本文關鍵詞：聚離子液體雙水相體系的構建及萃取性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離子液體雙水相是一類由離子液體與鹽析劑形成的兩相體系,具有綠色環(huán)保、極性范圍寬、易分相和不易乳化等特點。在生物分子及天然產物等的分離與純化領域顯示了良好的應用前景。聚離子液體(poly (ionic liquid)s, PILs)是一類新型的高分子材料,不僅具有離子液體分子識別能力強的特點,還擁有相對更好的機械穩(wěn)定性、安全性及分子自組裝性能,且更易回收循環(huán)利用。目前,離子液體雙水相體系的研究相對較多,但極少有聚離子液體雙水相體系研究的報道。因此,本文采用可逆-加成斷裂鏈轉移聚合(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer polymerization, RAFT)合成了一系列具有特定分子量的聚離子液體,探索了聚離子液體雙水相體系的構建以及在萃取領域的應用。以1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽([VBIm]Br)為單體,通過RAFT聚合制備了6種不同分子量的聚離子液體,通過陰離子交換首次合成了以脂肪酸根為陰離子的咪唑型聚離子液體。通過元素分析、1H NMR、GPC和IR等方法表征了所合成PILs的結構和物化性質。GPC測定得到的P[IL]Br的數均分子量Mn(GPC)在4880-14848 g/mol之間,低多分散性指數(low polydispersity index,PDI)在1.10-1.26范圍內。研究表明聚離子液體的分子量越大,起始分解溫度Tonset越高,以Br-為陰離子的聚離子液體的熱穩(wěn)定性優(yōu)于以脂肪酸根為陰離子的聚離子液體。首次構建了兩類咪唑型PILs+無機鹽+H2O雙水相體系,研究了PIL結構和分子量、鹽析劑種類等與雙水相平衡的關系。研究表明,與單體相比,含疏水性鏈轉移劑2-((十二烷硫基)碳巰基)硫基丙酸片段的PILs表現(xiàn)出相對更強的雙水相體系成相能力。在本實驗研究范圍內,不同分子量PILs的成相能力為：P[IL29]BrP[IL38]BrP[IL49]BrP[IL53]Br,當聚合度高于29時,分子量越低越有利于雙水相的構建。當PILs結構中引入疏水性較強的脂肪酸根陰離子時,PILs更容易形成雙水相體系。此外,降低溫度、增加PILs質量分數和K3P04質量分數都能增加雙水相體系的系線長度�？疾炝怂鶚嫿ǖ腜ILs+K3PO4+H2O雙水相體系對幾類生物質分子的萃取性能。研究結果表明PILs雙水相體系具有優(yōu)秀的生物活性物質萃取能力,對代表性溶質的分配系數高達：D色氨酸=922,D略酸=318,D苯丙氨酸=200,D茶堿=427,D咖啡因=124,D綠原酸=289,D咖啡酸=111,萃取率均高于95%。本研究得到的色氨酸的分配系數(D色氨酸)是傳統(tǒng)的聚乙二醇-葡聚糖雙水相體系的900倍,是聚合物-無機鹽體系的130～900倍,是水溶性的離子液體單體雙水相體系的12～18000倍。D略氨酸分別是水溶性離子液體單體和檸檬酸鉀/PPG 400體系的80～636倍,D咖啡因是文獻中報道的分配系數的13～1200倍。此外,還進一步研究了PILs分子量、陰離子種類、萃取溫度、體系組成以及原料濃度對雙水相體系萃取效率的影響。以PILs/有機溶劑-正己烷為新型液-液兩相體系實現(xiàn)了磷脂同系物的選擇性萃取分離。在P[IL20]Br/甲醇-正己烷兩相體系中,磷脂酰膽堿(PC)的分配系數DPc為2.57,PC對磷脂酰乙醇胺(PE)的選擇性為SPC/PE為2.98,優(yōu)于之前文獻中報道過的現(xiàn)有的萃取劑對PC的萃取數據。隨著萃取劑中P[IL20]Br質量分數增加,DPc先上升后下降。當P[IL20]Br的質量分數為15%時,DPc達到最大值3.87。隨著萃取劑中離子液體濃度增加,DPE呈現(xiàn)下降的趨勢。此外,利用量子化學計算對離子液體萃取磷脂的機理進行了探討,研究表明IL與PC之間形成了較強的氫鍵作用。
【關鍵詞】：聚離子液體 雙水相 萃取 氨基酸 磷脂 RAFT聚合
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ316.32;TQ028.32
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 第一章 文獻綜述15-31
• 1.1 引言15-16
• 1.2 可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合(RAFT Polymerization)16-20
• 1.2.1 RAFT聚合概述16
• 1.2.2 RAFT聚合的機理16-18
• 1.2.3 RAFT聚合適用的單體18
• 1.2.4 RAFT試劑的選擇18-19
• 1.2.5 RAFT聚合的特點19-20
• 1.2.6 RAFT聚合用于分子設計20
• 1.3 RAFT聚合合成聚離子液體20-23
• 1.3.1 離子液體簡介20-21
• 1.3.2 聚離子液體簡介21-22
• 1.3.3 RAFT聚合合成聚離子液體22-23
• 1.4 雙水相萃取技術23-25
• 1.4.1 雙水相體系的發(fā)展23
• 1.4.2 常見的雙水相體系及形成機理23-25
• 1.4.3 雙水相萃取技術的特點25
• 1.5 離子液體雙水相萃取技術25-29
• 1.5.1 離子液體雙水相萃取技術概述25-26
• 1.5.2 離子液體雙水相萃取技術的應用26-29
• 1.6 本文的研究思路與研究內容29-31
• 第二章 RAFT聚合制備咪唑型聚離子液體31-47
• 2.1 引言31
• 2.2 實驗部分31-37
• 2.2.1 實驗試劑與材料31-33
• 2.2.2 實驗儀器33
• 2.2.3 1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽([VBIm]Br)的合成33-34
• 2.2.4 2-((十二烷硫基)碳巰基)硫基丙酸的合成34
• 2.2.5 RAFT聚合合成聚(1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽)34-35
• 2.2.6 聚(1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽)陰離子交換35-36
• 2.2.7 聚離子液體性質表征36-37
• 2.3 結果與討論37-46
• 2.3.1 不同分子量聚離子液體的合成37-38
• 2.3.2 核磁共振氫譜38-40
• 2.3.3 元素分析40-41
• 2.3.4 紅外光譜表征41-42
• 2.3.5 聚離子液體分子量42-44
• 2.3.6 熱穩(wěn)定性44-46
• 2.4 本章小結46-47
• 第三章 咪唑型聚離子液體/鹽雙水相體系的相平衡研究47-67
• 3.1 引言47
• 3.2 實驗部分47-51
• 3.2.1 實驗試劑與材料47-48
• 3.2.2 實驗儀器48-49
• 3.2.3 雙水相體系的制備49
• 3.2.4 聚離子液體/鹽雙水相體系相圖的繪制49
• 3.2.5 系線(TLs)的測定方法49-50
• 3.2.6 自由基聚合合成聚(1-乙烯基-3-丁基咪唑溴鹽)50-51
• 3.3 結果與討論51-64
• 3.3.1 鹽析劑的篩選51-52
• 3.3.2 聚離子液體分子量對雙水相體系相平衡的影響52-57
• 3.3.3 陰離子對雙水相體系相平衡的影響57-59
• 3.3.4 溫度對雙水相體系相平衡的影響59-63
• 3.3.5 體系組成對系線的影響63-64
• 3.4 本章小結64-67
• 第四章 咪唑型聚離子液體及其雙水相體系在萃取中的應用67-93
• 4.1 引言67-68
• 4.2 實驗部分68-73
• 4.2.1 實驗試劑與材料68-69
• 4.2.2 實驗儀器69
• 4.2.3 萃取平衡實驗69-71
• 4.2.4 萃取物質檢測方法71-72
• 4.2.5 分配系數和萃取百分率的計算72
• 4.2.6 萃取物質標準曲線72-73
• 4.3 PILs+K_3PO_4+H_2O雙水相體系萃取性能73-82
• 4.3.1 PILs+K_3PO_4+H_2O雙水相體系對不同物質的萃取效果73-76
• 4.3.2 聚離子液體陰離子對萃取效果的影響76-77
• 4.3.3 聚離子液體分子量對萃取效果的影響77-79
• 4.3.4 體系組成對萃取效果的影響79-80
• 4.3.5 溫度對萃取效果的影響80-81
• 4.3.6 色氨酸濃度對萃取效果的影響81-82
• 4.4 PILs/稀釋劑-正己烷液-液兩相體系萃取磷脂82-89
• 4.4.1 離子液體種類對萃取效果的影響82-85
• 4.4.2 聚離子液體分子量對萃取效果的影響85-86
• 4.4.3 離子液體濃度對萃取效果的影響86-87
• 4.4.4 溫度對萃取效果的影響87
• 4.4.5 萃取機理87-89
• 4.5 本章小結89-93
• 第五章 結論93-97
• 參考文獻97-107
• 作者簡介及在學期間所取得的科研成果107

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本文編號：483637