一种酚羟基修饰吸附树脂及其应用.pdf

本发明提供一种酚羟基修饰吸附树脂，为一种含有酚羟基接枝的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，酚羟基含量为1.50mmol/g~2.86 mmol/g。本发明还提供酚羟基修饰吸附树脂在分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的应用。本发明在氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球上引入酚羟基，提高了其对何首乌中二苯乙烯苷的吸附效率与选择性，为何首乌中二苯乙烯苷及其它多酚类化合物的高效分离纯化提供技术支撑。所述酚羟基修饰吸附树脂对何首乌中的二苯乙烯苷具有高选择性、高吸附容量、高吸附效率和高解析效率，可分离获得高纯度二苯乙烯苷单体组分；并且接枝率达到85.7%。

权利要求书
1.  一种酚羟基修饰吸附树脂，其特征在于，为一种含有酚羟基接枝的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，酚羟基含量为1.50 mmol/g ~ 2.86 mmol/g。

2.  根据权利要求1所述酚羟基修饰大孔吸附树脂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
（1）将氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，用去离子水和甲醇充分清洗，除去微球孔内的残留物，然后对清洗后的微球在80~85℃下进行真空干燥4~5 h；
（2）取步骤（1）真空干燥后的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，于硝基苯中溶胀后，加入苯酚进行机械搅拌；再加入无水氯化锌，加热至90~95℃搅拌反应4~10 h，溶解均匀发生傅-克后交联反应；其中，氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与苯酚的质量比为3:1~4:1，氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与无水氯化锌的质量比为5:1，氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与硝基苯的质量体积比为1:10；
（3）对步骤（2）反应后的溶液进行过滤，并用去离子水冲洗洗涤反应后的微球，直至向洗涤微球后的去离子水中加入硝酸银溶液，不再产生白色沉淀为止，得酚羟基修饰吸附树脂；
（4）对步骤（3）制得的酚羟基修饰吸附树脂，用甲醇进行3次洗涤，并用甲醇索氏提取24~28h后，进行真空冷冻干燥4~5 h，得酚羟基修饰吸附树脂成品。

3.  根据权利要求2所述酚羟基修饰吸附树脂，其特征在于，所述氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，含氯量为3.98 mmol/g，交联度为8%。

4.  根据权利要求2所述酚羟基修饰吸附树脂，其特征在于，所述步骤（2）中溶胀时间为8 ~12 h。

5.  根据权利要求2所述酚羟基修饰吸附树脂，其特征在于，所述步骤（2）氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与苯酚的质量比优选10:3。

6.  如权利要求1 ~5任一所述酚羟基修饰吸附树脂，其特征在于，在分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的应用。

7.  酚羟基修饰吸附树脂用于分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的方法，包括如下步骤：
（1）取1 kg何首乌粉碎，用体积分数为60%的乙醇水溶液10 L浸泡过夜后，重复3次60℃提取2 h步骤；提取结束后，用旋转蒸发仪除去乙醇，得何首乌浸膏；对何首乌浸膏进行冷冻干燥，得粉末状何首乌提取物，保存于冰箱中；
（2）取步骤（1）粉末状何首乌提取物，用去离子水溶解，配制成浓度为10 g/L的样品溶液；
（3）分别称1.0 g权利要求1 ~4任一所述酚羟基修饰大孔吸附树脂和1.0 g D101干树脂，分别置于250 mL锥形瓶中，并分别加入100 mL步骤（2）制得的样品溶液，于35℃恒温摇床，在100 rpm/min的转速下，连续吸附6 h；
（4）吸附结束后，用体积分数为70%的乙醇水溶液50 mL，在30℃下进行解析4 h；
（5）解析结束后，分别用HPLC测定剩余溶液中二苯乙烯苷与大黄素的浓度，其中大黄素为杂质。

8.  酚羟基修饰吸附树脂用于分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的方法，包括如下步骤：
（1）取1 kg何首乌粉碎，用体积分数为60%的乙醇水溶液10 L浸泡过夜后，重复3次60℃提取2 h步骤；提取结束后，用旋转蒸发仪除去乙醇，得何首乌浸膏；对何首乌浸膏进行冷冻干燥，得粉末状何首乌提取物，保存于冰箱中；
（2）取步骤（1）粉末状何首乌提取物，用去离子水溶解，配制成浓度为10 g/L的样品溶液；
（3）称取1.0 g权利要求1 ~4任一所述酚羟基修饰吸附树脂于250 mL锥形瓶中，加入100 mL步骤（2）制得的样品溶液，在室温下静态吸附12 h；
（4）静态吸附后，用体积分数为70%的乙醇水溶液50 mL，进行室温解析4h；
（5）吸附平衡和解析平衡后分别用HPLC测定剩余溶液二苯乙烯苷的浓度。

说明书一种酚羟基修饰吸附树脂及其应用
技术领域
 本发明属于功能高分子吸附树脂技术领域，具体涉及一种酚羟基修饰大孔吸附树脂及其应用。

背景技术
何首乌为蓼科植物何首乌的块根，是传统的中药材之一，长期以来被广泛用于滋补和抗衰老等方面的治疗应用。何首乌中二苯乙烯苷在抗氧化、预防老年痴呆、保护心血管系统、减少高血脂和抑制肿瘤等方面显示出特有的功能性，这在当今日趋老龄化的社会，具有重要研究和开发价值。
如何从何首乌中高效分离纯化二苯乙烯苷，是目前急需解决的首要问题。传统何首乌中二苯乙烯苷的分离纯化技术有：室温冷浸法、热回流法、超声辅助萃取、微波辅助萃取等技术；但这些技术都存在耗时、耗力、溶剂消耗大、溶剂残留、高成本、低回报等问题，不适用于大规模工业化生产。因此，发展简单、低成本、高效、环境友好、高选择性的分离纯化技术是适时而必要的。
MARs大孔吸附树脂具有机械强度高、耐酸碱、可重复使用、操作简单，成本低、溶剂消耗量低、带有不同功能基团、选择范围宽等特点，特别适用于制药企业中重要天然产物的分离纯化，近年逐渐受到人们关注。现有文献记载，李惠军等采用HPD500、S-8、D101、AB-8、HPD600和NKA-9大孔吸附树脂分离纯化何首乌提取液中的二苯乙烯苷；孙菁等采用HSCCC技术与X-5 大孔吸附树脂相结合，分离纯化大黄二苯乙烯苷；曹骋考察了9种不同型号大孔吸附树脂对二苯乙烯苷的吸附性能；吕丽爽等研究了大孔吸附树脂纯化二苯乙烯苷的工艺；何等利用丙烯酰胺树脂分离纯化了何首乌粗提物中二苯乙烯苷。
尽管现有商品化的大孔树脂种类繁多，但在针对实际目标组分进行分离纯化时，因实际目标组分的性质和结构不尽相同，仍然存在选择困难、工作量大、选择性不佳以及分离效率有限等不足，难以满足复杂天然产物中活性组分的分离纯化。为了提高天然产物中特定活性组分的分离纯化效率，根据待分离物的性质结构，定向设计制备高吸附性和高选择性的树脂，是解决此问题的有效途径，近年来备受关注。

发明内容
针对现有的大孔吸附树脂对何首乌中的二苯乙烯苷分离纯化效率不够和选择性不佳的技术问题，本发明的目的是提供一种选择性佳、具有高吸附容量、高吸附效率和高解析效率的酚羟基修饰吸附树脂。
本发明还提供所述酚羟基修饰吸附树脂的应用。
实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
   一种酚羟基修饰吸附树脂，为一种含有酚羟基接枝的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，酚羟基含量为1.50 mmol/g ~ 2.86 mmol/g。
   进一步，上述酚羟基修饰吸附树脂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，用去离子水和甲醇充分清洗，除去微球孔内的残留物，然后对清洗后的微球在80~85℃下进行真空干燥4~5 h；
（2）取步骤（1）真空干燥后的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，于硝基苯中溶胀后，加入苯酚进行机械搅拌；再加入无水氯化锌，加热至90~95℃搅拌反应4~10 h，溶解均匀发生傅-克后交联反应；其中，氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与苯酚的质量比为3:1~4:1，氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与无水氯化锌的质量比为5:1，氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与硝基苯的质量体积比为1:10；
（3）对步骤（2）反应后的溶液进行过滤，并用去离子水冲洗洗涤反应后的微球，直至向洗涤微球后的去离子水中加入硝酸银溶液，不再产生白色沉淀为止，得酚羟基修饰吸附树脂；
（4）对步骤（3）制得的酚羟基修饰吸附树脂，用甲醇进行3次洗涤，并用甲醇索氏提取24~28h后，进行真空冷冻干燥4~5 h，得酚羟基修饰吸附树脂成品。
上述酚羟基修饰吸附树脂在分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的应用。
酚羟基修饰吸附树脂用于分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的方法，包括如下步骤：
（1）取1 kg何首乌粉碎，用体积分数为60%的乙醇水溶液10 L浸泡过夜后，重复3次60℃提取2 h步骤；提取结束后，用旋转蒸发仪除去乙醇，得何首乌浸膏；对何首乌浸膏进行冷冻干燥，得粉末状何首乌提取物，保存于冰箱中；
（2）取步骤（1）粉末状何首乌提取物，用去离子水溶解，配制成浓度为10 g/L的样品溶液；
（3）分别称1.0 g上述酚羟基修饰大孔吸附树脂和1.0 g D101干树脂，分别置于250 mL锥形瓶中，并分别加入100 mL步骤（2）制得的样品溶液，于35℃恒温摇床，在100 rpm/min的转速下，连续吸附6 h；
（4）吸附结束后，用体积分数为70%的乙醇水溶液50 mL，在30℃下进行解析4 h；
（5）解析结束后，分别用HPLC测定剩余溶液中二苯乙烯苷与大黄素的浓度，其中大黄素为杂质。
酚羟基修饰吸附树脂用于分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的方法，包括如下步骤：
（1）取1 kg何首乌粉碎，用体积分数为60%的乙醇水溶液10 L浸泡过夜后，重复3次60℃提取2 h步骤；提取结束后，用旋转蒸发仪除去乙醇，得何首乌浸膏；对何首乌浸膏进行冷冻干燥，得粉末状何首乌提取物，保存于冰箱中；
（2）取步骤（1）粉末状何首乌提取物，用去离子水溶解，配制成浓度为10 g/L的样品溶液；
（3）称取1.0 g上述酚羟基修饰吸附树脂于250 mL锥形瓶中，加入100 mL步骤（2）制得的样品溶液，在室温下静态吸附12 h；
（4）静态吸附后，用体积分数为70%的乙醇水溶液50 mL，进行室温解析4h；
（5）吸附平衡和解析平衡后分别用HPLC测定剩余溶液二苯乙烯苷的浓度。
本发明针对何首乌中二苯乙烯苷及主要干扰组分蒽醌类的结构特点，选用低交联度的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球为基材、酚羟基为功能基团、硝基苯为反应相、无水氯化锌为催化剂，设计在氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球表面接枝修饰酚羟基，以提高对二苯乙烯苷的吸附效率与选择性。
本发明制备修饰树脂的原理虽然与王津南制备酚羟基修饰树脂原理相同，都是基于傅-克后交联反应（Friedel-Crafts后交联反应），但所用基材、基材与苯酚的反应比例、反应温度、反应时间等条件不同；事实上，本发明正是针对何首乌中二苯乙烯苷样本的特点，通过大量创造性的试验，优化出对何首乌中二苯乙烯苷有最佳吸附性能的酚羟基修饰树脂，即只有当氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球与苯酚反应比例为10:3（w/w），在90~95℃下发生傅-克后交联反应（Friedel-Crafts后交联反应）4~10 h时，制得的酚羟基修饰氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球对何首乌中的二苯乙烯苷选择性、吸附效果和吸附效率才最佳。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明在氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球上引入酚羟基，提高了其对何首乌中二苯乙烯苷的吸附效率与选择性，为何首乌中二苯乙烯苷及其它多酚类化合物的高效分离纯化提供技术支撑。
2、本发明所制备的酚羟基接枝修饰吸附树脂接枝率可控，能达到85.7%的接枝率；并针对何首乌中二苯乙烯苷样本特征，优化出酚羟基修饰吸附树脂中，功能基团的最佳含量为2.27 mmol/g，有效提高了分离效率。
3、本发明将进行甲醇索氏提取的时间限定控制在24 h以上，可以使制得的酚羟基修饰吸附树脂孔内残留组分清除干净、无残留。
4、本发明制得的酚羟基修饰吸附树脂，可根据提取物中二苯乙烯苷的含量，适当调整酚羟基修饰吸附树脂与待吸附样品——何首乌提取物之间的比例，具有灵活调整性的优点。
5、采用本发明酚羟基修饰吸附树脂，可以从何首乌药材中分离获得纯度大于85%的二苯乙烯苷单体组分，显示出良好的分离纯化能力。
   6、本发明制备工艺简单、工艺参数易控制，制得的酚羟基修饰吸附树脂具有稳定的吸附性能和吸附效率，可以进行工业规模化大生产，具有良好的应用前景。

具体实施方式
   下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中如无特殊说明，采用的原料即为普通市售产品。
实施例1：一种酚羟基修饰吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：
将氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯苯微球，用去离子水和甲醇充分清洗，除去微球孔内的残留物，然后对清洗后的微球，在80℃下进行真空干燥4 h；称取10 g真空干燥好的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，于100 mL硝基苯中溶胀12 h，加入3.0 g苯酚进行机械搅拌，再加入2 g无水氯化锌，加热至95℃搅拌反应4 h，充分溶解，发生傅-克后交联反应（Friedel-Crafts后交联反应）；对后交联反应后的溶液进行过滤，并用去离子水冲洗洗涤反应后的微球，直至向洗涤微球后的去离子水中加入硝酸银溶液，不再产生白色沉淀为止，得酚羟基修饰大孔吸附树脂；用甲醇洗涤酚羟基修饰大孔吸附树脂3次，并用甲醇索氏提取24 h后，进行真空冷冻干燥4 h，得酚羟基含量为2.27 mmol/L的酚羟基修饰大孔吸附树脂成品。
实施例2：一种酚羟基修饰吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：
将氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯苯微球，用去离子水和甲醇充分清洗，除去微球孔内的残留物，然后对清洗后的微球，在83℃下进行真空干燥4.5 h；称取20 g真空干燥好的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，于200 mL硝基苯中溶胀8 h，加入5.0 g苯酚进行机械搅拌，再加入4 g无水氯化锌，加热至90℃反应6h，充分溶解，发生傅-克后交联反应（Friedel-Crafts后交联反应）；对后交联反应后的溶液进行过滤，并用去离子水冲洗洗涤反应后的微球，直至向洗涤微球后的去离子水中加入硝酸银溶液，不再产生白色沉淀为止，得酚羟基修饰大孔吸附树脂；用甲醇洗涤酚羟基修饰大孔吸附树脂3次，并用甲醇索氏提取26 h后，进行真空冷冻干燥4.5 h，得酚羟基含量1.50 mmol/L的酚羟基修饰大孔吸附树脂成品。
实施例3：一种酚羟基修饰吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：
将氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯苯微球，用去离子水和甲醇充分清洗，除去微球孔内的残留物，然后对清洗后的微球在85℃下，进行真空干燥5 h；称取30 g真空干燥好的氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，于300 mL硝基苯中溶胀10 h，加入10.0 g苯酚进行机械搅拌，再加入6 g无水氯化锌，加热至93℃反应10 h，充分溶解，发生傅-克后交联反应（Friedel-Crafts后交联反应）；对后交联反应后的溶液进行过滤，并用去离子水冲洗洗涤反应后的微球，直至向洗涤微球后的去离子水中加入硝酸银溶液，不再产生白色沉淀为止，得酚羟基修饰大孔吸附树脂；用甲醇洗涤酚羟基修饰大孔吸附树脂3次，并用甲醇索氏提取28 h，进行真空冷冻干燥5 h，得酚羟基含量2.86 mmol/L的酚羟基修饰大孔吸附树脂成品。
实施例4：上述酚羟基修饰吸附树脂用于分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的方法，包括如下步骤：
取1 kg何首乌粉碎，用体积分数为60%的乙醇水溶液10 L浸泡过夜后，重复3次60℃提取2 h的步骤；提取结束后，用旋转蒸发仪除去乙醇，得何首乌浸膏，对何首乌浸膏进行冷冻干燥，得粉末状何首乌提取物，保存于冰箱中。
取粉末状何首乌提取物，用去离子水溶解，配制成浓度为10 g/L的样品溶液。分别称1.0 g上述酚羟基修饰大孔吸附树脂和1.0 g商品化D101干树脂（李惠军等文献中选择的吸附性能相对较好的树脂），分别置于250 mL锥形瓶中，并加入100 mL样品溶液，于35℃恒温摇床，在100 rpm/min的转速下，连续吸附6 h，吸附结束后，再用体积分数为70%的乙醇水溶液50 mL，在30℃下进行解析4 h。解析结束后，分别用HPLC测定剩余溶液中二苯乙烯苷与大黄素的浓度，其中大黄素为杂质；色谱条件为：色谱柱（Thermo BDS HYPERSIL C18 column ，4.6 mm×150 mm, 5μm），流速：0.8 mL/min，柱温：25℃，进样量：5 μL，检测波长：280 nm，流动相为水（A）和乙腈（B），梯度洗脱为：0-16min：5-40％（v/v）B相，16-17min：40-60％（v/v）B相，17-22min：60-80％（v/v）B相，22-25min：80-100％（v/v）B相，进行梯度洗脱。
试验结果显示，本发明酚羟基修饰氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球，对二苯乙烯苷的吸附容量为256.67 mg/g，解析后溶液中二苯乙烯苷与大黄素浓度比为2611.67：7.00；D101树脂对二苯乙烯苷的吸附容量为87.54 mg/g，解析后溶液中二苯乙烯苷与大黄素浓度比为 875.42：7.37。结果表明：本发明酚羟基修饰大孔吸附树脂（酚羟基修饰氯甲基化的聚苯二烯-二乙烯基苯微球）对何首乌中二苯乙烯苷的吸附容量和选择性，相较D101树脂有明显提高。
实施例5：上述酚羟基修饰吸附树脂用于分离纯化何首乌中二苯乙烯苷的方法，包括如下步骤：
取1kg何首乌粉碎，用体积分数为60%的乙醇水溶液10 L浸泡过夜后，重复3次60℃提取2h的步骤；提取结束后，用旋转蒸发仪除去乙醇，得何首乌浸膏，对何首乌浸膏进行冷冻干燥，得粉末状何首乌提取物，保存于冰箱中。
取粉末状何首乌提取物，用去离子水溶解，配制成浓度为10 g/L的样品溶液。称取1.0 g酚羟基修饰大孔吸附干树脂于250 mL锥形瓶中，加入100 mL样品溶液，在室温下静态吸附12 h；静态吸附后，用体积分数为70%的乙醇水溶液50 mL，进行室温解析4 h，吸附平衡和解析平衡后分别用HPLC测定剩余溶液二苯乙烯苷的浓度。
试验结果显示：本发明酚羟基修饰大孔吸附树脂对二苯乙烯苷的吸附效率达84.5%，解析效率达92.7%，解析后二苯乙烯苷的含量为80.6%。通过静态吸附-解析实验表明，酚羟基修饰大孔吸附树脂用于何首乌中二苯乙烯苷的分离纯化，可以得到较高的吸附效率、解析效率和相对较高的纯度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。