CN101721981B - 一种分子印迹聚合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种属于农药分子印迹技术领域的分子印迹聚合物及其制备方法。该分子印迹聚合物是按照如下方法制备的，将聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂和印迹分子二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯混合，在热引发和/或光引发条件下进行原位聚合反应，得到含有二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯的聚合物；清洗上述聚合物直至检测不到印迹分子；然后用有机溶剂清洗至中性，真空下干燥，即制得本发明的分子印迹聚合物。本发明还公开了该分子印迹聚合物在分离纯化、测定样本中的有机磷类杀虫剂方面的应用，该聚合物的应用避免了目标分析物模板泄露对后续吸附实验的影响，可同时对多种目标分子进行检测，加宽了目标分子的检测范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种分子印迹聚合物及其制备方法与应用。具体地说，是一种以有机磷类杀虫剂类似物二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯diethyl(3-methylureido)(phen-yl)methylphosphonate(DEP)作为模板的分子印迹聚合物及其制备方法，以及该分子印迹聚合物分离纯化与测定生物或环境样本中有机磷类杀虫剂的应用。
背景技术
我国农药产品的结构严重不适应农产品的标准化生产，集中表现在三个70％：杀虫剂占70％，杀虫剂中有机磷农药占70％，有机磷农药中剧毒农药占70％。有机磷类是目前应用品种最多、生产量最大的农药。在各种农药中，有机磷类是农产品中残留最为严重的农药。我国从50年代就开始广泛使用有机磷农药，80年代DDT/六六六停产、停用后，有机磷农药的使用大幅度增加，其环境污染以及食品安全问题也引起了人们的普遍重视。有机磷农药(有机磷酸酯类)在体内与胆碱酯酶形成磷酰化胆碱酯酶，胆碱酯酶活性受抑制，使酶不能起分解乙酰胆碱的作用，致组织中乙酰胆碱过量蓄积，使胆碱能神经过度兴奋，引起毒蕈碱样、烟碱样和中枢神经系统症状。所以，果蔬等农产品中有机磷残留农药能够引起神经功能紊乱，出现一系列神经毒性表现，重者会中毒死亡。尤其是我国加入WTO后，各类农副产品由于农药残留引起的贸易纠纷越来越多。目前国家有关部门制定了许多无公害食品标准和卫生指标，禁止多种有机磷农药的使用和制定了多种农产品中的最大残留限量。因此对环境及农产品中有机磷的残留进行提取、净化、分离、检测是十分重要的任务。
目前，国内外普遍采用的有机磷杀虫剂提取净化方法，多是以有机溶剂提取经液液分配，再过柱层析，需要耗费大量溶剂和时间，而且乳化现象比较严重。对于极性比较大的农药如甲胺磷、敌敌畏等农药还容易损失。另外，最近出现了很多农药提取新技术，如加速溶剂提取、固相微萃取、超临界流体萃取、吹扫蒸馏技术等，但设备特殊、价格昂贵，很难推广。普通固相萃取技术因其消耗溶剂少、方便快捷是近年来被普遍采用的农药前处理技术，但选择性比较差，有些农药回收率较低。而将采用分子印迹技术制备的聚合物作为固相萃取的材料，则可以达到很高的选择性和灵敏度。同样，以其为材料装填到色谱柱管中，可以对有机磷目标化合物进行分离、检测。然而，直接以目标分析物为模板制备的分子印迹聚合物，在使用时痕量的模板分子泄露将阻碍对目标分析物的精确分析。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足和缺陷，提供一种分子印迹聚合物及其制备方法。该方法以有机磷类杀虫剂结构类似物(二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯diethyl(3-methylureido)(phen-yl)methylphosphonate(DEP))为模板即虚拟模板来制备分子印迹聚合物。
一种分子印迹聚合物，是由聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂和印迹分子在热引发和/或光引发条件下发生原位聚合反应而制成的，所述印迹分子是二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯。
上述分子印迹聚合物的制备方法，按照如下操作步骤进行：(1)将聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂和印迹分子二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯混合，在热引发和/或光引发条件下进行原位聚合反应，得到含有二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯的聚合物；(2)清洗步骤(1)获得的聚合物直至检测不到二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯分子；(3)将去除印迹分子二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯的聚合物用有机溶剂清洗至中性，真空下干燥，即制得二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯分子印迹聚合物。
所述聚合反应单体为目前分子印迹制备中常用的单体，包括丙烯酸类(例如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸或丙烯酸酯类)、吡啶类、酰胺类和其它类单体。丙烯酸类例如丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、三氟甲基丙烯酸(TFMAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙基酯(HEMA)、甲基丙烯酸二乙胺乙基酯(DEAEM)；吡啶类例如2，6-二氨基吡啶、4-乙烯基吡啶(4-VP)、2-乙烯基吡啶(2-VP)；酰胺类如丙烯酰胺(AM)、二丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸；其它类单体例如对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙酸、亚甲基丁二酸(ITA)、1-乙烯基咪唑、N-乙烯基-a-吡咯烷(NVP)、2-乙烯基-4，6二氨基-均三嗪(VDTA)等。聚合反应单体优选为丙烯酸类和吡啶类。更优选的是，丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、三氟甲基丙烯酸(TFMAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、4-乙烯基吡啶(4-VP)、2-乙烯基吡啶(2-VP)。最优选的是，甲基丙烯酸(MAA)、三氟甲基丙烯酸(TFMAA)。
所述交联剂为目前分子印迹制备中常用的交联剂，包括：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)、N，N-亚甲基二丙烯酰胺、N，N-1，4-亚苯基二丙烯酰胺、3，5-二(丙烯酰胺)苯甲酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙烯基苯(DVB)、N，O-二丙烯酰-L-苯丙氨醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETRA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)等。优选的是，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙烯基苯(DVB)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)。更优选的是，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)和二乙烯基苯(DVB)。
所述致孔剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、异丙醇、四氯化碳以及杂环化合物酰胺或砜类化合物。优选的是，二氯甲烷和氯仿。
所述印迹分子二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯DEP(dicthyl(3-methylureido)(ph en-yl)methylphosphonate)，化学结构式为式I，有两种合成方法，(a)先将甲基脲和苯甲醛溶于无水乙醇溶剂中在室温下反应得到席夫碱，再将席夫碱与亚磷酸二乙酯溶于甲苯中，加热回流反应16～24小时，得到DEP粗产品，最后将粗产品减压蒸馏、纯化、干燥得到DEP纯品；或者(b)将甲基脲、亚磷酸二乙酯、苯甲醛、甲苯混合于一反应瓶中，室温及搅拌下滴加三氟化硼乙醚与甲苯的混合溶液，加毕加热回流12～20小时，然后，经过滤、减压蒸馏、纯化、干燥得到DEP纯品。
式I
所述甲基脲、苯甲醛和亚磷酸二乙酯的用量如下：
方法(a)中，所述的甲基脲与苯甲醛的摩尔比为1∶(1～5)，优选为1∶1.5；所述的甲基脲与苯甲醛反应的溶剂为无水乙醇，溶剂的体积与甲基脲重量的比为(5-2)∶1(mL/g)，优选为4∶1；所述的席夫碱BMU与亚磷酸二乙酯的摩尔比为1∶(1～5)，优选为1∶1.5；所述的席夫碱BMU与亚磷酸二乙酯反应的溶剂为甲苯，溶剂的体积与席夫碱BMU重量的比为(5～2)∶1(mL/g)，优选为4∶1；所述的加热回流时间为16～24小时，优选为20小时；所述纯化为过硅胶柱纯化，其中使用的淋洗液是体积比为(4-2)∶1的乙酸乙酯与石油醚的混合物，优选体积比为3∶1。
方法(b)中，所述的甲基脲与苯甲醛、亚磷酸二乙酯的摩尔比为1∶(1～3)∶(1～5)，优选为1∶1.5∶1.5；所述的甲基脲与苯甲醛、亚磷酸二乙酯的反应溶剂为甲苯，溶剂的体积与甲基脲重量的比为(3～6)∶1(mL/g)，优选为4∶1。所述的加热回流时间为12～20小时，优选为15小时；所述纯化为过硅胶柱纯化，其中使用的淋洗液是体积比为(4-2)∶1的乙酸乙酯与石油醚的混合物，优选体积比为3∶1。
所述印迹分子与聚合反应单体、交联剂、致孔剂的用量如下：
所述印迹分子与所述聚体反应单体的重量比为(0.001-10)∶1，优选为0.005-5∶1；
所述交联剂与所述聚体反应单体的重量比为(0.5-20)∶1，优选为(1-10)∶1；
所述致孔剂的体积为反应混合物总体积的30％-75％。
所述引发剂为有机过氧类或偶氮类化合物，优选为偶氮二异丁腈。其用量可为聚合反应所需引发剂的常规用量。
步骤(1)中反应物的混合一般采用超声方式。
所述热引发反应条件为，聚合温度控制在60℃-90℃恒温反应6-48小时；所述光引发反应条件为125w或150w高压汞灯下聚合0.5-48小时。
所述热引发或光引发原位聚合反应中采用的偶联剂为有机过氧类或偶氮类化合物。
所述原位聚合反应采用如下二种方式中的一种：1)反应物混合均匀后，加入到反应器中，通入3-10分钟的氮气后密闭；2)反应物混合均匀后，加到空的色谱柱管或注射器管中，制备整体柱。
其中，步骤(2)中清洗含有DEP的聚合物的方法如下：将含有DEP的聚合物研磨，过筛，先用有机溶剂清洗，再用有机溶剂与有机酸的混合溶液洗脱，至完全去除模板分子DEP；所述有机溶剂为甲醇、乙腈或氯仿。所述有机酸为常规有机酸如醋酸等。所述有机溶剂与有机酸的混合溶液中，有机溶剂与有机酸的体积比为9∶1。
所述有机磷类杀虫剂包括毒虫畏、吡唑磷、对氧磷、二嗪磷、喹恶磷、乙氧嘧啶磷、辛硫磷、丰索磷、对硫磷、倍硫磷、敌螟松、异氯磷、三唑磷、毒死蜱、嘧啶磷、甲基嘧啶磷、苯硫磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷等，均与印迹分子DEP的结构类似，含有有机磷酸酯骨架，这些杀虫剂的检测、分离与纯化均可使用本发明制备的DEP分子印迹聚合物。
本发明的另一目的在于提供上述DEP分子印迹聚合物的应用。
上述DEP分子印迹聚合物可以作为固相萃取材料，用于分离纯化环境样本或生物样本中的有机磷杀虫剂，具体方法如下：将上述DEP分子印迹聚合物装柱(SPE柱)，然后将样品溶液过柱，去除杂质后用有机溶剂洗脱，收集洗脱组分，即得有机磷类杀虫剂。所述去除杂质时所用的清洗液为氯仿；所述有机溶剂是体积百分比浓度为50％的丙酮水溶液或体积百分比浓度为2％的三氟乙酸丙酮溶液。
上述DEP分子印迹聚合物还可以作为液相色谱柱的填料，采用液相色谱法对环境样本或生物样本中的有机磷杀虫剂进行检测。具体方法如下：将上述DEP分子印迹聚合物装填到色谱柱管中，得到分子印迹分离柱，将此色谱柱连接到液相色谱系统中对样品进行检测。
所述的环境样本为土壤或水样本，生物样本为植物或动物样本。
本发明的有益效果：本发明以有机磷类杀虫剂类似物DEP为模板制备的分子印迹聚合物对有机磷类杀虫剂具有选择性，可以对环境样本中的有机磷类杀虫剂进行分离提纯，避免了目标分析物模板泄露对后续吸附实验等的影响，可同时对多种目标分子进行检测，在很大程度上加宽了目标分子的检测范围。
附图说明
图1是DEP分子印迹聚合物扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1DEP的分子印迹聚合物的制备I
(1)DEP的合成
称取10g甲基脲、40mL无水乙醇于250mL圆底烧瓶内，室温下搅拌5min，用滴液漏斗缓慢滴加苯甲醛20mL入内，随后加入1.0mL三氟化硼乙醚BF3.Et2O，室温下搅拌1.5h，析出白色固体，即席夫碱1-苯亚甲基-3-甲基脲((E)-1-benzylidene-3-methylurea，简写BMU)。用体积比1∶3的乙醇/水溶液将席夫碱BMU重结晶，红外灯下干燥得席夫碱BMU纯品，产率85％。称取10g席夫碱BMU、30mL甲苯于250mL圆底烧瓶内，用滴液漏斗滴加亚磷酸二乙酯6.5mL，搅拌下回流反应20h(用TLC跟踪反应进程)，得无色液体，将无色液体减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比3∶1的乙酸乙酯/石油醚淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，总产率70％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
或者采用如下步骤合成DEP：称取10g甲基脲、7mL亚磷酸二乙酯置于反应瓶中，加入35mL甲苯和20mL苯甲醛，室温下搅拌，将0.8mL三氟化硼乙醚BF3·Et2O与6mL甲苯的混和溶液滴加入内，加毕搅拌30mim，然后回流12h。过滤、减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比2∶1的乙酸乙酯/石油醚溶液淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，产率65％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H )，7.2516-7.3562(m，5H)。
(2)DEP分子印迹聚合物的制备
称取0.0138g上述模板分子DEP、0.0345g聚合反应单体甲基丙烯酸(MAA)、0.5940g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.0120g引发剂偶氮二异丁腈，6.5ml致孔剂氯仿，混合均匀，装入20ml安培瓶中，通入氮气5分钟，密封，于60℃水浴锅中反应24小时。将聚合物单块取出，研磨，抽提，干燥，过筛。采用体积比为9∶1的甲醇乙酸混合溶液反复超声清洗制得的聚合物，直至在最大吸收波长处检测不到DEP分子，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，干燥，得到DEP分子印迹聚合物(MIP)，粒径为20μm左右。该聚合物的扫描电镜图见图1。该MIP红外特征峰数据IR(KBr)v：3435.76(MAA上O-H伸缩振动吸收峰)，2987.87(EGDMA上C-H伸缩振动吸收峰)，1731.68(EDMA上C＝O伸缩振动吸收峰)，1637.51(EGDMA上乙烯基C-C伸缩振动吸收峰)，1154.17(EGDMA上酯基C-O伸缩振动吸收峰)cm-1。
实施例2DEP的分子印迹聚合物的制备II
(1)DEP的合成
称取10g甲基脲、40mL无水乙醇于250mL圆底烧瓶内，室温下搅拌5min，用滴液漏斗缓慢滴加苯甲醛35mL入内，随后加入1.0mL三氟化硼乙醚BF3.Et2O，室温下搅拌1.5h，析出白色固体，即席夫碱1-苯亚甲基-3-甲基脲((E)-1-benzylidene-3-methylurea，简写BMU)。用体积比1∶3的乙醇/水溶液将席夫碱BMU重结晶，红外灯下干燥得席夫碱BMU纯品，产率80％。称取10g席夫碱BMU、30mL甲苯于250mL圆底烧瓶内，用滴液漏斗滴加亚磷酸二乙酯10mL，搅拌下回流反应24h(用TLC跟踪反应进程)，得无色液体，将无色液体减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比3∶1的乙酸乙酯/石油醚淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，总产率57％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
或者采用如下步骤合成DEP：称取10g甲基脲、14mL亚磷酸二乙酯置于反应瓶中，加入40mL甲苯和35mL苯甲醛，室温下搅拌，将0.8mL三氟化硼乙醚BF3·Et2O与6mL甲苯的混和溶液滴加入内，加毕搅拌30mim，然后回流15h。过滤、减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比2∶1的乙酸乙酯/石油醚溶液淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，产率63％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
(2)DEP分子印迹聚合物的制备
称取0.0138g上述模板分子DEP、0.0275g聚合反应单体三氟甲基丙烯酸(TFMAA)、0.7840g交联剂二乙烯基苯(DVB)、0.0120g引发剂偶氮二异丁腈，6.5ml致孔剂氯仿，混合均匀，装入20ml安培瓶中，通入氮气5分钟，密封，于60℃水浴锅中反应24小时。将聚合物单块取出，研磨，抽提，干燥，过筛。采用体积比为9∶1的甲醇乙酸混合溶液反复超声清洗制得的聚合物，直至在最大吸收波长处检测不到DEP分子，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，干燥，得到DEP分子印迹聚合物(MIP)，粒径为20μm左右。该MIP红外特征峰数据IR(KBr)v：3455.06(TFMAA上O-H伸缩振动吸收峰)，1644.31(DVB上乙烯基C-C伸缩振动吸收峰)，1200.09(TFMAA上C-F伸缩振动吸收峰)，1596，1546，1500，1456(DVB上芳环骨架振动峰)cm-1。
实施例3DEP的分子印迹聚合物的制备III
(1)DEP的合成
称取10g甲基脲、40mL无水乙醇于250mL圆底烧瓶内，室温下搅拌5min，用滴液漏斗缓慢滴加苯甲醛50mL入内，随后加入1.0mL三氟化硼乙醚BF3.Et2O，室温下搅拌1.5h，析出白色固体，即席夫碱1-苯亚甲基-3-甲基脲((E)-1-benzylidene-3-methylurea，简写BMU)。用体积比1∶3的乙醇/水溶液将席夫碱BMU重结晶，红外灯下干燥得席夫碱BMU纯品，产率82％。称取10g席夫碱BMU、40mL甲苯于250mL圆底烧瓶内，用滴液漏斗滴加亚磷酸二乙酯12mL，搅拌下回流反应16h(用TLC跟踪反应进程)，得无色液体，将无色液体减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比3∶1的乙酸乙酯/石油醚淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，总产率60％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
或者采用如下步骤合成DEP：称取10g甲基脲、18mL亚磷酸二乙酯置于反应瓶中，加入40mL甲苯和50mL苯甲醛，室温下搅拌，将0.8mL三氟化硼乙醚BF3·Et2O与6mL甲苯的混和溶液滴加入内，加毕搅拌30mim，然后回流20h。过滤、减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比2∶1的乙酸乙酯/石油醚溶液淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，产率65％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
(2)DEP分子印迹聚合物的制备
称取0.0138g上述模板分子DEP、1.38g聚合反应单体甲基丙烯酸(MAA)、5.52g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.050g引发剂偶氮二异丁腈，15ml致孔剂氯仿，混合均匀，装入20ml安培瓶中，通入氮气5分钟，密封，于60℃水浴锅中反应24小时。将聚合物单块取出，研磨，抽提，干燥，过筛。采用体积比为9∶1的甲醇乙酸混合溶液反复超声清洗制得的聚合物，直至在最大吸收波长处检测不到DEP分子，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，干燥，得到DEP分子印迹聚合物(MIP)，粒径为20μm左右。该MIP红外特征峰数据IR(KBr)v：3459.56(MAA上O-H伸缩振动吸收峰)，2988.07(EGDMA上C-H伸缩振动吸收峰)，1729.45(EGDMA上C＝O伸缩振动吸收峰)，1639.01(EGDMA上乙烯基C-C伸缩振动吸收峰)，1156.22(EGDMA上酯基C-O伸缩振动吸收峰)cm-1。
实施例4DEP的分子印迹聚合物的制备IV
(1)DEP的合成
称取10g甲基脲、40mL无水乙醇于250mL圆底烧瓶内，室温下搅拌5min，用滴液漏斗缓慢滴加苯甲醛60mL入内，随后加入1.0mL三氟化硼乙醚BF3.Et2O，室温下搅拌1.5h，析出白色固体，即席夫碱1-苯亚甲基-3-甲基脲((E)-1-benzylidene-3-methylurea，简写BMU)。用体积比1∶3的乙醇/水溶液将席夫碱BMU重结晶，红外灯下干燥得席夫碱BMU纯品，产率67％。称取10g席夫碱BMU、30mL甲苯于250mL圆底烧瓶内，用滴液漏斗滴加亚磷酸二乙酯10mL，搅拌下回流反应20h(用TLC跟踪反应进程)，得无色液体，将无色液体减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比3∶1的乙酸乙酯/石油醚淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，总产率58％。测得的该化合物核磁数据为：1H NMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
或者采用如下步骤合成DEP：称取10g甲基脲、20mL亚磷酸二乙酯置于反应瓶中，加入35mL甲苯和60mL苯甲醛，室温下搅拌，将0.8mL三氟化硼乙醚BF3·Et2O与6mL甲苯的混和溶液滴加入内，加毕搅拌30mim，然后回流15h。过滤、减压蒸馏，过硅胶柱纯化，用体积比2∶1的乙酸乙酯/石油醚溶液淋洗，干燥，得最终产物白色针状晶体DEP，产率58％。测得的该化合物核磁数据为：1HNMR(CDCl3)δ0.8715-1.1.3648(m，6H)，2.6820(s，3H)，2.7651-2.7780(d，1H)，3.6139-3.8978(m，2H)，4.1581-4.2718(m，2H)，5.3846-5.4904(m，1H)，6.9514-6.9623(d，1H)，7.2516-7.3562(m，5H)。
(2)DEP分子印迹聚合物的制备
称取0.0138g上述模板分子DEP、0.00276g聚合反应单体甲基丙烯酸(MAA)、0.01104g交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、0.005g引发剂偶氮二异丁腈，4ml致孔剂氯仿，混合均匀，装入20ml安培瓶中，通入氮气5分钟，密封，于60℃水浴锅中反应24小时。将聚合物单块取出，研磨，抽提，干燥，过筛。采用体积比为9∶1的甲醇乙酸混合溶液反复超声清洗制得的聚合物，直至在最大吸收波长处检测不到DEP分子，再用甲醇清洗除去过量的乙酸，干燥，得到DEP分子印迹聚合物(MIP)，粒径为20μm左右。该MIP红外特征峰数据IR(KBr)v：3433.16(MAA上O-H伸缩振动吸收峰)，2980.27(EDMA上C-H伸缩振动吸收峰)，1730.38(EGDMA上C＝O伸缩振动吸收峰)，1637.51(EGDMA 上乙烯基C-C伸缩振动吸收峰)，1161.09(EGDMA上酯基C-O伸缩振动吸收峰)cm-1。
实施例5以DEP分子印迹聚合物作为固相萃取材料，回收样本中不同的有机磷杀虫剂
1)蔬菜提取液和土壤提取液的制备
取蔬菜样品或者土壤样品10g，其中，土壤样品加2mL水平衡，然后置于50mL具塞离心试管中，加乙腈10mL振摇15min，过滤，滤液用氮吹仪浓缩至干，用氯仿定溶(容)至10mL，备用。
2)将实施例1制备的DEP分子印迹聚合物I(准确称取100±1mg)填充到3mL的玻璃注射器中(预先放入一层20μm孔径的聚乙烯筛板)自制备为固相萃取柱(SPE柱)，敲实并使表面平齐，上面再加入一层20μm孔径的聚乙烯筛板，压实聚合物材料，直至筛板与聚合物间紧密结合即可，装填高度约为0.5cm。取配置好的有机磷农药标准品乙腈溶液，该溶液中包括表1中所述的10种有机磷类杀虫剂，用步骤1)样品提取液配制各杀虫剂浓度为1mg/L的含农药样品溶液。将SPE柱先用1mL氯仿活化，然后移取1mL含农药样品溶液，加入SPE柱中，再用5mL氯仿淋洗，弃去淋出液，再用5mL体积比为1∶1的丙酮和水的混合液或体积百分比浓度为2％的三氟乙酸丙酮溶液洗脱，收集组分，定容后过0.2μm滤膜，HPLC检测。结果见表1。
表1采用DEP分子印迹聚合物制备的固相萃取柱(SPE柱)对10种有机磷类杀虫剂净化和回收率的测定结果
| 有机磷类杀虫剂 | 蔬菜中回收率(％) | 土壤中回收率(％) |
| 甲胺磷 | 75-95 | 80-95 |
| 乙酰甲胺磷 | 83-101 | 87-105 |
| 毒虫畏 | 53-70 | 60-75 |
| 毒死蜱 | 50-72 | 52-77 |
| 杀螟硫磷 | 32-45 | 39-50 |
| 除虫脲 | 55-70 | 60-75 |
| 氟铃脲 | 59-72 | 52-77 |
| 甲基吡恶磷 | 34-45 | 39-50 |
| 敌敌畏 | 73-91 | 80-95 |
| 敌百虫 | 75-98 | 80-101 |
实施例6应用高效液相色谱测定本发明的分子印迹聚合物对目标分子的保留时间
将实施例1制得的DEP分子印迹聚合物材料填充到150mm*4.6mm ID色谱柱中，连接到带有紫外检测器的高效液相色谱仪上。按实施例5的方法制备各杀虫剂浓度为50mg/L的含农药土壤样品溶液，上样到色谱柱，测定相应目标分子在色谱柱上的保留时间。对照柱为空白印迹柱，即不加模板的分子印迹柱，结果见表2。
样品的保留因子(K)由样品的保留时间(t)和死时间计算得到：
K＝(t-t0)/t0
K：保留因子，t：样品的保留时间，t0：色谱柱的死时间
表2HPLC条件下DEP分子印迹聚合物固定相对8种有机磷类杀虫剂的保留性质
| 有机磷类杀虫剂 | 通过分子印迹柱的保留时间(min) | 保留因子 |
| 甲胺磷 | 11.34 | 4.23 |
| 乙酰甲胺磷 | 10.12 | 3.66 |
| 毒虫畏 | 4.88 | 1.25 |
| 毒死蜱 | 6.26 | 1.88 |
| 杀螟硫磷 | 5.32 | 1.45 |
| 除虫脲 | 7.17 | 2.30 |
| 氟铃脲 | 7.78 | 2.59 |
| 甲基吡恶磷 | 3.82 | 0.76 |
从表2可以看出，以DEP为模板分子合成的印迹聚合物材料填充柱对表中8种有机磷类杀虫剂均有保留作用。从保留因子来看，以DEP为模板分子来合成的印迹聚合物材料对含有N-H基团的有机磷小分子农药具有明显的保留能力，即甲胺磷保留能力最强，其次是乙酰甲胺磷，对氟铃脲和除虫脲也显示了一定的保留能力。
Claims (8)
1.一种分子印迹聚合物，是由聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂和印迹分子在热引发和/或光引发条件下发生原位聚合反应而制成的，其特征在于，所述印迹分子是二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯；所述聚合反应单体为甲基丙烯酸、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基-4，6二氨基-均三嗪、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸二乙胺乙基酯、2，6-二氨基吡啶、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、二丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙酸、亚甲基丁二酸、1-乙烯基咪唑或N-乙烯基-a-吡咯烷；所述印迹分子与聚合反应单体的重量比为(0.001～10)∶1；所述交联剂与聚合反应单体的重量比为(0.5～20)∶1；所述致孔剂体积为反应混合物总体积的30％～75％。
2.权利要求1所述的分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，按照如下操作步骤进行：(1)将聚合反应单体、交联剂、致孔剂、引发剂和印迹分子二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯混合，在热引发和/或光引发条件下进行原位聚合反应，得到含有二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯的聚合物；其中，所述聚合反应单体为甲基丙烯酸、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基-4，6二氨基-均三嗪、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸二乙胺乙基酯、2，6-二氨基吡啶、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺、二丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸、对乙烯苯甲酸、对乙基苯乙酸、亚甲基丁二酸、1-乙烯基咪唑或N-乙烯基-a-吡咯烷；所述印迹分子与聚合反应单体的重量比为(0.001～10)∶1；所述交联剂与聚合反应单体的重量比为(0.5～20)∶1；所述致孔剂体积为反应混合物总体积的30％～75％；所述热引发的反应条件为在60℃-90℃恒温反应6-48小时；所述光引发反应条件为125W或150W高压汞灯下聚合0.5-48小时；(2)清洗步骤(1)获得的聚合物直至检测不到二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯分子；(3)将去除印迹分子二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯的聚合物用有机溶剂清洗至中性，真空下干燥，即制得二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯分子印迹聚合物。
3.根据权利要求2所述的分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯的合成方法为如下两种方法中的一种：(a)先将甲基脲和苯甲醛溶于无水乙醇溶剂中在室温下反应得到席夫碱，再将席夫碱与亚磷酸二乙酯溶于甲苯中，加热回流反应16～24小时，得到二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯粗产品，最后将粗产品减压蒸馏、纯化、干燥得到二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯纯品；
或(b)将甲基脲、亚磷酸二乙酯、苯甲醛、甲苯混合于一反应瓶中，室温及搅拌下滴加三氟化硼乙醚与甲苯的混合溶液，加毕加热回流12～20小时，然后，经过滤、减压蒸馏、纯化、干燥得到二乙基(3-甲基脲)(苯基)甲基磷酸酯纯品。
4.根据权利要求2所述的分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述聚合反应单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、亚甲基丁二酸、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基-4，6二氨基-均三嗪或4-乙烯基吡啶。
5.根据权利要求2所述的分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述交联剂为三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯、N，N-亚甲基二丙烯酰胺、N，N-1，4-亚苯基二丙烯酰胺、3，5-二(丙烯酰胺)苯甲酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、N，O-二丙烯酰-L-苯丙氨醇、季戊四醇三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯；所述致孔剂为二氯甲烷、氯仿、乙腈、甲醇、异丙醇、四氯化碳或砜类化合物。
6.根据权利要求5所述的分子印迹聚合物的制备方法，其特征在于，所述交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯或三甲氧基丙烷三甲基丙烯酸酯；所述致孔剂为乙腈或氯仿。
7.权利要求1所述的分子印迹聚合物的应用，其特征在于，所述分子印迹聚合物在分离纯化环境样本或生物样本中有机磷类杀虫剂方面的应用，具体方法如下：将上述分子印迹聚合物装入SPE柱，然后将样本溶液过柱，去除杂质后用有机溶剂洗脱，收集洗脱组分，即得有机磷类杀虫剂，其中，去除杂质时所用清洗液为氯仿；所述有机溶剂是体积百分比浓度为50％的丙酮水溶液或体积百分比浓度为2％的三氟乙酸丙酮溶液。
8.权利要求1所述的分子印迹聚合物的应用，其特征在于，所述分子印迹聚合物在测定环境样本或生物样本中的有机磷类杀虫剂方面的应用，具体方法如下：将上述分子印迹聚合物装填到色谱柱管中，得到分子印迹分离柱，将此色谱柱连接到液相色谱系统中对样品进行检测。
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