[发明专利]一种选择性降低卷烟烟气中尼古丁含量的分子印迹材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性降低卷烟烟气中尼古丁含量的分子印迹材料及应用方法。

背景技术

降焦减害是关系到吸烟者身体健康的重要问题，多年以来，各烟草研究机构一直致力于该工作的研究，并且取得了大量研究成果，烟气中有害成分相对有了较大幅度降低。但是采用这些手段降害的选择性并不高，部分地影响到了卷烟原有风格口味，因此选择性降害已是卷烟工业降害的一个大的发展趋势。

大量研究结果已经表明尼古丁是引起烟草使用的主要药理因素，即尼古丁具有成瘾性。同时烟碱本身具有很大的毒性，它对人体的致命剂量为1mg/千克成人体重，其毒性为氰化钾毒性的两到三倍。因此很有必要降低烟气中烟碱含量。

到目前为止许多机构开发了大量低尼古丁含量的香烟，甚至是采用其他草药作为烟草替代品。如在专利CN1413529A中采用了活性碳木炭等吸附剂，它宣称对焦油烟碱均有好的吸收；在CN1161838A中将一种中药添加于嘴棒中，据称能够将焦油降低至3％，烟碱和苯并芘也能成倍数降低；在CN1424879A中，金仁在等发明了一种用水和酒精等处理烟叶的方法，据称能够降低烟气中的多种有害成分；然而它们都不能令人满意地选择性降低尼古丁含量，较大程度改变了卷烟原有风味。另外，CN1408291A、CN1457709A以及CN1160515A等专利中均采用了不同种类中草药作为烟草替代品，在此情况下尼古丁含量极低甚至不含尼古丁但同时也不能提供任何地烟草风味或口味，因此很难被消费者接受。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备且添加方便，适合于工业化生产的要求，成本低，可很好地选择性降低卷烟烟气中尼古丁含量的分子印迹材料。

本发明的另一目的在于提供上述分子印迹材料作为卷烟添加物一种较佳的应用方法，可以更好地应用于卷烟中。

本发明是通过下述方式实现的：

按摩尔比为：1∶3～5∶15～30，分别取尼古丁、功能单体、交联剂，将尼古丁，功能单体溶解于致孔剂中，加入交联剂，引发剂，将上述物质置于反应器中混合均匀，充入氮气，真空，密封，在50～70℃恒温水浴反应12～24小时，产物用稀酸或者酸与醇的混合溶液将产物中的尼古丁除去，真空干燥，即得。

所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、三氟甲基丙烯酸以及丙烯酰胺等中的一种或多种。

所述交联剂为乙二醇双甲基丙烯酸酯、N，N-亚甲基丙烯酰胺或者二乙烯基苯。

所述致孔剂为三氯甲烷或者二甲亚砜。

所述引发剂为偶氮乙丁腈或者2，2，偶氮(2，4-二甲基戊腈)。

本发明的应用方法为将发明的材料作为卷烟添加物以复合嘴棒的形式应用于卷烟中。添加量为10-60mg/支卷烟。

所述的添加物在卷烟中的含量可以根据需要降低尼古丁的量进行调节，添加量最好为20-40mg/支卷烟。

本发明的添加物为一种分子印迹材料，该材料对尼古丁具有优异选择性吸附性能。

所述的分子印迹材料在合成过程中添加有尼古丁分子，聚合完成后尼古丁分子通过物理的或者化学的手段除去，从而留下与之立体结构相似的空腔。该材料空腔内表面含有能够与尼古丁发生键合作用的官能基团。

所述键合作用是指氢键、范德华力、疏水力、偶极力以及共价键作用等。

所述官能基团指的是羧酸官能团、磺酸官能团等。

本发明的方法是在合成分子印迹材料前，先将尼古丁和能与之发生分子间作用的功能单体混合使之发生相互作用，形成分子复合物；然后加入交联剂，形成高度交联高分子材料；接着利用化学或者物理方法将尼古丁分子从高分子材料中移去。在聚合物中形成了与尼古丁分子空间匹配，具有特异性排列的多重作用位点的大量空穴，这样的空穴对尼古丁分子具有高效选择性。

本发明通过分子印迹材料空腔结构与所含官能团实现对尼古丁的高选择性吸附，只有分子立体结构与所含官能团能够与分子印迹材料完全匹配的物质才能在本发明物上被吸附。它有类似于生物酶的高活性高选择性的特点，具有以往卷烟工业中任何一种减害技术所难以比拟的选择性优势，本发明的方法在相关领域也未见报道。

由于本发明的添加物是固体颗粒状的高度交联的聚合物，难溶于三醋酸甘油酯，适合制备复合嘴棒；添加量小且可以根据需要任意调节；能够显著地选择性降低烟气中尼古丁含量且对卷烟吸味影响小；由于该技术的操作性很强，具有很强的现实意义。

本发明与已有技术相比具有显著优点：

A.该技术能显著地选择性降低烟气中尼古丁含量。

B.该技术物质添加量少，基本不改变卷烟吸味，生产可行性大。