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高选择性吸附树脂生产及其应用技术

吸附树脂是一类多孔性的高分子合成材料，由于合成过程中单体、交联剂、致孔剂等结构的变化以及合成控制方法的不同，使得吸附树脂的孔结构可有目的的调控，可以适应很多方面的应用要求。针对分离纯化的目标产物分子结构特点，设计合成高选择性大孔吸附树脂，弥补现有商品化树脂的不足，所制备的提取物纯度可控，且可以制备高纯度提取物。来自天然植物且具有显著生理活性等有效成分，是目前药用研究和开发的重要原料来源，特别是对于结构复杂而精妙的天然产物活性成分，从天然植物提纯化仍是其唯一有效的途径。因此建立合适的分离纯化工艺、开发高效的分离材料就具有重要的意义。此研究成果不仅丰富了现有吸附树脂的品种，也为天然的药用研究提供了重要的实验样品，其具有广泛的社会价值和经济效益。南开大学形成了可对吸附树脂的结构进行设计及合成高选择性吸附树脂生产的产业化技术和应用技术： 1）天然植物有效成分及单体分离纯化产业化技术在树脂骨架上引入特殊的功能基团，对天然植物中不同结构的有效成分具有高的吸附选择性。用于黄酮类、生物碱类、皂甙类、内酯类、多酚类等提取和纯化。已工业化的有银杏叶黄酮、甜菊糖、人参皂甙、三七皂甙、长春碱等提取技术。建立了银杏叶提取物中黄酮和内酯的树脂法分离工艺，并进了银杏内酯冻干粉针剂的开发；分离了汉防己总生物碱中的两种单体生物碱－汉防己甲素和汉防己乙素，开发了汉防己甲素冻干粉针剂，并已取得国家食品药品监督管理局颁发的生产批件。 2）中药提取物农药残留及重金属的去除技术改变了树脂的传统致孔方法，合成了一类孔径较小且均匀的纳米级孔结构吸附树脂，既保持传统吸附树脂高吸附容量，又具备按照分子尺寸进行精确筛分的能力，用于分子尺寸较大的天然产物有效成分中分子较小的农药或重金属去除。 3）抗生素、维生素中间体的纯化技术合成的高孔隙率、孔径均匀的高比表面聚苯乙烯吸附树脂，明显改善了树脂的传质性能，吸附速度比现有的商品化树脂提高 2-3 倍，解吸率高于 90%，树脂寿命大大延长。技术优点：纯化工艺简单、高效、环境友好，避免了大量有毒、低沸点有机溶剂的使用。 4）新型脱色树脂技术通过树脂孔结构、骨架结构、脱色基团等的调控，合成了一类脱色容量大、再生容易的新型脱色树脂，效果良好。用于天然产物提取、抗生素、维生素等生产。 5）载体树脂（固定化酶载体树脂、纳米簇金属催化剂载体树脂）生产技术通过致孔剂、聚合单体、交联剂的调控，合成了一类高环氧基含量、高使用强度的固定化酶载体树脂。该技术的树脂生产成本远低于国外进口树脂。已完成了工业化放大和工艺优化。用于固载青霉素酰化酶，催化青霉素 G 和头孢菌素 G 水解，制备半合成 β－内酰胺类抗生素所需的中间体 6-PAP 和 7-ADCA。合成的一类大孔径、高比表面积的新型孔结构的聚苯乙烯吸附树脂，加载了纳米簇金属催化剂的载体树脂，用于负载纳米级的金属催化剂，在重氢提取及放射性废水处理中有重要的应用。 6）高容量新型孔结构吸附树脂生产及其处理有机废水技术具有超高吸附容量、良好的吸附动力学行为等特点。树脂的比表面积达到 1000m2/g 以上。用于废水中有机物的处理。 7）新型螯合型吸附树脂生产及其阴阳离子选择性吸附技术对水中不同价态金属离子及阴离子酸根具有选择性吸附能力。在高盐体系中可吸附水中的多种重金属，而对 Na、K 等离子没有结合能力，用于海水中重金属的富集或检测。利用带有交换基团的吸附树脂与阴离子酸根（如 AsO43-等）发生离子交换达到富集的目的。用于水中有害物质净化处理。 8）耐高温碱性离子交换树脂技术改变季铵基与树脂骨架的连接方式，合成了耐高温的碱性离子交换树脂，可在较高的使用温度下稳定使用，大大拓展了碱树脂的应用范围。

南开大学 2021-04-13