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