[发明专利]pH-pH响应再生型两水相体系的制备方法及相应的应用

说明书

技术领域

本发明涉及溶解聚合物技术领域，特别涉及响应再生型聚合物技术领域，具体是一种pH-pH响应再生型两水相体系的制备方法及相应的应用。

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。

由于两水相体系中的两相主要成分都是水(含水量超过85％)，这形成了更温和的环境，可有效防止生物物质的变性或者生物活性的降低，利于生物物质的分离。利用两水相萃取生物分子，克服了有机溶剂萃取中生物产品容易失活和强亲水性物质难溶于有机溶剂的缺点，且环境友好，无生产安全问题，也不存在产品的有机溶剂残留。除此之外，两水相萃取过程操作条件温和，一般在常温常压下进行，两水相萃取过程易于放大，对于工业应用尤为有利。两水相体系之间的相间界面张力很小，大大低于传统有机萃取体系，溶质分配过程温和，有利于保持生物活性，使生物物质不易受到破坏，而且相间传质过程和平衡过程快速，能耗小。两水相体系在分离工程(特别是生物分离)中极具工业应用前景，但是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。

因此，为了进一步降低分离成本和更好地保护环境，一种回收率高，从而大大降低工业成本，利于两水相技术的推广的再生型两水相体系是十分具有实用价值的。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种pH敏感可逆溶解，回收率高，从而大大降低工业成本，利于两水相技术的推广，适于大规模推广应用的pH-pH响应再生型两水相体系的制备方法及相应的应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种pH-pH响应再生型两水相体系的制备方法，其主要特点是：

所述的两水相体系由pH响应再生型聚合物P_ADBA和pH响应再生型聚合物P_MDB溶解于氢氧化钠溶液中，在室温下静置4～6h后形成两相，成相的pH范围为5.2～6.5。

较佳地，所述的pH响应再生型聚合物P_ADBA的粘均分子量为3.37×10⁵g/mol，等电点为4.0，由式(1)所示化合物、式(2)所示化合物、式(3)所示化合物和式(4)所示化合物经无规共聚而得到，其中所述的式(1)所示化合物、所述的式(2)所示化合物、所述的式(3)所示化合物和所述的式(4)所示化合物的投料摩尔比为23：8：1：6，

较佳地，所述的pH响应再生型聚合物P_MDB的粘均分子量为1.04×10⁴g/mol，等电点为3.1，由式(6)所示化合物、式(2)所示化合物和式(5)所示化合物经无规共聚而得到，其中所述的式(6)所示化合物、所述的式(2)所示化合物和所述的式(5)所示化合物的投料摩尔比为19：1：1，

较佳地，所述的氢氧化钠溶液浓度为170mM。将P_ADBA和P_MDB一起溶解于170mM氢氧化钠溶液中配置成3.5％(w/w)P_ADBA和2％(w/w)P_MDB的溶液，此溶液在室温下静置4～6h后可以形成两相，成相的pH范围为5.2～6.5。

较佳地，所述的pH响应再生型聚合物P_ADBA通过调节pH值至其自身的等电点进行回收利用；所述的pH响应再生型聚合物P_MDB通过调节pH值至其自身的等电点进行回收利用。

本发明制备方法的有益效果具体在于：该体系中两种pH响应再生型聚合物pH可逆溶解，通过调节溶液pH可使聚合物回收，回收率均高达97％以上，从而大大降低了两水相体系分离生物产品或进行相转移催化反应的适用成本，利于两水相技术的推广，适于大规模推广应用。

本发明的第二方面提供了上述pH-pH响应再生型两水相体系在相转移催化反应和生物产品中的应用。

较佳地，所述的生物产品为抗生素。

本发明的应用有益效果在于：该体系相间传质过程和平衡过程快速，能耗小，并且可有效解除酶催化合成抗生素中产物酶的抑制作用，大大提高产物的产率。此外，该体系有利于保持生物活性，使生物物质不易受到破坏。在相转移催化合成抗生素类以及抗生素类的分离中取得显著效果。

附图说明