| 硼酸功能化聚苯乙烯基树脂的设计、合成及应用研究 | |
| Alternative Title | 无 |
刘宝乾
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| Thesis Advisor | 邸多隆，裴栋 |
| 2021-05-30 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Place of Conferral | 北京 |
| Degree Name | 理学博士 |
| Degree Discipline | 分析化学 |
| Keyword | 聚苯乙烯 硼酸 邻苯二酚 吸附 |
| Abstract | 近年来，聚苯乙烯基吸附树脂因其具有孔隙率高、比表面积高和孔径可调等优点已经被广泛的应用于天然产物分离纯化。而定向设计合成对目标天然产物具有选择性识别和高吸附量的聚苯乙烯基树脂成为研究的热点。本文以邻苯二酚类化合物为研究对象，通过调节洗脱的极性提高了树脂的分离性能，并合成了几种硼酸功能化聚苯乙烯基树脂提高树脂的吸附选择性，主要研究内容如下： 1. 为了提高树脂的吸附选择性，本项研究以邻苯二酚类化合物为研究对象，根据其分子结构，利用后修饰法设计合成了一种硼酸功能化树脂。以商业化非极性树脂BNKX-5为基体，通过Friedel-Crafts酰基化反应将4-羧基苯硼酸频那醇酯键合到树脂表面，然后酸解得到硼酸功能化树脂BNKX-5-BA，利用BET比表面积、孔径分布、红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜进行表征。以邻苯二酚、羟基酪醇、没食子酸、橄榄苦苷、花旗松素、没食子儿茶素和芦丁为目标化合物，系统地研究了树脂的吸附性能和吸附机理以及pH对吸附的影响。研究结果表明：随着pH的增加，目标化合物在BNKX-5-BA上的吸附量逐渐增加，吸附等温线符合Freundlich等温线模型，吸附动力学曲线符合准一级动力学模型，BNKX-5-BA吸附作用力可能为硼酸亲和、氢键作用以及π-π相互作用在内的多重吸附作用力，经过五个循环吸附解吸附过程，吸附量仅减少5.41%。该项工作提供了一种新型的树脂后修饰方法。 2. 第一项工作以后修饰法合成了硼酸功能化树脂，本项研究以一步法直接合成硼酸亲和树脂微球。是以苯乙烯为聚合单体、二乙烯基苯为交联剂以及乙烯基苯硼酸为功能单体，通过种子溶胀法一步合成硼酸亲和树脂L1和L3。利用BET比表面积、孔径分布、红外光谱、X-射线光电子能谱和扫描电镜进行表征；以杨梅素、槲皮素、黄芩素、槲皮苷和芦丁为目标化合物，系统地研究了树脂的吸附性能和吸附机理以及pH对吸附的影响。实验结果表明：随着pH增大，L1的吸附量增大，当pH>9.5时，L1的吸附量达到最大；吸附等温线符合Langmuir等温线模型，吸附动力学曲线符合准一级动力学模型；其吸附作用力可能主要为硼酸亲和以及π-π相互作用，并且该树脂具有良好的溶剂稳定性。本研究中合成的L1吸附剂是一种很有前途的硼酸官能化多孔聚合物吸附剂，可用于从植物提取物吸附分离具有邻苯二酚结构的黄酮。 3. 为了提高树脂的分离性能，利用本课题组前期工作中筛选的商业化树脂BMKX-4并根据橄榄苦苷和羟基酪醇的极性不同，设计合成了一种四元两相溶剂系统用于同步分离纯化油橄榄叶提取物中的橄榄苦苷和羟基酪醇，并考察了溶剂上相和下相的洗脱剂体积和洗脱剂流速对树脂分离的影响，在最佳条件下，橄榄苦苷和羟基酪基本上实现分离，橄榄苦苷含量从11.40%提高至47.59%，羟基酪醇的含量的从0.46%提高至2.96%；橄榄苦苷和羟基酪醇在树脂上的吸附等温线符合Freundlich吸附等温线模型；吸附动力学符合准一级动力学模型。本项工作可为利用聚苯乙烯基吸附树脂分离不同极性的目标化合物选择合适极性的洗脱剂提供指导。 4. 前期工作证明新型溶剂系统能够提高树脂的分离效率，硼酸功能化树脂能够提高树脂的吸附选择性。因此，本项工作通过Friedel-Crafts烷基化反应，合成间氨基苯硼酸修饰的聚苯乙烯基树脂，结合新型溶剂系统分离纯化油橄榄叶提取物中橄榄苦苷。利用BET比表面积、孔径分布、红外光谱和X-射线光电子能谱对树脂进行表征；橄榄苦苷在树脂上的吸附等温线符合Langmuir等温线模型，吸附动力学符合准一级动力学模型，吸附作用力可能为硼酸亲和以及π-π作用等。并分别用乙醇、乙酸乙酯和新型溶剂系统上相为洗脱剂进行动态吸脱附实验。利用新型溶剂系统上相洗脱橄榄苦苷，其含量最高可达68.30±2.08%。本研究可为选择合适的混合溶剂和硼酸亲和树脂分离纯化邻苯二酚类天然产物提供指导。 |
| Other Abstract | 无 |
| MOST Discipline Catalogue | 化学 |
| Pages | 126 |
| Language | 中文 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/29994 |
| Collection | 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室 |
| Affiliation | 1.中国科学院兰州化学物理研究所; 2.中国科学院大学 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 刘宝乾. 硼酸功能化聚苯乙烯基树脂的设计、合成及应用研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2021. |
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