專利名稱：復(fù)合超濾膜的制備方法及分離阿司匹林中水楊酸的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制備和分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種阿司匹林中水楊酸的分離方法，尤其涉及一種運(yùn)用復(fù)合超濾膜技術(shù)分離阿司匹林中的水楊酸的新方法。
背景技術(shù)：
阿司匹林，又名乙酰水楊酸，是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥，用于治感冒、發(fā)熱、頭痛、牙痛、關(guān)節(jié)痛、風(fēng)濕病，并用于預(yù)防和治療缺血性心臟病、心絞痛、心肺梗塞、腦血栓形成，應(yīng)用于血管形成術(shù)及旁路移植術(shù)也有效。阿司匹林通常由水楊酸與醋酸酐進(jìn)行酯化反應(yīng)而得到。因此產(chǎn)物中常會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物水楊酸且阿司匹林在儲(chǔ)存中易水解產(chǎn)生水楊酸。有資料顯示若阿司匹林中的水楊酸的濃度超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重傷害胃粘膜，嚴(yán)重會(huì)造成消化道潰瘍甚至出血。因此，有效分離去除阿司匹林中的雜質(zhì)水楊酸具有十分重要的意義。其中常用的分離方法有萃取法、重結(jié)晶法、分子蒸餾法和膜分離法等。這些方法各有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，但也各存在其局限性。如溶劑萃取技術(shù)大量使用有機(jī)溶劑，易產(chǎn)生二次污染；重結(jié)晶法實(shí)驗(yàn)耗時(shí)，收率低下，且對溶劑的選擇要求高；分子蒸餾法作為一種新型的蒸餾方法雖然能實(shí)現(xiàn)一定有機(jī)物的分離，但其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求嚴(yán)苛，投資極大且嚴(yán)重浪費(fèi)能源；19世紀(jì)60年代興起的膜分離技術(shù)(Membrane Separation Technique, MST)以其高效、節(jié)能、操作方便、分子級過濾、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)過程中。但傳統(tǒng)膜分離技術(shù)仍然存在一些限制其發(fā)展的因素，如目前的商售膜(超濾、微濾及反滲透膜)都只能實(shí)現(xiàn)某一類物質(zhì)的分離而無法實(shí)現(xiàn)單個(gè)物質(zhì)的分離，特別是對結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)化合物，傳統(tǒng)膜無法對某種物質(zhì)進(jìn)行單一、高效的選擇性分離。分子印跡技術(shù)(MIT)是模擬自然界中如:酶與底物、抗體與抗原等的分子識別作用，以目標(biāo)分子為模板分子制 備對該分子具有特異選擇性識別功能的高分子印跡聚合物(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)的一種技術(shù)。將分子印跡技術(shù)與膜分離技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的分子印跡聚合膜(MolecularImprinted Membrane, MIM)的開發(fā)應(yīng)用是最具吸引力的研究之一。分子印跡聚合物膜(MIM)兼具分子印跡及膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一方面，該技術(shù)便于連續(xù)操作，易于放大，能耗低，能量利用率高，是“綠色化學(xué)”的典型；另一方面，它克服了目前的商業(yè)膜材料如超濾、微濾及反滲透膜等無法實(shí)現(xiàn)單個(gè)物質(zhì)選擇分離的缺點(diǎn)，為將特定分子從結(jié)構(gòu)類似的混合物中分離出來提供了可行有效的解決途徑。考慮到合成的分子印跡膜具有對特定物質(zhì)專一選擇性識別功能，為阿司匹林的除雜過程提供了種新方法，并不斷在大宗工業(yè)品分離純化領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案指以聚偏氟乙烯微孔濾膜(PVDF)為基底合成對水楊酸分子有專一識別特性的復(fù)合超濾膜，并應(yīng)用響應(yīng)曲面法研究PVDF復(fù)合超濾膜分離乙酰水楊酸中水楊酸的最佳分離條件。復(fù)合超濾膜的制備方法，按以下步驟進(jìn)行:
(1)取聚偏氟乙烯微濾膜(PVDF)置于濃度為0.2-0.4 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸潰20 min后取出，室溫晾干；
(2)將水楊酸(SA)，4-乙烯基吡啶(4-VP)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸(AMPS)混合加入至含有甲醇溶液中，其中控制SA的濃度為1.25^7.5 mmol L'4-VP的濃度為15 45mmol L_\AMPS的濃度為37.5 225 mmol L_\并將該混合溶液置于室溫黑暗條件下4 h。(3)將步驟(I)中處理過的PVDF膜放置于⑵中的混合溶液中浸潰10 min后取出固定于兩塊玻璃片之間，并用功率為250 W的紫外光照射引發(fā)膜表面聚合4-6 h，反應(yīng)后將聚合膜采用甲醇一醋酸為提取液，甲醇與醋酸的體積比為:8 9:2 1，索式提取48 72 h，以脫除模板分子水楊酸、未反應(yīng)的單體和引發(fā)劑，在50°C下真空干燥制得水楊酸分子印跡膜(4-VP-MM) 。上述的技術(shù)方案中，將PVDF浸潰到二苯甲酮的溶液中以使光引發(fā)劑吸附到VDF膜表面。上述的技術(shù)方案中，將混合溶液置于室溫黑暗條件下4 h以形成預(yù)組裝體系。上述技術(shù)方案中所述的水楊酸，其作用為模板分子。上述技術(shù)方案中所述的4-乙烯基吡啶，其作用為功能單體。上述技術(shù)方案中所述的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸，其作用為交聯(lián)劑。上述技術(shù)方案中所述的二苯甲酮，其作用為光引發(fā)劑。上述技術(shù)方案中所述的膜，其作用為基質(zhì)材料。上述復(fù)合超濾膜應(yīng)用于分離阿司匹林中水楊酸的方法，按照下述步驟進(jìn)行:
(O自制兩個(gè)完全相同的帶有磨口支管的玻璃池，將印跡膜或空白膜用夾子固定于兩個(gè)玻璃池中間，組成H形滲透性裝置，保證兩池沒有滲漏，一池中加入底物為水楊酸和乙酰水楊酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶劑，隔一定時(shí)間取樣，測定透過聚合物膜的底物的濃度；
(2)響應(yīng)曲面法優(yōu)化動(dòng)態(tài)分離條件:
選取溫度、上樣濃度和上樣流速作為影響因素，以水楊酸和乙酰水楊酸的選擇性分離因子為評價(jià)指標(biāo)(響應(yīng)值)，確定溫度在1(T40 °C、水楊酸濃度在1(T30 mg L—1 (控制混合液中乙酰水楊酸的濃度為30 mg L'流速為1 3 ml mirT1,通過響應(yīng)曲面分析得到最佳分離條件。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
(I)印跡過程發(fā)生在膜材料表面，避免了傳統(tǒng)模板分子因包埋過深而無法洗脫的問題。(2)利用響應(yīng)曲面法，第一次探討分離乙酰水楊酸中雜質(zhì)水楊酸的最佳分離條件，為工業(yè)進(jìn)一步應(yīng)用提供依據(jù)。(3)利用本發(fā)明獲得的水楊酸分子印跡膜具有熱穩(wěn)定性好，優(yōu)越的水楊酸分子識別性能。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)作進(jìn)一步描述。圖1為PVDF膜(a)、水楊酸分子印跡膜(b)的掃描電鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
(I)取5片聚偏氟乙烯微濾膜(PVDF)置于濃度為0.2 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸潰20 min后取出，室溫晾干。(2)將水楊酸(SA)，4-乙烯基吡啶(4-VP)和2_丙烯酰胺_2_甲基丙烯酸(AMPS)混合加入至含有20 ml甲醇溶液的皮氏培養(yǎng)皿中，其中SA的濃度為1.25 mmol L—1，4-VP的濃度為7.5 mmol L'AMPS的濃度為37.5 mmol L—1，并將該混合溶液置于室溫黑暗條件下4 h。(3)將步驟(I)中處理過的PVDF膜放置于⑵中的混合溶液中浸潰10 min后取出固定于兩塊玻璃片之間，并用功率為250 W的紫外光照射引發(fā)膜表面聚合4 h，反應(yīng)后將聚合膜采用甲醇醋酸為提取液，甲醇與醋酸的體積比為:9:1，索式提取48 h，以脫除模板分子水楊酸、未反應(yīng)的單體和引發(fā)劑，在50°C下真空干燥制得水楊酸分子印跡膜(4-VP-MIM)。從圖1中可以看出PVDF膜表面光滑，孔徑較大，而在PVDF膜表面合成印跡聚合物形成印跡膜后陶瓷膜表面粗糙不規(guī)則，且膜的孔徑明顯縮小，表明印跡成功。(4)將所制得的印跡膜進(jìn)行滲透性能分析測試。自制兩個(gè)完全相同的帶有磨口支管的玻璃池，將印跡膜或空白膜用夾子固定于兩個(gè)玻璃池中間，組成H形滲透性裝置，保證兩池沒有滲漏，一池中加入底物濃度為30 mg/1的尼泊金酸和水楊酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶劑，取樣時(shí)間間隔分別為5、15、30、45、60、90、120、180、720 min，測定透過聚合物膜的底物的濃度。結(jié)果顯示，平衡時(shí)當(dāng)印跡膜為滲透膜時(shí)空白樣品池中水楊酸的濃度為16.22 mg/L,水楊酸的濃度為15.01 mg/L，而當(dāng)陶瓷膜為滲透膜時(shí)，空白樣品池中水楊酸的濃度為
1.05 mg/L,水楊酸的濃度為16.58 mg/L,
(5)運(yùn)用響應(yīng)曲面法優(yōu)化印跡膜動(dòng)態(tài)分離乙酰水楊酸和水楊酸的分離條件。選取溫度范圍為1(T40 °C、水楊酸濃度在1(T30 mg L—1 (控制混合液中乙酰水楊酸的濃度為30 mg L_\流速為廣3 ml mirT1，通過響應(yīng)曲面分析得到最佳分離條件。結(jié)果顯示,最佳分離溫度為10°C,上樣流速為Iml mirT1,水楊酸濃度為IOmg L_S是分離效果最好，且分離因子達(dá)到10.56.實(shí)施例2
(I)取10片聚偏氟乙烯微濾膜(PVDF)置于濃度為0.4 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸潰20 min后取出，室溫晾干。(2)將水楊酸(SA)，4-乙烯基吡啶(4-VP)和2_丙烯酰胺_2_甲基丙烯酸(AMPS)混合加入至含有20 ml甲醇溶液的皮氏培養(yǎng)皿中，其中SA的濃度為7.5 mmol L—1，4-VP的濃度為45 mmol L'AMPS的濃度為225 mmol L_\并將該混合溶液置于室溫黑暗條件下4 h。
(3)將步驟(I)中處理過的PVDF膜放置于⑵中的混合溶液中浸潰10 min后取出固定于兩塊玻璃片之間，并用功率為250 W的紫外光照射引發(fā)膜表面聚合4 h，反應(yīng)后將聚合膜采用甲醇醋酸為提取液，甲醇與醋酸的體積比為:8:2，索式提取72 h，以脫除模板分子水楊酸、未反應(yīng)的單體和引發(fā)劑，在50°C下真空干燥制得水楊酸分子印跡膜(4-VP-MIM)。(4)將所制得的印跡膜進(jìn)行滲透性能分析測試。自制兩個(gè)完全相同的帶有磨口支管的玻璃池，將印跡膜或空白膜用夾子固定于兩個(gè)玻璃池中間，組成H形滲透性裝置，保證兩池沒有滲漏，一池中加入底物濃度為30 mg/1的尼泊金酸和水楊酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶劑，取樣時(shí)間間隔分別為5、15、30、45、60、90、120、180、720 min，測定透過聚合物膜的底物的濃度。
結(jié)果顯示，平衡時(shí)當(dāng)印跡膜為滲透膜時(shí)空白樣品池中水楊酸的濃度為18.14mg/L,水楊酸的濃度為16.01 mg/L，而當(dāng)陶瓷膜為滲透膜時(shí)，空白樣品池中水楊酸的濃度為0.87mg/L,水楊酸的濃度為15.21 mg/L,
(5)運(yùn)用響應(yīng)曲面法優(yōu)化印跡膜動(dòng)態(tài)分離乙酰水楊酸和水楊酸的分離條件。選取溫度范圍為1(T40 °C、水楊酸濃度在1(T30 mg L—1 (控制混合液中乙酰水楊酸的濃度為30 mg L_\流速為廣3 ml mirT1，通過響應(yīng)曲面分析得到最佳分離條件。結(jié)果顯示,最佳分離溫度為10°C,上樣流速為Iml mirT1,水楊酸濃度為IOmg L_S是分離效果最好，且分離因子達(dá)到11.01。
權(quán)利要求
1.復(fù)合超濾膜的制備方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: (1)取聚偏氟乙烯微濾膜PVDF置于濃度為0.2-0.4 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸潰20 min后取出，室溫晾干； (2)將水楊酸SA，4-乙烯基吡啶4-VP和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸AMPS混合加入至含有甲醇溶液中，其中控制SA的濃度為1.25^7.5 mmol L'4-VP的濃度為15氣 (3)將步驟(I)中處理過的PVDF膜放置于(2)中的混合溶液中浸潰10min后取出固定于兩塊玻璃片之間，并用功率為250 W的紫外光照射引發(fā)膜表面聚合4-6 h，反應(yīng)后將聚合膜采用甲醇一醋酸為提取液，甲醇與醋酸的體積比為:8m，索式提取48 72 h，以脫除模板分子水楊酸、未反應(yīng)的單體和引發(fā)劑，在50°C下真空干燥制得水楊酸分子印跡膜4-VP-M 頂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合超濾膜的制備方法，其特征在于所述的水楊酸，其作用為模板分子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合超濾膜的制備方法，其特征在于所述的4-乙烯基吡啶，其作用為功能單體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合超濾膜的制備方法，其特征在于所述的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸，其作用為交聯(lián)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合超濾膜的制備方法，其特征在于所述的二苯甲酮，其作用為光引發(fā)劑。
6.權(quán)利要求1所述的復(fù)合超濾膜應(yīng)用于分離阿司匹林中水楊酸的方法，按照下述步驟進(jìn)行: (O自制兩個(gè)完全相同的帶有磨口支管的玻璃池，將印跡膜或空白膜用夾子固定于兩個(gè)玻璃池中間，組成H形滲透性裝置，保證兩池沒有滲漏，一池中加入底物為水楊酸和乙酰水楊酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶劑，隔一定時(shí)間取樣，測定透過聚合物膜的底物的濃度； (2)響應(yīng)曲面法優(yōu)化動(dòng)態(tài)分離條件: 選取溫度、上樣濃度和上樣流速作為影響因素，以水楊酸和乙酰水楊酸的選擇性分離因子為評價(jià)指標(biāo)響應(yīng)值，確定溫度在1(T40 °C、水楊酸濃度在1(T30 mg L—1，控制混合液中乙酰水楊酸的濃度為30 mg L'流速為1 3 ml mirT1,通過響應(yīng)曲面分析得到最佳分離條件； (4)將所制得的印跡膜進(jìn)行選擇滲透性能分析測試； (5)運(yùn)用響應(yīng)曲面法優(yōu)化印跡膜動(dòng)態(tài)分離乙酰水楊酸和水楊酸的分離條件。
全文摘要
本發(fā)明復(fù)合超濾膜的制備方法及分離阿司匹林中水楊酸的應(yīng)用，屬材料制備技術(shù)和分離技術(shù)領(lǐng)域。特指以聚偏氟乙烯微濾膜為基底，阿司匹林中雜質(zhì)—水楊酸(SA)作為模板分子，4-乙烯基吡啶(4-VP)為功能單體，2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸(AMPS)為交聯(lián)劑，二苯甲酮(BP)為引發(fā)劑，制備水楊酸分子印跡膜(4-VP-MIM)的方法,選擇滲透實(shí)驗(yàn)用來研究了制備的分子印跡膜的選擇性識別性能。首次運(yùn)用響應(yīng)曲面分析法優(yōu)化動(dòng)態(tài)分離乙酰水楊酸中雜質(zhì)水楊酸的分離條件。結(jié)果表明利用本發(fā)明獲得的水楊酸分子印跡膜具有優(yōu)越的水楊酸分子識別性能。
文檔編號B01D71/34GK103191652SQ201310129790
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者孟敏佳, 潘建明, 王志高, 劉燕, 貢云林, 戴江棟, 于萍, 閆永勝 申請人:鎮(zhèn)江高鵬藥業(yè)有限公司, 江蘇大學(xué)