[发明专利]可形成偏碱性两水相体系的两种pH响应再生型聚合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及溶解可逆聚合物技术领域，尤其涉及pH响应再生型聚合物技术领域，特别涉及可形成偏碱性两水相体系的两种pH响应再生型聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

两水相体系是指两种亲水性聚合物或一种亲水性聚合物与一种无机盐的混合液，在一定条件下形成互不相容的两相水溶液体系，可广泛应用于生物化学、细胞生物学和生物化工等领域的产品分离和提纯，是生物下游工程中一种极有前途的分离单元操作，具有广阔的工业应用前景。两水相体系的形成主要是由于高聚物之间的疏水性不同，当疏水性差异达到一定程度时即可分为两相。然而，由于用于两水相分离系统的聚合物存在着难以回收问题，在一定程度上阻碍了两水相萃取分离技术的应用。因此，解决用于两水相分离系统的聚合物循环使用问题成为关键。

Johansson等使用环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）合成聚合物，并在此聚合物尾部结合脂肪族的C14H29-基团，形成HM-EOPO高聚物（Biotechnology and Bioengineering，1999，66（4）：247-257），此高聚物能够与水形成两相体系，且可以仅通过调节体系的温度至14℃处加以回收。

Mos van Berlo等在25℃、一个大气压下，使用压力响应型的氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）与PEG2000、PEG4000、PEG10000形成两水相体系（Journal of Chromatography B，1998，711（1-2）：61-68），其中氨基甲酸铵在加压的情况下极易分解为气态的二氧化碳与氨气，且二氧化碳与氨气在一定的压力下溶于水后又可以生成氨基甲酸铵，如此就能够通过调节体系的压力形成一条循环的应用体系。

Patrickios等则利用甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）作为单体，经过基团共聚反应生成了一种pH响应的聚合物（Fluid Phase Equilibria，1995，108（1-2）：243-254），此聚合物能够与聚乙烯醇（PVA）形成两水相体系。

曹学君与颜波等合成了两种新型的pH响应型聚合物P_ADB2.79与P_ADBA4.01（Journal of Chromatography A，2012，1245（0）：39-45），其中聚合物P_ADB2.79是以丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯（DMAEMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）作为单体合成的，而聚合物P_ADBA4.01则是比P_ADB2.79多加入了丙烯醇（Aal）这个单体，且这两种聚合物能够在pH=4.8-6.2的范围内形成两水相体系，并均具有较高的回收率（聚合物P_ADB2.79与P_ADBA4.01的回收率分别为97.18%与98.87%）。

上述方法在一定程度上解决了偏酸性两水相体系聚合物的回收问题。而有些物质适应碱性环境，不适合在偏酸性条件下进行分离。因此，研发即可再生循环利用又可在偏碱性条件下形成两水相体系的聚合物成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种可形成偏碱性两水相体系的两种pH响应再生型聚合物及其制备方法与应用，该可形成偏碱性两水相体系的两种pH响应再生型聚合物pH可逆溶解，回收率高，从而大大降低了工业成本，利于两水相技术的推广，适于大规模推广应用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种可形成偏碱性两水相体系的pH响应再生型聚合物P_ADB6.29。

一种可形成偏碱性两水相体系的pH响应再生型聚合物P_ADB6.29，由投料摩尔比为23.15：18.88：1的式（1）所示化合物、式（2）所示化合物和式（3）所示化合物经无规共聚而得到，其分子量分布如下：M_n为1.499×10⁵D、M_w为2.942×10⁵D、M_ν为3.136×10⁵D、M_z为6.429×10⁵D，分子量多分散性M_w/M_n为1.962，特性粘度为213.0mL/mg，等电点为6.29。