[发明专利]热敏成相聚合物、其制备方法及相关的热-pH敏感再生型两水相体系

说明书

技术领域

本发明涉及成相聚合物技术领域，更具体地，涉及热敏成相聚合物技术领域，特别 是指一种热敏成相聚合物、其制备方法及相关的热-pH敏感再生型两水相体系。

背景技术

两水相体系是指聚合物与聚合物之间、或聚合物与无机盐之间在水中以适当的浓度 溶解所形成的互不相溶的两个水相体系。两水相体系具有界面张力低、分离过程温和生 物相容性好的优点，在分离工程(特别是生物分离)中极具工业应用前景。但两水相体 系中的成相聚合物不能回收和循环使用导致高成本和环境问题，从而障碍了其工业应用。

为了进一步降低分离成本和更好地保护环境，制备可回收循环使用的成相聚合物成 为研究热点。

Patrickios等利用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯和甲 基丙烯酸苯乙酯为单体通过接枝聚合得pH敏感的成相聚合物(该成相聚合物为可回收成 相聚合物)，其与聚乙烯醇可形成两水相体系(Patrickios C.S.，Hertler W.R.，Hatton T.A. Fluid Phase Equilibria，1995，108：243-245)；Tjerneld等人将EO-PO两端用憎水基团(如 C14H29)进行修饰，单独用这种修饰过的共聚物(HM-EO-PO)就可形成两水相体系，上 相几乎含100％水分，下相含5-7％的HM-EO-PO。该成相共聚物可通过温度诱导来回收 (Johansson H.O.，Persson J.，Tjeneld F，Biotechnol.Bioeng.，1999，66(4)：247-257)。

此外，Berlo等利用挥发性盐类进行相体系回收(Mos V.B.，Karel C.A.M.L.，Lunk A.M.V.D.W.，J.Chromatogr.B.，1998，711：61-68)；Toboada等人将PEG与硫酸钠组成两水相， 采用蒸发水分，获得结晶硫酸钠的方法来回收下相的无机盐(Persson J，Johansson H.O.，Galaev I.，Mattiasson B，Tjerneld F.Bioseparation，2000，9：105-116)。

综观上述现有技术，其存在的最大缺陷是：只解决了构成两水相体系中一相成相聚 合物的回收问题。因此，研制用于构成全回用两水相体系(即两水相体系中两相成相聚 合物均可回收及循环使用)的成相聚合物成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种热敏成相聚合物、其 制备方法及相关的热-pH敏感再生型两水相体系，该热敏成相聚合物对热敏感可逆溶解， 可与pH敏感成相聚合物形成热-pH敏感再生型两水相体系，为全回用两水相体系，两成 相聚合物均可以高效回收及循环使用，大大降低了使用成本，且回收简便，并可以保持 生物质活性与稳定性。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种热敏成相聚合物，其特点是， 所述热敏成相聚合物的粘均分子量为10³～10⁵，由式I所示化合物和式II所示化合物经无规 共聚而得到，其中所述式I所示化合物和所述式II所示化合物的摩尔比为10～20∶0.1～2，

其中，R₁、R₂、R₃和R₄分别选自H和C₁～C₆烷基中的一种。

上述热敏成相聚合物具有热敏感性，可与pH敏感聚合物形成热-pH敏感再生型两水 相体系。

较佳地，所述R₁、所述R₂分别选自H和C₁～C₃烷基中的一种。

更佳地，所述R₁为H；所述R₂为异丙基；所述R₃为H；所述R₄为丁基。

较佳地，所述式I所示化合物和所述式II所示化合物的摩尔比为17.4∶1。

较佳地，所述式I所示化合物是以丙烯酸为原料，先经酰氯化反应制得丙烯酰氯，然 后再与胺反应后制得。其合成路线如下所示：

此外，式II所示化合物为市售品。