CN104056466B - 一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，即首先在20~30℃时，将聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到中性，再向其中加入硫酸盐，形成硫酸盐溶液；再向上述所得的硫酸盐溶液中加入四氢呋喃，按体积比计算，即硫酸盐溶液：四氢呋喃为1∶0.25~2的比例；振荡后静置分层，上层为有机相四氢呋喃相，下层为水相硫酸盐水溶液，然后用分液漏斗中将上述所得的四氢呋喃相分离出来，得到富含水溶性聚合物的四氢呋喃溶液，再采用旋转蒸发仪在50~70℃水浴进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到水溶性聚合物，即实现了以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离。

Description

一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法

技术领域

本发明属于水溶性聚合物的分离与提纯技术领域，特别涉及一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法。

背景技术

水溶性聚合物在制备过程中通常以水为溶剂，反应过程中添加的引发剂、稳定剂、分子量调节剂等小分子物质也多能溶于水。另外，在聚合前后调节pH值也将引入盐类等水溶性小分子物质。因此在聚合反应结束后，反应溶液中除了存在大分子产物外还会存在小分子杂质如引发剂或催化剂的残留物、表面活性剂、稳定剂以及未反应的单体等。

大分子产物与小分子杂质均为水溶性物质，此类水溶性聚合物的分离提纯较为困难。大分子产物从制备反应溶液中的分离通常采用沉淀分离法、制备色谱法或者膜分离法等方法。这些方法存在成本较高，操作较复杂或效率低等问题。

萃取技术是有机化学、药物化学中常见的一种分离提纯方法。它主要利用被提纯物在两种互不相溶的溶剂中的溶解分配比例不同而完成分离提纯过程。随着萃取技术的发展，在药物有效成分分离提取方面提出的双水相萃取技术也得到了大量应用。双水相萃取技术主要利用水溶性高分子（常用聚乙二醇、葡聚糖等）与无机盐（硫酸钠、硫酸铵等）对水的亲和能力不同，从而使得水溶性高分子的水溶液与无机盐水溶液在某浓度下可以出现相分离的现象，以此作为两相来萃取药物中的有效成分，在一定程度上避免了药物在有机溶剂中发生变性或失活等现象。在萃取分离之后水溶性高分子需要用超滤或透析的办法回收以便循环利用。目前此方法的成本较高、且水溶性高分子与萃取目标物的分离也有一定难度。

采用双水相萃取技术来分离和提纯在水溶液中制备的水溶性高分子，具有一定的可行性，但有时为了促进双水相的形成需要另外添加其他水溶性高分子（常用聚乙二醇、葡聚糖等），造成制备所得水溶性高分子与后添加的水溶性高分子难以分离。因此本发明改进了双水相萃取技术，将添加水溶性高分子变为添加四氢呋喃溶剂来分离和提纯水溶性高分子产物。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的水溶性高分子产物的分离与提纯过程中存在的成本高，操作复杂等技术问题而提出一种对水溶性聚合物进行萃取的分离提纯方法。

本发明的技术原理

四氢呋喃对聚合物具有较好的溶解性能，同时与水可以任意比例互溶。当水溶液体系中存在水溶性聚合物（例如聚羧酸等）、四氢呋喃以及硫酸盐（如硫酸钠、硫酸铵）等小分子杂质时，调节硫酸盐达到一定浓度（通常为接近或达到饱和状态）、四氢呋喃与水达到一定比例后，由于四氢呋喃对水溶性高分子具有一定的溶解性，四氢呋喃富集水溶性高分子形成有机液相，而硫酸盐具有较好的亲水性，使水相形成硫酸盐溶液，从而使原溶液很快发生相分离成为两相，上层为四氢呋喃相，下层为水相。分相后，分离出四氢呋喃相在旋转蒸发仪上进行减压蒸发，其中四氢呋喃和少量水可以除去，即可使水溶性聚合物得到分离纯化。

本发明的技术方案

一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，具体包括如下步骤：

首先，在20~30℃时，将聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到中性，再向其中加入硫酸盐，形成硫酸盐溶液，其中硫酸盐的质量百分比浓度为10~35%；

所述的硫酸盐为硫酸钠或硫酸铵；

所述的聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液为柠檬酸聚合反应母液或含硫酸的聚乙二醇水溶液；

所述的柠檬酸聚合反应母液中聚柠檬酸的分子量为10,000~1,000,000；

含硫酸的聚乙二醇水溶液中聚乙二醇的分子量为3,000~20,000；

然后，向上述所得的硫酸盐溶液中加入四氢呋喃，振荡后静置分层，上层为有机相四氢呋喃相，下层为水相硫酸盐水溶液；

上述所加入的四氢呋喃的量，按体积比计算，即硫酸盐溶液：四氢呋喃为1：0.25~2；

最后，用分液漏斗中将上述所得的四氢呋喃相分离出来，再采用旋转蒸发仪在50~70℃水浴中进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到水溶性聚合物，即实现了以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离。

上述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，水溶性聚合物收率可达50~80%，纯度可达86~92%。

本发明的有益技术效果

本发明的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，由于水溶性聚合物的四氢呋喃溶液与硫酸盐水溶液可以发生相分离，便于使用分液漏斗及相似装置进行分离。

进一步，本发明的以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法中，由于以常用溶剂四氢呋喃作为萃取剂，其具有与水互溶，对水溶性聚合物溶解性好，容易除去等优点。

进一步，本发明的以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法中，所使用的硫酸盐为常见的硫酸钠和硫酸铵，且对于待分离母液而言适当选择硫酸钠或硫酸铵不会造成引入的新杂质。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

实施例1

硫酸催化柠檬酸聚合反应母液中提取聚柠檬酸

在柠檬酸聚合反应母液中除含有聚柠檬酸外还含有四氢呋喃、柠檬酸、硫酸等小分子杂质。

在20~30℃时，将10mL柠檬酸聚合反应母液用质量百分比为10%的氢氧化钠水溶液45mL调节pH值为中性，再向溶液中添加5mL水及5克硫酸钠固体，形成硫酸钠溶液，其中硫酸钠的质量百分比浓度为20%；

然后，向上述所得的硫酸钠溶液中加入40mL四氢呋喃，振荡后静置5min，溶液分为两层，上层为有机相——四氢呋喃相，下层为水相——硫酸钠水溶液；

上述所加入的四氢呋喃的量，按体积比计算，即硫酸钠溶液：四氢呋喃为1：1；

最后，将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液，再将分离出的四氢呋喃溶液采用旋转蒸发仪在50~70℃水浴进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到黄色膏状物即为聚柠檬酸，收率为70%，纯度为91%。

经检测上述分离出来的聚柠檬酸的分子量为15,000~980,000。

实施例２

硫酸催化柠檬酸聚合反应母液中提取聚柠檬酸

在20~30℃时，将10mL柠檬酸聚合反应母液用质量百分比为10%的氢氧化钠水溶液45mL调节pH值为中性，再向溶液中添加35mL水及1克硫酸钠，形成硫酸钠溶液，其中硫酸钠的质量百分比浓度为10%。

然后，向上述所得的硫酸钠溶液中加入10mL四氢呋喃，振荡后静置10min，溶液分为两层，上层为有机相——四氢呋喃相，下层为水相——硫酸钠水溶液；

上述所加入的四氢呋喃的量，按体积比计算，即硫酸钠溶液：四氢呋喃为1：0.25；

最后，将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液，再将分离出的四氢呋喃溶液用旋转蒸发仪在50~70℃水浴进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到黄色膏状物即聚柠檬酸，其收率为50%，纯度为92%。

经检测上述分离出来的聚柠檬酸的分子量10,000~1,000,000。

实施例3

硫酸催化柠檬酸聚合反应母液中提取聚柠檬酸

在20~30℃时，将10mL柠檬酸聚合反应母液用质量百分比为10%的氢氧化钠水溶液45mL调节pH值为中性，再向溶液中添加16克硫酸钠，形成硫酸钠溶液，其中硫酸钠的质量百分比浓度为35%。

然后，向上述所得的硫酸钠溶液中加入80mL四氢呋喃，振荡后静置10min，溶液分为两层，上层为有机相——四氢呋喃相，下层为水相——硫酸钠水溶液；

上述所加入的四氢呋喃的量，按体积比计算，即硫酸钠溶液：四氢呋喃为1：2；

最后，将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液，再将分离出的四氢呋喃溶液用旋转蒸发仪在50~70℃水浴进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到黄色膏状物即聚柠檬酸，其收率为80%，纯度为86%。

经检测上述分离出来的聚柠檬酸的分子量10,000~1,000,000。

实施例4

含硫酸的聚乙二醇水溶液中分离提纯聚乙二醇

在20~30℃时，将30mL聚乙二醇的含硫酸水溶液用质量百分比浓度为10%的氨水溶液调节pH值为中性，再添加硫酸铵固体，形成硫酸铵溶液，其中硫酸铵的质量百分比浓度为35%；

然后，向上述所得的硫酸铵溶液中加入30mL四氢呋喃，振荡后静置10min，溶液分为两层，上层为有机相——四氢呋喃相，下层为水相——硫酸铵水溶液；

上述所加入的四氢呋喃的量，按体积比计算，即硫酸铵溶液：四氢呋喃为1：1；

最后，将上述所得的四氢呋喃相采用分液漏斗进行分液，再将分离出上层四氢呋喃溶液用旋转蒸发仪在50~70℃水浴进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到无色膏状固体即聚乙二醇，其收率为75%，纯度为86%。

经检测上述分离出来的聚乙二醇的分子量为3,000~20,000。

上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，其特征在于具体包括如下步骤：

首先，在20~30℃时，将聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到7，再向其中加入硫酸盐，形成硫酸盐溶液；

所述的聚合反应所得的含有水溶性聚合物的反应溶液为柠檬酸聚合反应母液或含硫酸的聚乙二醇水溶液；

所述的硫酸盐为硫酸钠或硫酸铵；

然后，向上述所得的硫酸盐溶液中加入四氢呋喃，振荡后静置分层，上层为有机相四氢呋喃相，下层为水相硫酸盐水溶液；

上述所加入的四氢呋喃的量，按体积比计算，即硫酸盐溶液：四氢呋喃为1：0.25~2；

最后，用分液漏斗中将上述所得的四氢呋喃相分离出来，再将分离出的四氢呋喃溶液采用旋转蒸发仪在50~70℃水浴中进行减压蒸馏，蒸干四氢呋喃溶剂后得到水溶性聚合物，即实现了以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离。

2.如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，其特征在于所形成的硫酸盐溶液中硫酸盐的质量百分比浓度为10-35%。

3.如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，其特征在于所述的柠檬酸聚合反应母液中聚柠檬酸的分子量为10,000~1,000,000；

所述的含硫酸的聚乙二醇水溶液中聚乙二醇的分子量为3,000~20,000。

4.如权利要求1所述的一种以四氢呋喃为萃取剂的水溶性聚合物的分离方法，其特征在于所述的含有水溶性聚合物的反应溶液的pH值调节到7所用的是质量百分比为10%的氢氧化钠水溶液或质量百分比为10%的氨水溶液。