鹵化烷基咪唑類離子液體作為卷煙濾嘴添加劑的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及卷煙濾嘴，尤其是能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴，本發(fā) 明還涉及鹵化烷基咪唑類離子液體作為卷煙濾嘴添加劑的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 大量研宄表明吸煙與一些疾病具有確定的正相關(guān)性，為了減少吸煙對(duì)人體的危 害，國內(nèi)外大量科技工作者從不同角度對(duì)降低卷煙危害的方法進(jìn)行了十分廣泛的研宄。芳 香酚是煙氣中會(huì)對(duì)人體健康造成危害的物質(zhì)之一，它是對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用，能損 害人體肝、腎功能的有毒化學(xué)物質(zhì)。苯酚進(jìn)入人體后，還會(huì)被氧化成為毒性更大的對(duì)苯二酚 和鄰苯二酚。國家煙草管理部門在近期將苯酚列為卷煙降害的優(yōu)先目標(biāo)之一。
[0003] 為了降低卷煙煙氣中的芳香酚，可以供選擇的方法一般有以下兩種。一是從源頭 入手，通過減少卷煙燃燒過程中產(chǎn)生的芳香酚，降低煙氣中的芳香酚含量。目前已有研宄報(bào) 告證明，在模擬燃燒的條件下，通過減少煙絲中的糖分或在卷煙中添加特定的催化劑都能 在一定程度上降低卷煙燃燒過程中產(chǎn)生的芳香酚，但是，此方法所涉及的工藝過程相對(duì)復(fù) 雜、對(duì)香煙吸味的影響難以把握。另一個(gè)方法則是在卷煙的終端，利用吸附材料除去煙氣中 的特定組分達(dá)到降害的目的。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是供選擇的吸附材料較多、易于在生產(chǎn) 中實(shí)施。但是，由于常見的商用吸附劑對(duì)芳香酚沒有選擇性的吸附能力，難以避免吸附材料 對(duì)焦油等與吸味密切相關(guān)組分的強(qiáng)烈吸附，必然對(duì)卷煙吸味產(chǎn)生不利影響，由此可見，現(xiàn)有 材料無法滿足選擇性降低煙氣中芳香酚含量的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能降低卷煙煙氣中有害成分，尤其是能選擇性降低 煙氣中芳香酚含量而不改變卷煙風(fēng)格和吸味的卷煙濾嘴。
[0005] 本發(fā)明所提供的卷煙濾嘴中添加了鹵化烷基咪唑類離子液體。
[0006] 優(yōu)選地，所述鹵化烷基咪唑類離子液體為氯化3-丙基（甲基二乙氧基硅 烷）-1-甲基咪唑或氯化1-甲基-3- 丁基咪唑或二溴化1，6-雙3- (1-甲基咪唑）。其結(jié)構(gòu) 式分別如式I、II、III所示。
[0007]
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述鹵化烷基咪唑類離子液體在卷煙濾嘴中的添加量為1~ 1. 5mg/ 支。
[0009] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴的 制備方法，該方法是：將鹵化烷基咪唑類離子液體溶解在增塑劑三醋酸甘油酯中，在濾棒絲 束成型過程中直接將其噴灑在濾棒中，所述鹵化烷基咪唑類離子液體占三醋酸甘油酯重量 的5~20%，所述鹵化烷基咪唑類離子液體在卷煙濾嘴中的添加量為1~1. 5mg/支。
[0010] 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供鹵化烷基咪唑類離子液體作為卷煙濾嘴添加劑的用 途。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 本發(fā)明所提供的鹵化烷基咪唑類離子液體在分離過程中具有強(qiáng)氫鍵堿性作用、偶 極作用和較低的色散力作用，能選擇性吸附較大極性的化合物，將其添加到卷煙濾嘴后，卷 煙煙氣中的焦油、CO、苯酚、巴豆醛等成分的含量均有一定程度的降低，尤其是降低芳香酚 含量的效果非常顯著，從而大大減少了吸煙對(duì)人體健康造成的危害。同時(shí)離子液體在嘴棒 中的加入對(duì)香煙的風(fēng)格和吸味不會(huì)造成任何影響。
【附圖說明】
[0013] 圖1為實(shí)施例2制備的氯化1-甲基-3- 丁基咪唑的紅外光譜圖。
[0014] 圖2為實(shí)施例3制備的二溴化1，6-雙3-(1-甲基咪唑）的紅外光譜圖。
[0015]圖3為未添加離子液體的卷煙煙濾嘴掃描電鏡圖。
[0016] 圖4為添加了離子液體氯化3-丙基（甲基二乙氧基硅烷）_1_甲基咪唑的卷煙濾 嘴掃描電鏡圖。
[0017] 圖5為添加了離子液體氯化1-甲基-3-丁基咪唑的卷煙濾嘴掃描電鏡圖。
[0018] 圖6為添加了離子液體二溴化1，6-雙3-(1_甲基咪唑）的卷煙濾嘴掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] (1)離子液體氯化3-丙基（甲基二乙氧基硅烷）_1_甲基咪唑的合成：首先將氯 丙基甲基二乙氧基硅烷lmol(210g)、甲基咪唑1. 2mol(97. 2g)加入約300ml的甲苯中，在 氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下ll〇°C回流72小時(shí)。待反應(yīng)體系冷卻后，減壓旋蒸除去甲苯，再在lOmmHg、 l〇〇°C除去過量的甲基咪唑，得到離子液體氯化3-丙基（甲基二乙氧基硅烷）-1-甲基咪唑 約270g，產(chǎn)率約90%。
[0022] 合成路線如下：
[0024] 對(duì)所合成的離子液體進(jìn)行核磁氫譜表征，證明合成產(chǎn)物正確。核磁表征結(jié) 果為NMR(300MHz，CDC13):S= 10.434(1H，NCHN)，S= 7.49(1H，NCHCH)，S= 7. 28(1H,NCHCH), 8 = 4. 308 (2H,NCH2), 8 = 4. 05 (3H,NCH3), 8 = 3. 6 (4H,OCH2), 8 =1. 902(2H,NCH2CH2), 8 = 1. 15 (6H,CH3CH2), 8 = 0. 496 (2H,SiCH2CH2CH2), 8 = 0 (3H,SiCH3) 〇
[0025] (2)卷煙濾嘴的制備：將步驟⑴合成的離子液體溶解在增塑劑三醋酸甘油酯中， 在濾棒絲束成型過程中直接將其噴灑在濾棒中，按照三醋酸甘油酯中溶解8% (重量）的離 子液體，三醋酸甘油酯在卷煙濾棒中的添加量為8% (重量）計(jì)算，離子液體在單只卷煙中 的添加量為1. 28mg/支。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] (1)離子液體氯化1-甲基-3-丁基咪挫的合成：甲基咪挫（160g, 1. 95mol)和 1-氯丁烷（200g，2. 16mol)混合，在氮?dú)獾臍夥罩?0°C回流反應(yīng)72小時(shí)，乙酸乙酯洗后旋 蒸除去溶劑，70°C減壓蒸餾除去雜質(zhì)，得到無色透明粘狀液體，產(chǎn)率92%。
[0028] 合成路線如下：
[0030] 對(duì)所合成的離子液體進(jìn)行紅外光譜和核磁氫譜表征，紅外譜圖如圖1所示， 3148CHT1和3089CHT1處的弱吸收是咪唑環(huán)C-H的伸縮振動(dòng)，在2850-2960CHT1之間的烷基的C-H伸縮振動(dòng)。1567CHT1和1465CHT1吸收峰是咪挫環(huán)上C=C和C=N的骨架振動(dòng)，證明合 成產(chǎn)物正確。
[0031] 核磁表征結(jié)果為"HNMlUCDCls，300MHz,Sppm) :S= 10. 631 (s, 1H,NCHN)，S =7. 432 (s, 1H,CH3NCHCH) ,8=7. 321 (s, 1H,CH3NCHCHN) ,8=4. 312(t,2H,NCH2), 8 =4. 104 (s, 3H,CH3N) ,8 = 1. 879 (m, 2H,NCH2CH2) ,8 = 1. 38 (m, 2H,NCH2CH2CH2), 8 = 0. 946(t,3H,NCH2CH2CH2CH3) 〇
[0032] (2)卷煙濾嘴的制備：將步驟⑴合成的離子液體溶解在三醋酸甘油酯中，在濾嘴 絲束成型過程中直接將其噴灑在濾棒中。按照三醋酸甘油酯中溶解5%的離子液體，離子液 體在單只卷煙中的添加量為lmg/支。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] (1)離子液體二溴化1，6-雙3-(1_甲基咪唑）的合成：甲基咪唑（50g，0?61mol) 和1，6_二溴己烷（84g，0.34mol)混合后以乙醇為溶劑（250ml)在氮?dú)獾臍夥罩惺覝胤磻?yīng) 72小時(shí)，旋蒸除去乙醇后，減壓除去未反應(yīng)物等，得到白色固體，產(chǎn)率約90%。
[0035] 所述離子液體二溴化1，6-雙3-(1-甲基咪唑）的合成路線如下：
[0037] 對(duì)合成的離子液體進(jìn)行紅外光譜和核磁氫譜表征，紅外圖譜如圖2所示，3148CHT1 和3089處的弱吸收是咪唑環(huán)C-H的伸縮振動(dòng)，在2850-2960〇1^之間的烷基的C-H伸縮振 動(dòng)。1567CHT1和1465CHT1吸收峰是咪挫環(huán)上C=C和C=N的骨架振動(dòng)，證明合成產(chǎn)物正 確。
[0038] 核磁表征結(jié)果為：1HNMR(CDC13, 300MHz,Sppm) :S= 9. 924 (s, 2H,NCHN)，S= 7. 941(s, 2H,CH3NCHCHN), 8 = 7. 830 (s, 2H,CH3NCHCHN),8 = 4. 361 (m, 4H,NCH2),8 = 4. 076 (m, 6H,CH3N), 8 = 1. 959 (m, 4H,NCH2CH2), 8 = 1. 508 (m, 4H,NCH2CH2CH2) 〇
[0039] (2)卷煙濾嘴的制備：將步驟（1)合成的離子液體溶解在三醋酸甘油酯中，在濾棒 絲束成型過程中直接將其噴灑在濾棒中。按照三醋酸甘油酯中溶解20%的離子液體，離子 液體在單只卷煙中的添加量為1. 5mg/支。
[0040] 試驗(yàn)例
[0041] (1)利用掃描電鏡對(duì)沒有添加離子液體的卷煙濾嘴和實(shí)施例1~3制得的卷煙濾 嘴的表面形態(tài)進(jìn)行了表征，電鏡照片分別如圖3~6所示。本發(fā)明制備的卷煙濾嘴在形態(tài) 上呈現(xiàn)蓬松的狀態(tài)，與對(duì)照濾嘴沒有顯著差異，因此，本發(fā)明添加劑對(duì)卷煙吸阻應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生 明顯影響。
[0042] (2)將添加了離子液體的濾嘴卷制成樣品卷煙，測試空白樣品與加料樣品的卷煙 煙氣相關(guān)成分指標(biāo)，評(píng)價(jià)離子液體的減害作用，結(jié)果表明，濾嘴中添加了離子液體的卷煙煙 氣中的焦油、C0、苯酚、巴豆醛等成分的含量均有一定程度的降低，尤其是芳香酚釋放量的 降低非常顯著。
[0043] 表1煙氣中酚類物質(zhì)的含量測定結(jié)果（單位：yg/支）
[0044]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 鹵化烷基咪唑類離子液體作為卷煙濾嘴添加劑的用途。2. 如權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于：所述鹵化烷基咪唑類離子液體為氯化3-丙 基（甲基二乙氧基硅烷）-1_甲基咪唑或氯化1-甲基-3-丁基咪唑或二溴化1，6-雙 3-(1-甲基咪唑）。3. -種能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴，其特征在于：所述卷煙濾嘴中添 加了鹵化烷基咪唑類離子液體。4. 如權(quán)利要求3所述的能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴，其特征在于：所 述鹵化烷基咪唑類離子液體為氯化3-丙基（甲基二乙氧基硅烷）-1-甲基咪唑或氯化1-甲 基-3- 丁基咪唑或二溴化1，6-雙3-(1-甲基咪唑）。5. 如權(quán)利要求3或4所述的能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴，其特征在于： 所述鹵化烷基咪唑類離子液體在卷煙濾嘴中的添加量為1~I. 5mg/支。6. -種能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴的制備方法，其特征在于：將鹵化 烷基咪唑類離子液體溶解在增塑劑三醋酸甘油酯中，在濾棒絲束成型過程中直接將其噴灑 在濾棒中，所述鹵化烷基咪唑類離子液體占三醋酸甘油酯重量的5~20%，所述鹵化烷基 咪唑類離子液體在卷煙濾嘴中的添加量為1~I. 5mg/支。7. 如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述鹵化烷基咪唑類離子液體為氯化 3_丙基（甲基二乙氧基硅烷）-1-甲基咪唑或氯化1-甲基-3-丁基咪唑或二溴化1，6-雙 3-(1-甲基咪唑）。
【專利摘要】本發(fā)明公開了鹵化烷基咪唑類離子液體作為卷煙濾嘴添加劑的用途，所述鹵化烷基咪唑類離子液體為氯化3-丙基(甲基二乙氧基硅烷)-1-甲基咪唑或氯化1-甲基-3-丁基咪唑或二溴化1,6-雙3-(1-甲基咪唑)。本發(fā)明還公開了能選擇性降低煙氣中芳香酚含量的卷煙濾嘴，所述卷煙濾嘴中添加了鹵化烷基咪唑類離子液體。本發(fā)明能降低卷煙煙氣中的焦油、CO、苯酚、巴豆醛等成分的含量，尤其是降低芳香酚含量的效果非常顯著，從而大大降低了吸煙對(duì)人體健康造成的危害。
【IPC分類】A24D3/14
【公開號(hào)】CN104939317
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510404760
【發(fā)明人】宋旭艷, 邢鈞, 李冉, 陳義坤
【申請(qǐng)人】湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 武漢市黃鶴樓科技園有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日