CN102382249A - 丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油炸淀粉类食品中潜在致癌物——丙烯酰胺的选择性吸附功能材料的合成方法。其主要技术特点是以丙烯酰胺的结构类似物丙酰胺为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，合成对丙烯酰胺具有高选择性的吸附功能材料。本发明工艺科学，成本低廉，操作简单，反应条件容易控制，该吸附功能材料作为吸附剂可用于固相萃取并与液相色谱联用，适用于食品中痕量丙烯酰胺的吸附检测。

Description

丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种丙烯酰胺的选择性吸附功能材料的合成方法。

背景技术

丙烯酰胺(acrylamide，AA)，为白色透明片状晶体，相对分子量71.08，易聚合和共聚。其聚合物聚丙烯酰胺广泛用于纺织、化工、冶金等行业，也可用于水处理中的絮凝剂。过去研究较多的是丙烯酰胺对职业性暴露人群的危害，且危害通常以神经系统损伤为主，其入侵途径主要通过皮肤进入人体。2002年瑞典国家食品局和斯德哥尔摩大学科学家们发现在炸薯条、面包等经高温处理的食品中广泛存在较高水平的丙烯酰胺。之后，英国、挪威、美国、瑞士、加拿大等国也公布了相近的检测结果，显示丙烯酰胺在油炸、烘烤等高淀粉的食品(如：炸薯片、炸薯条、饼干、面色、早餐谷类食品等)中含量较高，其中，以炸薯片中含量最高，平均达1312μg/kg。又有报道称在一些婴儿食品中发现较高的丙烯酰胺，有的含量甚至两倍于炸薯条。丙烯酰胺是一种水溶性的神经毒性物质，对龃齿动物具有致癌性，国际癌症研究机构已将其归为对人类很可能具有潜在致癌性的物质。目前丙烯酰胺的检测方法主要有液相色谱法、气相色谱法、液相色谱-串联质谱法、气相色谱-串联质谱法、电喷雾电离--碰撞诱导多级反应离子扫描监测串联质谱等。这些分析方法所使用的设备价格昂贵，而且在丙烯酰胺含量较低(痕量)时很难检出，通常需要富集。固相萃取法比传统的溶剂萃取更快速和准确，但在进行固相萃取时需要使用对丙烯酰胺具有高选择性的固相吸附材料。

分子印迹技术是当前制备高选择性材料的主要方法之一。通过该技术制备的分子印迹聚合物在固相萃取、化学仿生传感器、模拟酶催化、临床药物分析、膜分离技术等许多领域展示的良好的应用前景。利用分子印迹技术合成的聚合物具有很高的选择性和吸附容量，可广泛应用于丙烯酰胺的痕量吸附检测分析。分子印迹合成聚合物材料的基本方法如下：将待分析物质(称为模板分子)加入与之发生化学作用的功能单体中，然后再加入交联剂、引发剂进行聚合反应，形成一高度交联的固态高分子，接着利用化学或物理方法将模板分子从高分子中移去，这样在高分子内部便形成了大量的空腔结构，它们的形状以及空腔内各官能团的位置都与所使用的模板分子互补，可以与模板分子发生特殊的识别作用。在分子印迹技术中，需要将待分析的物质作为模板分子来合成高分子材料。由于丙烯酰胺中带有双键容易和其它烯类单体发生聚合，因此，如果将丙烯酰胺作为模板分子合成聚合物时，很难将其从印迹聚合物中洗脱，这在痕量分析中会产生假阳性结果或使检测结果偏高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种功能材料的合成方法，该功能材料能够对丙烯酰胺进行选择性吸附，从而能够对食品中的痕量丙烯酰胺进行富集。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法，其包括如下步骤：

1)在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入丙酰胺和甲基丙烯酸，配置成预聚溶液，超声混匀10～15分钟，室温静置8～12小时使之发生预聚合；

2)向上述预聚溶液中加入偶氮二异丁腈，充入氮气10～15分钟后转入安培瓶中进行封管，然后放入55～60℃水浴中引发聚合20～24小时，此时所得块状产物为印迹聚合物材料的前躯体；

3)将上述印迹聚合物材料的前躯体粉碎，在95-105℃真空干燥10～20小时，过250目筛得到聚合物颗粒，向聚合物颗粒中加入甲醇，然后超声波清洗4小时，置振荡器上振荡8～10小时，过滤，用蒸馏水清洗，置于索氏抽提器中抽提20～24小时，放入60℃真空干燥箱中充分干燥，即得丙烯酰胺吸附功能材料。

优选的，所述的丙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1∶0.04∶8∶40。

优选的，所述的偶氮二异丁腈的质量为乙二醇二甲基丙烯酸酯质量的1％。

优选的，所述索氏抽提器中的索氏抽提溶剂为丙酮。

上述技术方案具有如下有益效果：

1)本发明采用丙酰胺代替丙烯酰胺作为模板分子进行聚合物材料的合成，其模板分子洗脱容易。

2)本发明所提的丙烯酰胺吸附功能材料对目标分析物丙烯酰胺的最大表观吸附量为4.323mg/g。

3)本发明所提供的丙烯酰胺吸附功能材料由化学合成方法制备，具有较高的稳定性、较长的使用寿命和较强的抗恶劣环境的能力。

4)本发明工艺科学，成本低廉，操作简单，反应条件容易控制，该材料作为吸附剂可用于固相萃取，适用于食品中痕量丙烯酰胺的吸附检测。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明的实施步骤进行详细介绍：

实施例1

一种丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法的步骤：

1)在100毫升具塞三角瓶中加入10毫升N，N-二甲基甲酰胺、0.243克丙酰胺、2.293克甲基丙烯酸、26.4克乙二醇二甲基丙烯酸酯，超声混匀15分钟，室温静置12小时，进行预聚合反应。

2)在上述溶液中加入0.264克偶氮二异丁腈，充入氮气15分钟，转入安培瓶中封管，然后放入60℃水浴中引发聚合20小时。所得块状产物为印迹聚合物材料的前躯体。

3)将上述聚合物粉碎，置于100℃真空干燥箱中真空干燥10小时，过250目筛。向聚合物颗粒中加入甲醇，超声波清洗2小时，置振荡器上振荡8小时，过滤，用蒸馏水清洗，置于索氏抽提器中抽提20小时，索氏抽提器中的索氏抽提溶剂为丙酮，然后放入60℃真空干燥箱充分干燥后即得丙烯酰胺吸附功能材料。

实施例2：

一种丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法的步骤：

1)在100毫升具塞三角瓶中加入10毫升N，N-二甲基甲酰胺、0.243克丙酰胺、2.293克甲基丙烯酸、26.4克乙二醇二甲基丙烯酸酯，超声混匀10分钟，室温静置8小时，进行预聚合反应。

2)在上述溶液中加入0.264克偶氮二异丁腈，充入氮气10分钟，转入安培瓶中封管，然后放入55℃水浴中引发聚合20小时。所得块状产物为印迹聚合物材料的前躯体。

3)将上述聚合物粉碎，置于100℃真空干燥箱中真空干燥15小时，过250目筛。向聚合物颗粒中加入甲醇，超声波清洗4小时，置振荡器上振荡10小时，过滤，用蒸馏水清洗，置于索氏抽提器中抽提24小时，索氏抽提器中的索氏抽提溶剂为丙酮，然后放入60℃真空干燥箱充分干燥后即得丙烯酰胺吸附功能材料。

该丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法采用丙酰胺代替丙烯酰胺作为模板分子进行聚合物材料的合成，其模板分子洗脱容易。合成的丙烯酰胺吸附功能材料对目标分析物丙烯酰胺的最大表观吸附量为4.323mg/g。本发明工艺科学，成本低廉，操作简单，反应条件容易控制，其主要技术特点是以丙烯酰胺的结构类似物丙酰胺为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，合成对丙烯酰胺具有高选择性的吸附功能材料。本发明提供的丙烯酰胺吸附功能材料由化学合成方法制备，具有较高的稳定性、较长的使用寿命和较强的抗恶劣环境的能力。该材料作为吸附剂可用于固相萃取，适用于食品中痕量丙烯酰胺的吸附检测。

以上对本发明实施例所提供的一种丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)在N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入丙酰胺和甲基丙烯酸，配置成预聚溶液，超声混匀10～15分钟，室温静置8～12小时使之发生预聚合；

2)向上述预聚溶液中加入偶氮二异丁腈，充入氮气10～15分钟后转入安培瓶中进行封管，然后放入55～60℃水浴中引发聚合20～24小时，此时所得块状产物为印迹聚合物材料的前躯体；

3)将上述印迹聚合物材料的前躯体粉碎，在95-105℃真空干燥10～20小时，过250目筛得到聚合物颗粒，向聚合物颗粒中加入甲醇，然后超声波清洗4小时，置振荡器上振荡8～10小时，过滤，用蒸馏水清洗，置于索氏抽提器中抽提20～24小时，放入60℃真空干燥箱中充分干燥，即得丙烯酰胺吸附功能材料。

2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法，其特征在于：所述的丙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸、乙二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1∶0.04∶8∶40。

3.根据权利要求1所述的丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法，其特征在于：所述的偶氮二异丁腈的质量为乙二醇二甲基丙烯酸酯质量的1％。

4.根据权利要求1所述的丙烯酰胺选择性吸附功能材料的合成方法，其特征在于：所述索氏抽提器中的索氏抽提溶剂为丙酮。