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高選擇性吸附樹脂生產及其應用技術

吸附樹脂是一類多孔性的高分子合成材料，由于合成過程中單體、交聯劑、致孔劑等結構的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結構可有目的的調控，可以適應很多方面的應用要求。針對分離純化的目標產物分子結構特點，設計合成高選擇性大孔吸附樹脂，彌補現有商品化樹脂的不足，所制備的提取物純度可控，且可以制備高純度提取物。來自天然植物且具有顯著生理活性等有效成分，是目前藥用研究和開發的重要原料來源，特別是對于結構復雜而精妙的天然產物活性成分，從天然植物提純化仍是其唯一有效的途徑。因此建立合適的分離純化工藝、開發高效的分離材料就具有重要的意義。此研究成果不僅豐富了現有吸附樹脂的品種，也為天然的藥用研究提供了重要的實驗樣品，其具有廣泛的社會價值和經濟效益。南開大學形成了可對吸附樹脂的結構進行設計及合成高選擇性吸附樹脂生產的產業化技術和應用技術： 1）天然植物有效成分及單體分離純化產業化技術在樹脂骨架上引入特殊的功能基團，對天然植物中不同結構的有效成分具有高的吸附選擇性。用于黃酮類、生物堿類、皂甙類、內酯類、多酚類等提取和純化。已工業化的有銀杏葉黃酮、甜菊糖、人參皂甙、三七皂甙、長春堿等提取技術。建立了銀杏葉提取物中黃酮和內酯的樹脂法分離工藝，并進了銀杏內酯凍干粉針劑的開發；分離了漢防己總生物堿中的兩種單體生物堿－漢防己甲素和漢防己乙素，開發了漢防己甲素凍干粉針劑，并已取得國家食品藥品監督管理局頒發的生產批件。 2）中藥提取物農藥殘留及重金屬的去除技術改變了樹脂的傳統致孔方法，合成了一類孔徑較小且均勻的納米級孔結構吸附樹脂，既保持傳統吸附樹脂高吸附容量，又具備按照分子尺寸進行精確篩分的能力，用于分子尺寸較大的天然產物有效成分中分子較小的農藥或重金屬去除。 3）抗生素、維生素中間體的純化技術合成的高孔隙率、孔徑均勻的高比表面聚苯乙烯吸附樹脂，明顯改善了樹脂的傳質性能，吸附速度比現有的商品化樹脂提高 2-3 倍，解吸率高于 90%，樹脂壽命大大延長。技術優點：純化工藝簡單、高效、環境友好，避免了大量有毒、低沸點有機溶劑的使用。 4）新型脫色樹脂技術通過樹脂孔結構、骨架結構、脫色基團等的調控，合成了一類脫色容量大、再生容易的新型脫色樹脂，效果良好。用于天然產物提取、抗生素、維生素等生產。 5）載體樹脂（固定化酶載體樹脂、納米簇金屬催化劑載體樹脂）生產技術通過致孔劑、聚合單體、交聯劑的調控，合成了一類高環氧基含量、高使用強度的固定化酶載體樹脂。該技術的樹脂生產成本遠低于國外進口樹脂。已完成了工業化放大和工藝優化。用于固載青霉素酰化酶，催化青霉素 G 和頭孢菌素 G 水解，制備半合成 β－內酰胺類抗生素所需的中間體 6-PAP 和 7-ADCA。合成的一類大孔徑、高比表面積的新型孔結構的聚苯乙烯吸附樹脂，加載了納米簇金屬催化劑的載體樹脂，用于負載納米級的金屬催化劑，在重氫提取及放射性廢水處理中有重要的應用。 6）高容量新型孔結構吸附樹脂生產及其處理有機廢水技術具有超高吸附容量、良好的吸附動力學行為等特點。樹脂的比表面積達到 1000m2/g 以上。用于廢水中有機物的處理。 7）新型螯合型吸附樹脂生產及其陰陽離子選擇性吸附技術對水中不同價態金屬離子及陰離子酸根具有選擇性吸附能力。在高鹽體系中可吸附水中的多種重金屬，而對 Na、K 等離子沒有結合能力，用于海水中重金屬的富集或檢測。利用帶有交換基團的吸附樹脂與陰離子酸根（如 AsO43-等）發生離子交換達到富集的目的。用于水中有害物質凈化處理。 8）耐高溫堿性離子交換樹脂技術改變季銨基與樹脂骨架的連接方式，合成了耐高溫的堿性離子交換樹脂，可在較高的使用溫度下穩定使用，大大拓展了堿樹脂的應用范圍。

南開大學 2021-04-13

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