专利名称：复合超滤膜的制备方法及分离阿司匹林中水杨酸的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于材料制备和分离技术领域，涉及一种阿司匹林中水杨酸的分离方法，尤其涉及一种运用复合超滤膜技术分离阿司匹林中的水杨酸的新方法。
背景技术：
阿司匹林，又名乙酰水杨酸，是一种历史悠久的解热镇痛药，用于治感冒、发热、头痛、牙痛、关节痛、风湿病，并用于预防和治疗缺血性心脏病、心绞痛、心肺梗塞、脑血栓形成，应用于血管形成术及旁路移植术也有效。阿司匹林通常由水杨酸与醋酸酐进行酯化反应而得到。因此产物中常会产生副产物水杨酸且阿司匹林在储存中易水解产生水杨酸。有资料显示若阿司匹林中的水杨酸的浓度超标会严重伤害胃粘膜，严重会造成消化道溃疡甚至出血。因此，有效分离去除阿司匹林中的杂质水杨酸具有十分重要的意义。其中常用的分离方法有萃取法、重结晶法、分子蒸馏法和膜分离法等。这些方法各有独特优点，但也各存在其局限性。如溶剂萃取技术大量使用有机溶剂，易产生二次污染；重结晶法实验耗时，收率低下，且对溶剂的选择要求高；分子蒸馏法作为一种新型的蒸馏方法虽然能实现一定有机物的分离，但其设备结构复杂，技术要求严苛，投资极大且严重浪费能源；19世纪60年代兴起的膜分离技术(Membrane Separation Technique, MST)以其高效、节能、操作方便、分子级过滤、环境友好等优点已广泛应用于企业生产过程中。但传统膜分离技术仍然存在一些限制其发展的因素，如目前的商售膜(超滤、微滤及反渗透膜)都只能实现某一类物质的分离而无法实现单个物质的分离，特别是对结构相似的有机化合物，传统膜无法对某种物质进行单一、高效的选择性分离。分子印迹技术(MIT)是模拟自然界中如:酶与底物、抗体与抗原等的分子识别作用，以目标分子为模板分子制 备对该分子具有特异选择性识别功能的高分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)的一种技术。将分子印迹技术与膜分离技术结合产生的分子印迹聚合膜(MolecularImprinted Membrane, MIM)的开发应用是最具吸引力的研究之一。分子印迹聚合物膜(MIM)兼具分子印迹及膜分离技术的优点，一方面，该技术便于连续操作，易于放大，能耗低，能量利用率高，是“绿色化学”的典型；另一方面，它克服了目前的商业膜材料如超滤、微滤及反渗透膜等无法实现单个物质选择分离的缺点，为将特定分子从结构类似的混合物中分离出来提供了可行有效的解决途径。考虑到合成的分子印迹膜具有对特定物质专一选择性识别功能，为阿司匹林的除杂过程提供了种新方法，并不断在大宗工业品分离纯化领域发挥不可替代的作用。
发明内容
本发明的技术方案指以聚偏氟乙烯微孔滤膜(PVDF)为基底合成对水杨酸分子有专一识别特性的复合超滤膜，并应用响应曲面法研究PVDF复合超滤膜分离乙酰水杨酸中水杨酸的最佳分离条件。复合超滤膜的制备方法，按以下步骤进行:
(1)取聚偏氟乙烯微滤膜(PVDF)置于浓度为0.2-0.4 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸溃20 min后取出，室温晾干；
(2)将水杨酸(SA)，4-乙烯基吡啶(4-VP)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸(AMPS)混合加入至含有甲醇溶液中，其中控制SA的浓度为1.25^7.5 mmol L'4-VP的浓度为15 45mmol L_\AMPS的浓度为37.5 225 mmol L_\并将该混合溶液置于室温黑暗条件下4 h。(3)将步骤(I)中处理过的PVDF膜放置于⑵中的混合溶液中浸溃10 min后取出固定于两块玻璃片之间，并用功率为250 W的紫外光照射引发膜表面聚合4-6 h，反应后将聚合膜采用甲醇一醋酸为提取液，甲醇与醋酸的体积比为:8 9:2 1，索式提取48 72 h，以脱除模板分子水杨酸、未反应的单体和引发剂，在50°C下真空干燥制得水杨酸分子印迹膜(4-VP-MM) 。上述的技术方案中，将PVDF浸溃到二苯甲酮的溶液中以使光引发剂吸附到VDF膜表面。上述的技术方案中，将混合溶液置于室温黑暗条件下4 h以形成预组装体系。上述技术方案中所述的水杨酸，其作用为模板分子。上述技术方案中所述的4-乙烯基吡啶，其作用为功能单体。上述技术方案中所述的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸，其作用为交联剂。上述技术方案中所述的二苯甲酮，其作用为光引发剂。上述技术方案中所述的膜，其作用为基质材料。上述复合超滤膜应用于分离阿司匹林中水杨酸的方法，按照下述步骤进行:
(O自制两个完全相同的带有磨口支管的玻璃池，将印迹膜或空白膜用夹子固定于两个玻璃池中间，组成H形渗透性装置，保证两池没有渗漏，一池中加入底物为水杨酸和乙酰水杨酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶剂，隔一定时间取样，测定透过聚合物膜的底物的浓度；
(2)响应曲面法优化动态分离条件:
选取温度、上样浓度和上样流速作为影响因素，以水杨酸和乙酰水杨酸的选择性分离因子为评价指标(响应值)，确定温度在1(T40 °C、水杨酸浓度在1(T30 mg L—1 (控制混合液中乙酰水杨酸的浓度为30 mg L'流速为1 3 ml mirT1,通过响应曲面分析得到最佳分离条件。本发明的技术优点:
(I)印迹过程发生在膜材料表面，避免了传统模板分子因包埋过深而无法洗脱的问题。(2)利用响应曲面法，第一次探讨分离乙酰水杨酸中杂质水杨酸的最佳分离条件，为工业进一步应用提供依据。(3)利用本发明获得的水杨酸分子印迹膜具有热稳定性好，优越的水杨酸分子识别性能。
下面结合附图和实施例对本发明技术作进一步描述。图1为PVDF膜(a)、水杨酸分子印迹膜(b)的扫描电镜图。
具体实施例方式下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。实施例1
(I)取5片聚偏氟乙烯微滤膜(PVDF)置于浓度为0.2 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸溃20 min后取出，室温晾干。(2)将水杨酸(SA)，4-乙烯基吡啶(4-VP)和2_丙烯酰胺_2_甲基丙烯酸(AMPS)混合加入至含有20 ml甲醇溶液的皮氏培养皿中，其中SA的浓度为1.25 mmol L—1，4-VP的浓度为7.5 mmol L'AMPS的浓度为37.5 mmol L—1，并将该混合溶液置于室温黑暗条件下4 h。(3)将步骤(I)中处理过的PVDF膜放置于⑵中的混合溶液中浸溃10 min后取出固定于两块玻璃片之间，并用功率为250 W的紫外光照射引发膜表面聚合4 h，反应后将聚合膜采用甲醇醋酸为提取液，甲醇与醋酸的体积比为:9:1，索式提取48 h，以脱除模板分子水杨酸、未反应的单体和引发剂，在50°C下真空干燥制得水杨酸分子印迹膜(4-VP-MIM)。从图1中可以看出PVDF膜表面光滑，孔径较大，而在PVDF膜表面合成印迹聚合物形成印迹膜后陶瓷膜表面粗糙不规则，且膜的孔径明显缩小，表明印迹成功。(4)将所制得的印迹膜进行渗透性能分析测试。自制两个完全相同的带有磨口支管的玻璃池，将印迹膜或空白膜用夹子固定于两个玻璃池中间，组成H形渗透性装置，保证两池没有渗漏，一池中加入底物浓度为30 mg/1的尼泊金酸和水杨酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶剂，取样时间间隔分别为5、15、30、45、60、90、120、180、720 min，测定透过聚合物膜的底物的浓度。结果显示，平衡时当印迹膜为渗透膜时空白样品池中水杨酸的浓度为16.22 mg/L,水杨酸的浓度为15.01 mg/L，而当陶瓷膜为渗透膜时，空白样品池中水杨酸的浓度为
1.05 mg/L,水杨酸的浓度为16.58 mg/L,
(5)运用响应曲面法优化印迹膜动态分离乙酰水杨酸和水杨酸的分离条件。选取温度范围为1(T40 °C、水杨酸浓度在1(T30 mg L—1 (控制混合液中乙酰水杨酸的浓度为30 mg L_\流速为广3 ml mirT1，通过响应曲面分析得到最佳分离条件。结果显示,最佳分离温度为10°C,上样流速为Iml mirT1,水杨酸浓度为IOmg L_S是分离效果最好，且分离因子达到10.56.实施例2
(I)取10片聚偏氟乙烯微滤膜(PVDF)置于浓度为0.4 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸溃20 min后取出，室温晾干。(2)将水杨酸(SA)，4-乙烯基吡啶(4-VP)和2_丙烯酰胺_2_甲基丙烯酸(AMPS)混合加入至含有20 ml甲醇溶液的皮氏培养皿中，其中SA的浓度为7.5 mmol L—1，4-VP的浓度为45 mmol L'AMPS的浓度为225 mmol L_\并将该混合溶液置于室温黑暗条件下4 h。
(3)将步骤(I)中处理过的PVDF膜放置于⑵中的混合溶液中浸溃10 min后取出固定于两块玻璃片之间，并用功率为250 W的紫外光照射引发膜表面聚合4 h，反应后将聚合膜采用甲醇醋酸为提取液，甲醇与醋酸的体积比为:8:2，索式提取72 h，以脱除模板分子水杨酸、未反应的单体和引发剂，在50°C下真空干燥制得水杨酸分子印迹膜(4-VP-MIM)。(4)将所制得的印迹膜进行渗透性能分析测试。自制两个完全相同的带有磨口支管的玻璃池，将印迹膜或空白膜用夹子固定于两个玻璃池中间，组成H形渗透性装置，保证两池没有渗漏，一池中加入底物浓度为30 mg/1的尼泊金酸和水杨酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶剂，取样时间间隔分别为5、15、30、45、60、90、120、180、720 min，测定透过聚合物膜的底物的浓度。
结果显示，平衡时当印迹膜为渗透膜时空白样品池中水杨酸的浓度为18.14mg/L,水杨酸的浓度为16.01 mg/L，而当陶瓷膜为渗透膜时，空白样品池中水杨酸的浓度为0.87mg/L,水杨酸的浓度为15.21 mg/L,
(5)运用响应曲面法优化印迹膜动态分离乙酰水杨酸和水杨酸的分离条件。选取温度范围为1(T40 °C、水杨酸浓度在1(T30 mg L—1 (控制混合液中乙酰水杨酸的浓度为30 mg L_\流速为广3 ml mirT1，通过响应曲面分析得到最佳分离条件。结果显示,最佳分离温度为10°C,上样流速为Iml mirT1,水杨酸浓度为IOmg L_S是分离效果最好，且分离因子达到11.01。
权利要求
1.复合超滤膜的制备方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)取聚偏氟乙烯微滤膜PVDF置于浓度为0.2-0.4 mol L—1 二苯甲酮的甲醇溶液中浸溃20 min后取出，室温晾干； (2)将水杨酸SA，4-乙烯基吡啶4-VP和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸AMPS混合加入至含有甲醇溶液中，其中控制SA的浓度为1.25^7.5 mmol L'4-VP的浓度为15气 (3)将步骤(I)中处理过的PVDF膜放置于(2)中的混合溶液中浸溃10min后取出固定于两块玻璃片之间，并用功率为250 W的紫外光照射引发膜表面聚合4-6 h，反应后将聚合膜采用甲醇一醋酸为提取液，甲醇与醋酸的体积比为:8m，索式提取48 72 h，以脱除模板分子水杨酸、未反应的单体和引发剂，在50°C下真空干燥制得水杨酸分子印迹膜4-VP-M 頂。
2.根据权利要求1所述的复合超滤膜的制备方法，其特征在于所述的水杨酸，其作用为模板分子。
3.根据权利要求1所述的复合超滤膜的制备方法，其特征在于所述的4-乙烯基吡啶，其作用为功能单体。
4.根据权利要求1所述的复合超滤膜的制备方法，其特征在于所述的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸，其作用为交联剂。
5.根据权利要求1所述的复合超滤膜的制备方法，其特征在于所述的二苯甲酮，其作用为光引发剂。
6.权利要求1所述的复合超滤膜应用于分离阿司匹林中水杨酸的方法，按照下述步骤进行: (O自制两个完全相同的带有磨口支管的玻璃池，将印迹膜或空白膜用夹子固定于两个玻璃池中间，组成H形渗透性装置，保证两池没有渗漏，一池中加入底物为水杨酸和乙酰水杨酸的甲醇溶液，另一池中加入甲醇溶剂，隔一定时间取样，测定透过聚合物膜的底物的浓度； (2)响应曲面法优化动态分离条件: 选取温度、上样浓度和上样流速作为影响因素，以水杨酸和乙酰水杨酸的选择性分离因子为评价指标响应值，确定温度在1(T40 °C、水杨酸浓度在1(T30 mg L—1，控制混合液中乙酰水杨酸的浓度为30 mg L'流速为1 3 ml mirT1,通过响应曲面分析得到最佳分离条件； (4)将所制得的印迹膜进行选择渗透性能分析测试； (5)运用响应曲面法优化印迹膜动态分离乙酰水杨酸和水杨酸的分离条件。
全文摘要
本发明复合超滤膜的制备方法及分离阿司匹林中水杨酸的应用，属材料制备技术和分离技术领域。特指以聚偏氟乙烯微滤膜为基底，阿司匹林中杂质—水杨酸(SA)作为模板分子，4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体，2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯酸(AMPS)为交联剂，二苯甲酮(BP)为引发剂，制备水杨酸分子印迹膜(4-VP-MIM)的方法,选择渗透实验用来研究了制备的分子印迹膜的选择性识别性能。首次运用响应曲面分析法优化动态分离乙酰水杨酸中杂质水杨酸的分离条件。结果表明利用本发明获得的水杨酸分子印迹膜具有优越的水杨酸分子识别性能。
文档编号B01D71/34GK103191652SQ201310129790
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者孟敏佳, 潘建明, 王志高, 刘燕, 贡云林, 戴江栋, 于萍, 闫永胜 申请人:镇江高鹏药业有限公司, 江苏大学