一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法，屬于高接枝度功能微粒技術領域。包括以下步驟：硅膠表面化學改性；硅膠表面化學接枝聚乙酸乙烯酯PVAc：在1g的改性微粒AMPS-SiO2，再加入36mL二甲亞砜、44mL水和8.0-9.0mL單體VA，通氮氣30min，引發劑用量為0.5-1.5%，在20-45℃反應，抽濾干燥，接枝微粒PVAc/SiO2醇解制備PVA/SiO2：4%的100gNaOH-CH3OH溶液中，加1g接枝微PVAc/SiO2，在35℃攪拌反應12-15h，過濾洗滌至中性，即得。本發明專利技術制備方法簡單，價格低廉，制備的產品對黃酮類物質具有很好的吸附性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高接枝度功能微粒
，涉及一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法。
技術介紹
氫鍵相互作用是一種重要的次價鍵力。氫鍵的存在不僅對物質的結構和性質會產生重大影響，而且，氫鍵相互作用在分子自組裝、分子識別、藥理活性物質的提取、生物大分子的分離、環境保護等眾多科技領域，都有著廣泛的應用。通過分子設計，制備以氫鍵相互作用為驅動力的固體吸附劑，從液體介質中提取、分離、純化及富集吸附質分子，具有重要的科學價值。黃酮類化合物（Flavonoids）是一類廣泛存在于某些植物和漿果中的具有多種生物活性的天然物質。現代藥理研究結果表明，黃酮類化合物具有很高的藥理活性，具有清除自由基、抗氧化、抗腫瘤、抗突變、增強免疫力、殺菌及保肝等多種功能，可稱之為天然綠色藥物。槲皮素（Quercetin）和蘆丁（Rutin）是兩種典型的多羥基黃酮類化合物，近年來，它們的藥理活性備受醫藥學界的廣泛關注，從植物中有效地分離和提取槲皮素和蘆丁，便成為重要的研究課題.?目前，采用的分離和提取方法主要有溶劑萃取法、亞臨界水提取法、色譜分離法和吸附法等，在這些方法中，吸附法是一種簡便、高效且吸附劑可再生與循環使用的有效方法，該方法的核心是合成高性能吸附劑。?黃酮類化合物是分子中具有2-苯基色原酮（flavone）結構的化合物，它們的分子中除含有一個酮式羰基外，還往往含有醇羥基和酚羥基。因此，黃酮類化合物分子結構中既含有的氫鍵供體基團，也含有氫鍵授體基團，可憑借氫鍵作用力與其它物質構成主-客體體系。利用此結構特點，我們通過分子設計，設法在微米級硅膠微粒表面接枝了聚乙烯醇(PVA)大分子鏈，制備了高接枝度的復合微粒PVA/SiO2，以復合微粒PVA/SiO2為固體吸附劑，研究其對槲皮素和蘆丁分子的吸附性能。復合微粒PVA/SiO2?表面含有高密度的醇羥基，可與槲皮素和蘆丁分子之間形成多位點常規氫鍵與π型氫鍵，從而導致高吸附容量，與此同時，還具有硅膠微粒優良的機械強度與熱穩定性，因而是一種高性能的功能復合固體吸附劑，在黃酮類化合物的分離提取方面具有潛在的應用前景。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法。本專利技術是采用如下技術方案實現的，一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法，包括以下步驟：（1）硅膠表面化學改性：10g活化硅膠加入到100ml水溶劑中，并加入10ml的γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在50℃下反應24h，抽濾后的產物用乙醇反復洗滌，真空干燥，制得經γ-氨丙基三甲氧基硅烷表面改性的硅膠微粒AMPS-SiO2；（2）硅膠表面化學接枝聚乙酸乙烯酯PVAc：在四口燒瓶中加入1g的改性微粒AMPS-SiO2，再加入36mL二甲亞砜、44mL水和8.0-9.0mL單體VA，通氮氣30min，以排除體系中的空氣，引發劑用量為0.5-1.5%，將體系的溫度升至20-45℃，在N2氣保護下，于20-45℃的恒溫并在攪拌下進行接枝聚合反應，反應結束后，抽濾，得到接枝微粒PVA/SiO2，?再在索氏抽提器中用甲醇將接枝微粒抽提24h，以除去物理吸附在微粒表面的聚合物，然后進行真空干燥，制得接枝微粒PVAc/SiO2；（3）接枝微粒PVAc/SiO2醇解制備PVA/SiO2：將4%的100gNaOH-CH3OH溶液加入到四口瓶中，再加入1g接枝微PVAc/SiO2，將體系加熱至35℃，于恒溫且攪拌條件下反應12-15h，過濾得到產物微粒，用蒸餾水反復洗滌，至洗滌液為中性，將產物微粒真空干燥，即得功能接枝微粒PVA/SiO2。將制得的功能接枝微粒PVA/SiO2對槲皮素和蘆丁的吸附實驗：在DMF溶劑中進行吸附等溫實驗：以DMF為溶劑，分別在0.3～2.4g/L、0.4~3.2g/L濃度范圍內配制濃度系列變化的槲皮素和蘆丁溶液；分別移取20mL濃度不同的槲皮素及蘆丁溶液，置于若干個50mL的具塞錐形瓶中，稱取質量約為0.03-0.06g的功能接枝微粒PVA/SiO2，加入具塞錐形瓶，然后在水浴恒溫振蕩器中進行等溫吸附實驗。上清液中槲皮素及蘆丁的平衡濃度采用紫外分光光度法測定上清液中槲皮素及蘆丁的平衡濃度，特征吸收峰均為λ=339nm。按下式計算平衡吸附量，分別繪制兩種黃酮化合物的吸附等溫線。?式中C0(g/L)、Ce(g/L)分別為吸附前后溶液中槲皮素或蘆丁的濃度；V(mL)為吸附液體積；m(g)為PVA/SiO2微粒的質量；M(g/mol)為槲皮素或蘆丁的摩爾質量。圖1為四種微粒（SiO2、AMPS-SiO2、PVAc/SiO2和PVA/SiO2）的紅外光譜圖，從圖1中可以看出，硅膠在3440?cm-1附近的寬峰是與締合態硅羥基以及吸附水相關的吸收峰，硅膠表面經偶聯劑AMPS處理后，即在改性微粒AMPS-SiO2的譜圖中，此峰明顯減弱，同時在2920cm-1處出現了C-H鍵的不對稱伸縮振動吸收峰，697cm-1處出現了伯氨基N-H鍵的彎曲振動吸收峰；這些譜峰數據表明偶聯劑AMPS與硅羥基發生了反應，已鍵合在硅膠微粒表面；需要指出的是，AMPS的伯氨基在3350?cm-1附近的特征吸收與硅羥基的寬峰重疊。在接枝微粒PVAc/SiO2的譜圖中，上述鍵合AMPS的諸伯胺基的特征吸收已大為減弱，與此同時在1738?cm-1處出現了C=O的伸縮振動吸收峰，在1373?cm-1處出現了甲基的面內彎曲振動吸收峰，上述譜峰數據的變化充分證實接枝微粒PVAc/SiO2的形成。在PVA/SiO2的譜圖中，1738cm-1處C=O酯羰基的伸縮振動幾乎完全消失，在3378?cm-1處的多羥基的特征吸收峰，與SiO2硅羥基的寬峰相互交疊。圖2為SiO2微粒與接枝微粒PVAc/SiO2的掃描電鏡照片，從圖2(A)中看到，接枝前SiO2顆粒表面比較粗糙，凹凸不平；而從圖2(B)中看到，接枝后SiO2顆粒表面明顯變得較為光滑，這是由于接枝在硅膠表面的聚乙酸乙烯酯的填補包覆作用所致。附件三、接枝微粒PVAc/SiO2的熱失重譜圖圖3為改性微粒AMPS-SiO2與接枝微粒PVAc/SiO2的熱失重譜圖，由圖3可以看出，改性微粒AMPS-SiO2與接枝微粒PVAc/SiO2均在150?℃附近明顯分解失重（之前為吸附水的揮發失重），改性微粒AMPS-SiO2于700?℃分解完畢，失重10.22%；接枝微粒PVAc/SiO2于750?℃分解完畢，失重39.74%；因此，所分析的接枝微粒PVAc/SiO2樣品，表面PVAc的接枝度為29.52?g/100?g。在20℃的恒定溫度下，分別使用接枝微粒PVAc/SiO2和功能微粒PVA/SiO2兩種微粒，以DMF為溶劑，對槲皮素及蘆丁進行了等溫吸附，圖4給出了各體系的等溫吸附線，從圖中清楚地顯示，接枝微粒PVAc/SiO2微粒對兩種黃酮化合物的吸附能力很弱，或者說基本不發生吸附；但是經過醇解反應轉變為功能微粒PVA/SiO2后，對兩種黃酮化合物都產生了很本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法，其特征是包括以下步驟：（1）硅膠表面化學改性：10g活化硅膠加入到100ml水溶劑中，并加入10ml的γ？氨丙基三甲氧基硅烷，在50℃下反應24h，抽濾后的產物用乙醇反復洗滌，真空干燥，制得經γ？氨丙基三甲氧基硅烷表面改性的硅膠微粒AMPS？SiO2；（2）硅膠表面化學接枝聚乙酸乙烯酯PVAc：在四口燒瓶中加入1g的改性微粒AMPS？SiO2，再加入36mL二甲亞砜、44mL水和8.0？9.0mL單體VA，通氮氣30min，以排除體系中的空氣，引發劑用量為0.5？1.5%，將體系的溫度升至20？45℃，在N2氣保護下，于20？45℃的恒溫并在攪拌下進行接枝聚合反應，反應結束后，抽濾，得到接枝微粒PVA/SiO2，？再在索氏抽提器中用甲醇將接枝微粒抽提24h，以除去物理吸附在微粒表面的聚合物，然后進行真空干燥，制得接枝微粒PVAc/SiO2；（3）接枝微粒PVAc/SiO2醇解制備PVA/SiO2：將4%的100gNaOH？CH3OH溶液加入到四口瓶中，再加入1g接枝微PVAc/SiO2，將體系加熱至35℃，于恒溫且攪拌條件下反應12？15h，過濾得到產物微粒，用蒸餾水反復洗滌，至洗滌液為中性，將產物微粒真空干燥，即得功能接枝微粒PVA/SiO2。...

【技術特征摘要】
1.一種用于吸附黃酮類物質的新材料的制備方法，其特征是包括以下步驟：
（1）硅膠表面化學改性：10g活化硅膠加入到100ml水溶劑中，并加入10ml的γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在50℃下反應24h，抽濾后的產物用乙醇反復洗滌，真空干燥，制得經γ-氨丙基三甲氧基硅烷表面改性的硅膠微粒AMPS-SiO2；
（2）硅膠表面化學接枝聚乙酸乙烯酯PVAc：在四口燒瓶中加入1g的改性微粒AMPS-SiO2，再加入36mL二甲亞砜、44mL水和8.0-9.0mL單體VA，通氮氣30min，以排除體系中的空氣，引發劑用量為0.5-1.5%，將體系的溫度升至20-45℃，在N2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李延斌，高保嬌，張研研，安富強，杜瑞奎，王蕊欣，
申請(專利權)人：中北大學，
類型：發明
國別省市：