本發(fā)明涉及一種用于去除藥物合成體系中貴金屬離子的有機(jī)高分子吸附劑,屬于藥物合成和材料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
貴金屬,如Pd、Au、Pt、Ru、Rh、Ir是一類重要的金屬催化劑,在眾多藥物合成反應(yīng)中已經(jīng)顯示出了優(yōu)異的催化性能。然而,貴金屬催化的有機(jī)合成反應(yīng)往往導(dǎo)致了均相催化體系,催化劑難以回收和重復(fù)使用,且產(chǎn)物的分離和純化困難。因此均相貴金屬催化劑的分離回收引起了人們的廣泛關(guān)注。目前分離金屬離子的方法主要有沉淀法,離子交換和吸附法。沉淀法的效率較低,而且在沉淀金屬離子的同時將引入其它雜質(zhì);離子交換法的選擇性較差且交換容量較低;吸附法所用的吸附材料通常價(jià)廉易得、不需要復(fù)雜裝置和添加額外化學(xué)物質(zhì)等特點(diǎn),因而成為目前最常用的去除金屬離子的方法之一。尋求各種具有優(yōu)異性能如特殊選擇性、成本低廉、制備簡單和吸附效率高的吸附劑,是該領(lǐng)域最引人注目的研究熱點(diǎn)之一。
離子液體是當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)對象,具有無飽和蒸汽壓、溶解能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、功能設(shè)計(jì)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。將不飽和離子液體單體通過自聚或共聚可制得各種離子型高分子。離子型高分子不僅保留了離子液體的溶解、吸收、分離、催化等性能,又具有高分子材料的結(jié)構(gòu)可控、穩(wěn)定性好、比表面積高、易分離等優(yōu)點(diǎn)。然而,目前離子型高分子的應(yīng)用還主要集中于催化研究領(lǐng)域,這極大的限制了聚合離子液體的廣泛使用。要想充分發(fā)揮出離子型高分子的優(yōu)勢,需要拓展更多的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明采用自由基聚合法將不飽和離子液體和1,3,5-三丙烯酰六氫-1,3,5-三嗪共聚制得離子型高分子吸附劑,制備過程簡單,原料廉價(jià)易得,可直接浸泡于含有貴金屬離子的溶液中,具有吸附速度快、飽和吸附量高、吸附性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),另外,吸附金屬后的吸附劑還可通過高溫煅燒回收貴金屬。該法目前尚未見報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有的藥物合成體系中貴金屬催化劑分離和去除存在的問題,本發(fā)明提供一種制備過程簡單、吸附性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、環(huán)境友好、使用方便的離子型高分子吸附劑。
本發(fā)明有機(jī)高分子吸附劑的制備是通過以下步驟完成的:
(a)將離子液體陽離子前驅(qū)體和偶聯(lián)劑按照摩爾比2:1配比加入到100mL乙醇中,80℃攪拌24h,過濾分離出固體產(chǎn)物,用丙酮洗滌三次,50℃真空干燥12h,得到雙核離子液體前驅(qū)體;
(b)將上述所得雙核離子液體前驅(qū)體和1,3,5-三丙烯酰六氫-1,3,5-三嗪按照摩爾比為6:1~1:1加入到30~50mL有機(jī)溶劑中,再加入一定量的引發(fā)劑偶氮二異丁腈,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為雙核離子液體前驅(qū)體和1,3,5-三丙烯酰六氫-1,3,5-三嗪總質(zhì)量的0.5%~3%,60~100℃下回流24h,離心分離出固體粉末,用甲苯洗滌三次,50℃真空干燥12h,得到有機(jī)高分子前驅(qū)體;
(c)將上述所得有機(jī)高分子前驅(qū)體10g加入到1L濃度為1M的NaOH水溶液中,室溫?cái)嚢?4h,過濾出固體粉末,用去離子水洗滌三次后,分散到30mL的去離子水中,加入陰離子前驅(qū)體5~10g,室溫?cái)嚢?4h,經(jīng)過濾、洗滌和真空干燥得到有機(jī)高分子吸附劑;
上述有機(jī)高分子吸附劑的制備方法,其特征在于步驟(a)中所述離子液體陽離子前驅(qū)體為N-乙烯基咪唑和4-乙烯基吡啶中的一種;步驟(a)中所述偶聯(lián)劑為1,4-對二溴芐、聯(lián)苯二氯芐、1,4-對二氯芐、1,2-二溴乙烷、1,4-二溴丁烷中的一種;步驟(b)中所述有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇、甲苯、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯中的一種;步驟(c)中所述陰離子前驅(qū)體來源于:四氟硼酸鈉、乙酸、半胱氨酸、胱氨酸、高胱氨酸、乳酸中的一種;該吸附劑可廣泛用于藥物合成體系中貴金屬催化劑:釕、銥、銀、鈀、銠、鉑、金的吸附與分離。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果:
1、本發(fā)明的有機(jī)高分子吸附劑制備工藝簡單,反應(yīng)條件溫和。
2、本發(fā)明制得的有機(jī)高分子吸附劑對多種貴金屬離子均具有吸附能力強(qiáng),吸附速度快、飽和吸附量高等優(yōu)點(diǎn)。
3、本發(fā)明制得的有機(jī)高分子吸附劑吸附金屬后,可通過煅燒回收貴金屬,大大降低了生產(chǎn)成本。
附圖說明
圖1本發(fā)明制備的有機(jī)高分子吸附劑的掃描電鏡圖。
圖2本發(fā)明制備的有機(jī)高分子吸附劑的吸附效果圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例來對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明,但不限制本發(fā)明。
【實(shí)施例1】
(a)將4-乙烯基吡啶和1,4-對二溴芐按照摩爾比2:1配比加入到100mL乙醇中,80℃攪拌24h,過濾分離出固體產(chǎn)物,用丙酮洗滌三次,50℃真空干燥12h,得到雙核離子液體前驅(qū)體;
(b)將上述所得雙核離子液體前驅(qū)體和1,3,5-三丙烯酰六氫-1,3,5-三嗪按照摩爾比為6:1加入到30mL甲苯中,再加入一定量的引發(fā)劑偶氮二異丁腈,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為雙核離子液體前驅(qū)體和1,3,5-三丙烯酰六氫-1,3,5-三嗪總質(zhì)量的1%,70℃下回流24h,離心分離出固體粉末,用甲苯洗滌三次,50℃真空干燥12h,得到有機(jī)高分子前驅(qū)體;
(c)將上述所得有機(jī)高分子前驅(qū)體10g加入到1L濃度為1M的NaOH水溶液中,室溫?cái)嚢?4h,過濾出固體粉末,用去離子水洗滌三次后,分散到30mL的去離子水中,加入乳酸8g,室溫?cái)嚢?4h,經(jīng)過濾、洗滌和真空干燥得到吡啶類有機(jī)高分子吸附劑。
吡啶類有機(jī)高分子吸附劑的掃描電鏡圖見圖1
【實(shí)施例2】
操作方法同實(shí)施例1,只是將步驟(a)中離子液體前驅(qū)體4-乙烯基吡啶換成N-乙烯基咪唑,得到咪唑類有機(jī)高分子吸附劑。
【實(shí)施例3】
操作方法同實(shí)施例1,只是將步驟(c)中陰離子前驅(qū)體乳酸換成胱氨酸,得到吡啶胱氨酸類有機(jī)高分子吸附劑。
應(yīng)用實(shí)施例1
配置含有Pd2+離子的乙醇溶液100mL,Pd2+離子濃度為200mg/L,用吡啶胱氨酸類有機(jī)高分子吸附劑(0.02g)在室溫震蕩吸附10min后,過濾出吸附劑,吸附后溶液中Pd2+離子的濃度為0.03mg/L,吸附率為99.97%。
吡啶胱氨酸類有機(jī)高分子吸附劑對含Pd2+溶液的吸附效果圖見圖2。
應(yīng)用實(shí)施例2
配置含有Pd2+離子的乙醇溶液200mL,Pd2+離子濃度為1g/L,用吡啶胱氨酸類有機(jī)高分子吸附劑(0.01g)在室溫震蕩吸附10min后,過濾出吸附劑,該吸附劑對Pd2+離子的飽和吸附量達(dá)到135mg/g。