一種淀粉固載β-環(huán)糊精吸附劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種淀粉固載β-環(huán)糊精吸附劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]苯乙酮是一種帶有水果香味的油狀液體，廣泛應(yīng)用于香料、醫(yī)藥和染料等領(lǐng)域。1-苯乙醇(又名α-甲基芐醇)是一種帶有花香味的無(wú)色液體，是芳香化合物中較為重要和應(yīng)用廣泛的一種食用香料。同時(shí)，苯乙酮和1-苯乙醇也是重要的有機(jī)化工原料，很多石油化工企業(yè)的一些粗原料、副產(chǎn)品以及廢料中含有大量的苯乙酮和1-苯乙醇，因此如果能將它們從中分離出來(lái)就能達(dá)到“變廢為寶”的目的，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
[0003]淀粉是植物經(jīng)光合作用而形成的碳水化合物，其來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、降解后仍以二氧化碳和水的形式回到大自然，被認(rèn)為是完全沒(méi)有污染的天然可再生的材料，在非食用領(lǐng)域得到了廣泛的研究和開(kāi)發(fā)。淀粉的分子結(jié)構(gòu)主要由葡萄糖單元組成，含有多個(gè)羥基，可通過(guò)物理、化學(xué)和生物等方法對(duì)其改性。淀粉作為高分子載體骨架具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]作為淀粉交聯(lián)β-環(huán)糊精主體的β-環(huán)糊精(簡(jiǎn)稱β-⑶)是由7個(gè)葡萄糖殘基以α-1，4_糖苷鍵連接而成的環(huán)狀化合物，由于其特殊的“內(nèi)疏水，外親水”桶狀空腔結(jié)構(gòu)和桶狀結(jié)構(gòu)邊緣大量的羥基使其可以和許多芳香類有機(jī)化合物通過(guò)范德華力、疏水作用、氫鍵以及主客體分子間的空間匹配效應(yīng)等弱相互作用形成主-客體包合物，而且對(duì)客體分子的形狀、大小和極性具有選擇性。然而環(huán)糊精在水中有一定的溶解度，使得其在應(yīng)用過(guò)程中有一定的損失。選用合適的交聯(lián)劑將環(huán)糊精固載在淀粉載體上制成不溶的聚合物不但可以保留環(huán)糊精的選擇性包合芳香類有機(jī)化合物的能力，而且可以很好的解決由于溶解造成損失這一問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇功能的淀粉固載環(huán)糊精吸附劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
一種淀粉固載環(huán)糊精吸附劑的制備方法，以可溶性淀粉和環(huán)糊精為原料，以Ν，Ν_二甲基甲酰胺為溶劑，通過(guò)交聯(lián)劑4，4'_ 二苯基甲烷二異氰酸酯將β-環(huán)糊精固載到淀粉骨架上制得淀粉固載環(huán)糊精吸附劑。具體步驟如下:
(1)將可溶性淀粉和β-環(huán)糊精按質(zhì)量比為I: I?1:4加入到250 mL三口燒瓶中，再加入N，N-二甲基甲酰胺使其溶解；
(2)往(I)得到的混合液按β-環(huán)糊精與4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯摩爾比為1:1?1:10緩慢加入交聯(lián)劑4，4? 二苯基甲烷二異氰酸酯，在溫度為45?75°C的水浴加熱條件下以250rmp的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4?8 h ； (3)用丙酮沉淀(2)中得到的反應(yīng)液，并用大量的去離子水洗滌，用丙酮在索氏提取器中提純12 h；
(4)將(3)中提純后得到的產(chǎn)品在50?60°C下真空干燥至恒重，干燥完后將得到的固體產(chǎn)物研磨、篩分成不同顆粒大小的吸附劑，密封保存?zhèn)溆谩?br>[0007]作為優(yōu)選，在上述制備方法中，所述可溶性淀粉與β-環(huán)糊精質(zhì)量比為1:1?1:4，N，N-二甲基甲酰胺用量為20?40 mL。
[0008]作為優(yōu)選，在上述制備方法中，所述β-環(huán)糊精與4，V-二苯基甲烷二異氰酸酯摩爾比為1:1-1:10，反應(yīng)溫度為45?75°C，反應(yīng)時(shí)間為4?8 h。
[0009]作為優(yōu)選，在上述制備方法中，所述的真空干燥溫度為50?60°C。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下有益效果:
1.本發(fā)明將環(huán)糊精固載到淀粉上作為吸附劑不但保留了環(huán)糊精的包結(jié)識(shí)別性能而且兼具高分子載體骨架良好的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。且環(huán)糊精和淀粉形成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)能提供吸附活性位點(diǎn)，從而增大吸附量。
[0011]2.本發(fā)明以價(jià)格低廉、應(yīng)用廣泛的可溶性淀粉和β-環(huán)糊精為原料，制備成本低，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，對(duì)環(huán)境友好，特別適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0012]3.本發(fā)明制備出的吸附劑分離效果好，性質(zhì)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但需要說(shuō)明的是本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于這些實(shí)施例。
[0014]實(shí)施例1:
具有吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇功能的淀粉固載β-環(huán)糊精吸附劑，其制備過(guò)程包括以下步驟:
(1)將2.0g可溶性淀粉和2.0 g β-環(huán)糊精加入到250 mL三口燒瓶中，再加入20 mL N,N-二甲基甲酰胺使其溶解；
(2)往(I)中得到的混合液加入0.44g 4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯，在溫度為50°C的水浴加熱條件下以250 rmp的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4 h；
(3)用丙酮沉淀(2)中得到的反應(yīng)液，并用大量的去離子水洗滌，用丙酮在索氏提取器中提純12 h；
(4)將(3)提純后得到的產(chǎn)品在50°C下真空干燥至恒重，干燥完后將得到的固體產(chǎn)物研磨、篩分成不同顆粒大小的吸附劑，密封保存?zhèn)溆谩?br>[0015]將上述制得的吸附劑用于吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇混合水溶液，分離因子最大達(dá)到3.25。
[0016]實(shí)施例2:
具有吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇功能的淀粉固載環(huán)糊精吸附劑，其制備過(guò)程包括以下步驟:
(1)將2.0g可溶性淀粉和2.0 g β-環(huán)糊精加入到250 mL三口燒瓶中，再加入20 mL N,N-二甲基甲酰胺使其溶解；
(2)往(I)中得到的混合液加入2.2g 4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯，在溫度為60°C的水浴加熱條件下以250 rmp的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4 h；
(3)用丙酮沉淀(2)中得到的反應(yīng)液，并用大量的去離子水洗滌，用丙酮在索氏提取器中提純12 h；
(4)將(3)提純后得到的產(chǎn)品在50°C下真空干燥至恒重，干燥完后將得到的固體產(chǎn)物研磨、篩分成不同顆粒大小的吸附劑，密封保存?zhèn)溆谩?br>[0017]將上述制得的吸附劑用于吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇混合水溶液，分離因子最大達(dá)到7.42。
[0018]實(shí)施例3:
具有吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇功能的淀粉固載環(huán)糊精吸附劑，其制備過(guò)程包括以下步驟:
(1)將2.0g可溶性淀粉和4.0 g β-環(huán)糊精加入到250 mL三口燒瓶中，再加入30 mL N,N-二甲基甲酰胺使其溶解；
(2)往(I)得到的混合液加入4.4g 4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯，在溫度為70°C的水浴加熱條件下以250 rmp的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)6 h；
(3)用丙酮沉淀(2)中得到的反應(yīng)液，并用大量的去離子水洗滌，用丙酮在索氏提取器中提純12 h；
(4)將(3)提純后得到的產(chǎn)品在50°C下真空干燥至恒重，干燥完后將得到的固體產(chǎn)物研磨、篩分成不同顆粒大小的吸附劑，密封保存?zhèn)溆谩?br>[0019]將上述制得的吸附劑用于吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇混合水溶液，分離因子最大達(dá)到12.28。
[0020]實(shí)施例4:
具有吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇功能的淀粉固載環(huán)糊精吸附劑，其制備過(guò)程包括以下步驟:
(1)將2.0g可溶性淀粉和4.0 g β-環(huán)糊精加入到250 mL三口燒瓶中，再加入30 mL N,N-二甲基甲酰胺使其溶解；
(2)往(I)中得到的混合液加入8.8g 4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯，在溫度為70°C的水浴加熱條件下以250 rmp的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)8 h；
(3)用丙酮沉淀(2)中得到的反應(yīng)液，并用大量的去離子水洗滌，用丙酮在索氏提取器中提純12 h；
(4)將(3)提純后得到的產(chǎn)品在50°C下真空干燥至恒重，干燥完后將得到的固體產(chǎn)物研磨、篩分成不同顆粒大小的吸附劑，密封保存?zhèn)溆谩?br>[0021]將上述制得的吸附劑用于吸附分離苯乙酮和1-苯乙醇混合水溶液，分離因子最大達(dá)到9.68。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種淀粉固載β-環(huán)糊精吸附劑的制備方法，其特征在于，以可溶性淀粉和β-環(huán)糊精為原料，以Ν，Ν-二甲基甲酰胺為溶劑，通過(guò)交聯(lián)劑4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯將β-環(huán)糊精固載到淀粉骨架上制得淀粉固載環(huán)糊精吸附劑。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將可溶性淀粉和環(huán)糊精按質(zhì)量比為1:1-1:4加入到250 mL三口燒瓶中，再加入N，N-二甲基甲酰胺使其溶解； (2)往(I)得到的混合液按β-環(huán)糊精與4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯摩爾比為1:1?1:10緩慢加入交聯(lián)劑4，4? 二苯基甲烷二異氰酸酯，在溫度為45?75°C的水浴加熱條件下以250rmp的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌反應(yīng)4?8 h ； (3)用丙酮沉淀(2)中得到的反應(yīng)液，并用去離子水洗滌，用丙酮在索氏提取器中提純12 h； (4)將(3)中提純后得到的產(chǎn)品在50?60°C下真空干燥至恒重，干燥完后將得到的固體產(chǎn)物研磨、篩分成不同顆粒大小的吸附劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的可溶性淀粉和β-環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:1?1:4，Ν，Ν-二甲基甲酰胺用量為20?40 mL。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的β-環(huán)糊精與4，4'_二苯基甲烷二異氰酸酯摩爾比為I: 1-1: 10，反應(yīng)溫度為45?75°C，反應(yīng)時(shí)間為4~8 h。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的真空干燥溫度為50?60°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種淀粉固載β-環(huán)糊精吸附劑的制備方法。吸附劑以可溶性淀粉和β-環(huán)糊精（β-CD）為原料，以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑，以4,4＇-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）為交聯(lián)劑，經(jīng)加熱攪拌、提純、真空干燥等步驟制成。可溶性淀粉和β-環(huán)糊精的質(zhì)量比為1:1~1:4，β-環(huán)糊精與4,4＇-二苯基甲烷二異氰酸酯的摩爾比為1:1~1:10。本發(fā)明結(jié)合了β-環(huán)糊精的包結(jié)識(shí)別性能和淀粉作為高分子載體骨架良好的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，制備出的吸附劑分離效果好，性質(zhì)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，且制備成本低，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，對(duì)環(huán)境友好，特別適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08B37/16, C08B31/00, C08G81/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105504295
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510959905
【發(fā)明人】紀(jì)紅兵, 盧科, 柴坤剛, 秦祖贈(zèng)
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月21日