2H5的大孔聚丙烯酰胺樹脂。降解率為45%。
實施例4裝置同前，在100ml三口瓶中加入1gR1為-C2H5，R2為-C2H5的大孔聚丙烯酰胺樹脂，20ml水，安替福民液10ml，10mol/L的NaOH溶液22ml，開動攪拌，-5～10℃范圍內反應20小時，后處理同前，即得到R1為-C2H5，R2為-C2H5的大孔聚丙烯酰胺樹脂。降解率為95%。
實施例5裝置同前，在100ml三口瓶中加入1gR1為-CH3，R2為-C2H5的大孔聚丙烯酰胺樹脂，20ml水，安替福民液10ml，10mol/L的NaOH溶液40ml，開動攪拌，-10～5℃范圍內反應20小時，后處理同前，即得到R1為-CH3，R2為-C2H5的大孔聚丙烯酰胺樹脂。降解率為92%。
實施例6裝置同前，在100ml三口瓶中加入1gR1為-CH3，R2為-CH3的大孔聚丙烯酰胺樹脂，20ml水，安替福民液10ml，10mol/L的NaOH溶液30ml，開動攪拌，-5～5℃范圍內反應20小時，后處理同前，即得到R1為-CH3，R2為-CH3的大孔聚丙烯酰胺樹脂。降解率為92%。
實施例7將降解率為60%的大孔(或凝膠型)聚乙烯胺樹脂裝入吸附柱中，裝柱高徑比為5∶1，順流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為15.0Bv/hr，溫度為0℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入2Bv的10%硫酸溶液進行脫附，流速為15.0Bv/hr，溫度為50℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為15萬單位/ml樹脂，(凝膠型樹脂的吸附量為13萬單位/ml)，脫附率99%。
用同樣的提取方法，可以將含醛基的化合物如水楊醛，苯甲醛，苯乙醛，肉桂醛，蘆筍醛進行分離提純，其吸附量比鏈霉素的吸附量低20-30%。
實施例8將降解率為70%的大孔聚α-甲基-乙烯胺樹脂裝入柱內，高徑比為18∶1，逆流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為0.2Bv/hr，溫度為50℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入10Bv的1%硫酸溶液進行脫附，流速為10Bv/hr，溫度為20℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為35萬單位/ml樹脂，脫附率95%。
實施例9將降解率為65%的大孔聚乙烯胺樹脂(R1R2均為CH3)裝入柱內，高徑比為10∶1，逆流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為0.6Bv/hr，溫度為30℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入4Bv的5%的硫酸溶液進行脫附，流速為7Bv/hr，溫度為30℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為30萬單位/ml樹脂，脫附率為95%。
實施例10將降解率為75%的大孔聚乙烯胺樹脂(R1R2均為C2H5)裝入柱內，高徑比為7∶1，逆流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為10Bv/hr，溫度為50℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入6Bv的2.5%硫酸溶液進行脫附，流速為15Bv/hr，溫度為30℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為20萬單位/ml樹脂，脫附率為97%。
實施例11將降解率為80%的大孔聚乙烯胺樹脂(R1為H，R2為C2H5)裝入柱內，高徑比為15∶1，逆流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為5Bv/hr，溫度為30℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入4Bv的8%硫酸溶液進行脫附，流速為2Bv/hr，溫度為30℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為28萬單位/ml樹脂，脫附率為92%。
實施例12將降解率為40%的大孔聚乙烯胺樹脂(R1為Cl，R2為CH3)裝入柱內，高徑比為15∶1，順流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為1.5Bv/hr，溫度為30℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入5Bv的0.9%硫酸溶液進行脫附，流速為1.5Bv/hr，溫度為30℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為20萬單位/ml樹脂，脫附率為97%。
實施例13將降解率為65%的大孔聚乙烯胺樹脂(R1R2均為CH3)裝入柱內，高徑比為15∶1，逆流注入鏈霉素洗脫液，吸附流速為3Bv/hr，溫度為20℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入10Bv的0.5%硫酸溶液進行脫附，流速為7Bv/hr，溫度為20℃，收集脫附液，水洗樹脂再生，樹脂對鏈霉素的吸附量為25萬單位/ml樹脂，脫附率為93%。
注Bv床體積(Bed Volume)指樹脂相體積Bv/hr每小時流過的床體積
權利要求
1.一種大孔聚乙烯胺系列樹脂，其骨架結構為
R1R2分別為氫、烷基、芳基和鹵素基團，其交聯劑為
其中，R1R2分別為氫、烷基和鹵素基團。
2.按照權利要求1所述的大孔聚乙烯胺系列樹脂，可以以大孔聚丙烯酰胺系列樹脂為母體，經Hofmann降解反應而得到。
3.按照權利要求2所述的Hofmann降解反應，其特征是在母體中加水，加入安替福民溶液(或溴水)和濃堿液(NaOH或KOH)，并在-20～35℃范圍內，反應10～20小時后進行酸解，堿洗，水洗，即可得到大孔聚乙烯胺系列樹脂。
4.按照權利要求1所述的大孔聚乙烯胺系列樹脂，可以和眾多化合物起反應，如醛類、酸類、鹵代烴、酰鹵、酸酐、苯磺酰氯等，因此可以由它們來制得一系列新型的高反應活性的高分子化合物，同時該樹脂可用來提取、提純、精制以上化合物。
5.按照權利要求1所述的大孔聚乙烯胺系列樹脂和凝膠型聚乙烯胺樹脂，可用于提純藥物、精細化合物，化學試劑，提取天然產物中有用物質。
6.按照權利要求5所述的藥物、精細化合物、化學試劑及天然產物中有用物質為含醛基的化合物以及甘草酸。
7.按照權利要求6所述的含醛基化合物為鏈霉素，水楊醛，苯甲醛，苯乙醛，肉桂醛，蘆筍醛。
8.按照權利要求6所述的提純藥物、精細化合物，提取天然產物中有用物質，其提取過程特征為在聚乙烯胺系列樹脂(大孔型和凝膠型)吸附柱中，順流或逆流注入權利要求6所述的物質的提取液或溶液，當吸附飽和后用水洗滌樹脂，再用洗脫液(如稀酸溶液)洗脫，收集洗脫液。
9.按照權利要求8所述的提取過程為將大孔(或凝膠型)聚乙烯胺系列樹脂裝入吸附柱中，裝柱高徑比為2∶1～20∶1，順流或逆流注入提取液或溶液，吸附流速為0.2～15.0Bv/hr，溫度為0～50℃，吸附飽和后，用1Bv的水洗滌樹脂，然后注入1～10Bv的洗脫液(如稀酸溶液)進行脫附，脫附流速為0.2～15.0Bv/hr，溫度為0～50℃，收集脫附液。
全文摘要
本發明是以大孔聚丙烯酰胺系列樹脂為母體，經Hofmann降解反應得到大孔聚乙烯胺系列樹脂。大孔型和凝膠型聚乙烯胺系列樹脂可對含醛基的藥物、精細化合物、化學試劑、天然產物及甘草酸進行有效的分離提取，其中對鏈霉素的提純效果最好，吸附量為13～35萬單位/ml濕樹脂，且樹脂可用水洗再生，工藝簡單，經濟。大孔型比凝膠型聚乙烯胺系列樹脂的吸附量高。
文檔編號C08F8/00GK1081447SQ9310735
公開日1994年2月2日 申請日期1993年6月22日 優先權日1992年7月11日
發明者何炳林, 袁直, 楊德富 申請人:南開大學