β-萘酚修饰的超高交联分子印迹吸附树脂的制备及其对黄酮类物质的吸附性能

摘要

作为植物中一大类天然活性物质，黄酮类化合物因其结构多样性，呈现不同的生物活性和功能，如何高效地对其有效识别和分离纯化是重要的研究内容。超高交联吸附树脂因相对于传统的吸附树脂具有更好的吸附性能，在黄酮类化合物的分离纯化方面发挥着重要的作用。 本文采用氯甲基乙醚为氯甲基化试剂，在Friedel-Crafts后交联反应过程中，先以β-萘酚修饰，制备了超高交联树脂（LDS）；后将基团修饰与分子印迹技术相结合，制备出β-萘酚修饰、对芦丁特异性识别的超高交联分子印迹吸附树脂（HMIP）。用快速比表面与孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜等对树脂进行表征。结果表明：LDS树脂和HMIP树脂的BET比表面积分别为470.51 m2/g、283.11 m2/g；酚羟基成功修饰到树脂骨架上，有少量芦丁分子保留于HMIP树脂结构中；HMIP树脂表面凹凸不平，孔洞分布更为规则。 对制备的LDS树脂对芦丁和槲皮素的吸附性能进行研究，分析了体系pH、温度、浓度等因素对吸附性能的影响，并系统研究了LDS树脂的吸附热力学及动力学。结果表明：体系pH为5时，LDS树脂对芦丁和槲皮素的吸附性能最佳，吸附量分别为33.82mg/g、28.37mg/g；LDS树脂对芦丁和槲皮素的吸附能力接近，对二者的吸附是以物理吸附为主的放热过程，吸附过程伴随着弱的化学吸附，低温有利于吸附；吸附动力学采用一级速率方程Lagergren模型、Dumwald-Wagner模型和Kannan-Sundaram模型拟合，结果表明Lagergren模型更适合模拟芦丁和槲皮素在LDS树脂上的扩散行为，吸附过程受膜扩散和颗粒内扩散的共同控制；芦丁和槲皮素在 LDS 树脂上膜扩散速率接近，扩散速率常数常数分别为1.848×10-2min-1、 1.271×10-2 min-1，膜扩散速率对于控制速率占主导作用。 对制备的HMIP树脂对芦丁和槲皮素在静态吸附、Scatchard分析、动态吸附及吸附热力学和动力学等方面进行了研究和分析，并探讨了HMIP树脂和LDS树脂对芦丁的吸附选择性。结果表明：HMIP树脂对二者的吸附是包含物理吸附和化学吸附的放热过程；HMIP树脂和LDS树脂对芦丁吸附的Scatchard方程线性相关系数分别为0.9929、0.9237，表明HMIP树脂对芦丁能形成单一的、特异性吸附结合位点；LDS树脂由于其较大的比表面积，对槲皮素的吸附吸附能力强于HMIP树脂；在同一条件下，HMIP树脂对芦丁的选择性系数比LDS树脂大2~3倍，表明HMIP树脂对芦丁具有较高的识别选择性；动力学表明HMIP树脂对芦丁和槲皮素的吸附过程受膜扩散和颗粒内扩散的共同控制，芦丁和槲皮素在 HMIP 树脂上颗粒内扩散速率相差较大，扩散速率常数分别为2.747mg·min-1/2·g-1和1.724 mg·min-1/2·g-1，颗粒内扩散应是控制吸附速率的关键步骤。

目录

β-萘酚修饰的超高交联分子印迹吸附树脂的制备及其对黄酮类物质的吸附性能

Preparation of Molecularly Imprinted Hypercrosslin

摘 要

第一章 绪论

1.1引言

1.2黄酮类化合物

1.2.1概述

1.2.2黄酮类化合物的结构、分类及基本理化性质

1.2.3黄酮类化合物的生理活性

1.2.4黄酮类化合物的提取

1.2.5黄酮类化合物的分离纯化

1.2.6芦丁和槲皮素

1.3超高交联树脂

1.3.1超高交联树脂的合成方法

1.3.2影响超高交联树脂吸附性能的各种因素

1.3.3极性官能团修饰的超高交联吸附树脂

1.4分子印迹技术

1.4.1分子印迹技术原理

1.4.2分子印迹聚合物的常用制备方法

1.4.3分子印迹技术在黄酮类化合物分离纯化中的应用

1.5吸附热力学及动力学

1.5.1吸附热力学

1.5.2吸附动力学

1.6本课题的研究意义及内容

第二章 实验部分

2.1主要药品

2.2主要仪器和设备

2.3吸附树脂的合成

2.4树脂基本参数的确定和表征

2.5 LDS树脂的吸附实验

2.5.1静态吸附实验

2.5.2动态吸附实验

2.6 HMIP树脂的选择吸附实验

2.6.1静态吸附实验

2.6.2动态吸附实验

第三章 β-萘酚修饰超高交联树脂的吸附性能

3.1 β-萘酚修饰超高交联树脂（LDS）的制备

3.2吸附树脂LDS的表征分析

3.2.1吸附树脂LDS的基本物理性质

3.2.2吸附树脂LDS红外表征

3.2.3吸附树脂LDS的SEM

3.3吸附树脂LDS对芦丁和槲皮素的吸附性能研究

3.3.1芦丁和槲皮素溶液浓度-吸光度标准曲线的确定

3.3.2 pH值对LDS树脂吸附性能的影响

3.3.3静态平衡吸附等温线

3.3.4等温吸附模型拟合

3.3.5吸附热力学研究

3.3.6吸附动力学研究

3.4本章小结

第四章β-萘酚修饰超高交联分子印迹吸附树脂的吸附性能

4.1.1 HMIP树脂的制备

4.1.2 HMIP树脂的基本物理性质

4.1.3 HMIP树脂的SEM分析

4.1.4 HMIP树脂的红外光谱分析

4.2 HMIP树脂对芦丁和槲皮素的吸附性能研究

4.2.1静态平衡吸附等温线及Scatchard分析

4.2.2 HMIP树脂和LDS树脂的静态吸附比较

4.2.3 HMIP树脂对芦丁的选择性系数

4.2.4等温吸附模型拟合

4.2.5吸附热力学研究

4.2.6吸附动力学研究

4.3本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢