含亞硝基化合物的選擇性分離的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是于2014年7月18日進入中國，國家【申請?zhí)枴?01280067504. 4,國際申請 號：PCT/GB2012/053247,發(fā)明名稱"含亞硝基化合物的選擇性分離"的PCT申請的分案申 請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及從包含含亞硝基化合物的材料中去除該化合物的方法。在另一方面， 其設(shè)及吸附劑聚合物的多孔珠粒和它們在從包含含亞硝基化合物的材料中去除該化合物 中的用途。其進一步設(shè)及通過懸浮聚合制備所述珠粒的方法。其還設(shè)及通過本方法或使用 本發(fā)明的多孔珠粒相對于尼古下減少了含亞硝基化合物的煙草及其衍生物。
【背景技術(shù)】
[0003] 在煙草領(lǐng)域中，吸附劑材料被用來選擇性量化煙草基產(chǎn)品中的有害化合物，或從 煙草基產(chǎn)品中去除運種化合物，其化合物最初存在于生煙葉本身或當加工（例如，通過固 化）或消耗（例如，通過吸煙或巧嚼）所述產(chǎn)品時生成。含亞硝基化合物，如亞硝胺，特別 是稱為煙草特有亞硝胺（"TSNA")的亞硝基化合物和其前體，是運種化合物的例子。TSNA 包含：

4-(甲基亞硝氨基）-4-(3-化晚基）下酸（"iso-NNAC")。
[0004] 通過分子印跡制備的材料（分子印跡聚合物或"MTP")是具有適于與目標化合物 選擇性結(jié)合的位點的聚合物。
[0005] 已經(jīng)試圖使用MIPS從煙草煙霧中去除尼古下，如在Liu,Y.等人，Molecularly imprintedSolid-PhaseExtractionSorbentforRemovalofNicotinefromTobacco Smoke，Anal^icalLetters,第 36 卷，第 8 號，第 1631-1645 頁（2003)中報道的。在該 文章中記述的MIP旨在結(jié)合尼古下而不是亞硝胺。還不清楚MIP事實上對尼古下是否有選 擇性，因為產(chǎn)生該數(shù)據(jù)的科學(xué)方法缺乏關(guān)鍵控制檢測元素。
[0006]W02005/112670(通過引用將其公開引入本文）公開了MIP相對于尼古下對TSNA 有選擇性。也就是說，當暴露于TSNA和尼古下的混合物時，MIP按比例吸附比尼古下更多的 TSNA。通過在模板分子，如4-(甲基丙締基-氨基）-1-化晚基-3-下-1-醇（"4MPAPB") 或化晚甲醇的存在下，使酸性或強酸性單體巧日甲基丙締酸（"ΜΑΑ")、Ξ氣甲基丙締酸 ("TFMAA")、4-乙締基苯甲酸或4-乙締基苯橫酸）與交聯(lián)劑巧日乙二醇二甲基丙締酸醋 ("EDMA")、S^甲基丙烷^甲基丙締酸醋（TRIM)或季戊四醇四丙締酸醋)聚合來制備MIP。 產(chǎn)生的材料在實施例中被記述為通過壓碎和磨碎固體聚合物制備的粉末的形式。
[0007]W02008/068153(通過引用將其公開引入本文）也公開了對TSNA有選擇性的MIP， 其是通過在模板分子，如TSNA的締胺、酷胺或橫酷胺類似物的存在下，聚合中性單體（如甲 基丙締酸2-徑乙醋（"HEMA"))和疏水交聯(lián)劑（如EDMA)制備的。通過對比，W02008/068153 也公開了HEMA和邸MA的非分子印跡聚合物。所述聚合物在實施例中被記述為可W被壓碎 和磨碎W形成粉末的整體料(mono1ith)的形式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某些非分子印跡聚合物（"NIP")，其廣泛地包括非酸性單體（例 如，單締基單體）和具有極性官能度的交聯(lián)劑（例如，二-、Ξ-或多締基單體）的非分子印 跡聚合物(所述單體和交聯(lián)劑之一是親水的，另一個是疏水的)，可用來從包含一種或多種 含亞硝基的化合物的材料中去除一種或多種該含亞硝基化合物。
[0009] 一方面，本發(fā)明提供從包含含亞硝基化合物的材料中選擇性去除所述化合物的方 法，該方法包括使所述材料與非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是親水 的，另一個是疏水的）的非分子印跡聚合物接觸。
[0010] NIP在從具有尼古下的其混合物中選擇性去除含亞硝基化合物中也可W是有用 的。另一方面，本發(fā)明提供從包含所述化合物和尼古下的材料中選擇性去除含亞硝基化合 物的方法，該方法包括使所述材料與非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是 親水的，另一個是疏水的）的選擇性吸附非分子印跡聚合物接觸。
[0011] 可W看出，式
的尼古下在其分子中具有雜芳族化eteroaromati C)和雜脂環(huán)族氮化eterocycloaliphatic)，但不具有亞硝基、幾基、徑基或簇酸醋基。雖然 本發(fā)明不根據(jù)該理論，但據(jù)信，使用由其中在疏水性上有差異的單體獲得的共聚物提供了 區(qū)域或領(lǐng)域的模式，其優(yōu)選結(jié)合相關(guān)小分子的非極性部分和其中相關(guān)小分子的極性區(qū)域可 W更容易地結(jié)合并可能形成氨鍵的區(qū)域或領(lǐng)域，運些區(qū)域或領(lǐng)域產(chǎn)生在吸附方面觀察到的 差異而不需要分子印跡。
[0012] 另一方面，本發(fā)明提供非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是親水 的，另一個是疏水的）的非分子印跡聚合物的多孔珠粒，并且其進一步包含聚乙締醇的殘 余物。
[0013] 本發(fā)明進一步包括制備非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是親 水的，另一個是疏水的）的聚合物珠粒(并且其進一步包含聚乙締醇的殘余物)的方法，所述 方法包括懸浮聚合（a)包含致孔劑、引發(fā)劑、非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑的單 體相和化）包含一定量的的聚乙締醇的水相，該量使得聚乙締醇殘余物W有效促進選擇性 的量存在于珠粒內(nèi)的量。
[0014] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有效產(chǎn)生具有對亞硝基化合物，尤其TSNA相對于尼古下的選擇性的聚 合物珠粒的懸浮聚合的條件，比簡單的本體聚合的條件更嚴苛。據(jù)信（盡管本發(fā)明不根據(jù) 運種理論）相對高含量的水不溶性引發(fā)劑和相對高含量的聚乙締醇的組合導(dǎo)致聚乙締醇 殘余物變得接枝到所得聚合物中。據(jù)信運些殘余物與由相對大量的促進接枝的引發(fā)劑得 到的自由基的burst-起是造成選擇性的至少部分原因并且也可W影響聚合物的性能，例 如，在更短鏈長和更大交聯(lián)方面。雖然聚乙締醇被認為是乙締基和二乙締基單體的懸浮聚 合中的分散劑，例如，在作為單體混合物的非水性溶劑的甲苯的存在下，迄今還沒有報道其 促進對亞硝基化合物的選擇性的能力。Okay等人，J.App.PolymerSci.，46，401-410 公開了甲基丙締酸2-徑乙基醋和乙二醇二甲基丙締酸醋的共聚物珠粒的制備。在具有與 作為懸浮穩(wěn)定劑的明膠和與作為引發(fā)劑的1. 5wt%的過氧化苯甲酯結(jié)合的膨潤±的20%的 水性氯化物中聚合。不認為運些珠粒表現(xiàn)與本文記述的那些相同的選擇性。此外，不包含 溶解的鹽的水性介質(zhì)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在能夠使珠粒具有上述待產(chǎn)生的選擇性方面是有效的。
[0015] 本發(fā)明的進一步的實施方案包括非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中 一種是親水的，另一種是疏水的）的聚合物的分子印跡多孔珠粒，并進一步包含聚乙締醇 殘余物。
[0016] 為了制備分子印跡聚合物珠粒，本發(fā)明包括在TSNA的結(jié)構(gòu)類似物和聚乙締醇的 存在下懸浮聚合非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是親水的，另一個是疏 水的）W產(chǎn)生結(jié)合到所述TSNA結(jié)構(gòu)類似物和結(jié)合聚乙締醇殘余物的分子印跡聚合物，并從 所述珠粒中去除TSNA的結(jié)構(gòu)類似物。
[0017] 從其中去除亞硝基化合物的材料可僅包含亞硝基化合物或連同其他化合物材料， 包括尼古下。在一些實施方案中，所述材料包括煙草（所述術(shù)語包括煙葉、煙梗、煙草替代 品W及煙草和煙草替代品的混合物）。在其他實施方案中，所述材料包括煙草的衍生物，包 括例如，通過使煙草與溶劑接觸產(chǎn)生的煙草的提取物。煙草的衍生物的其他例子為通過煙 草的燃燒或熱分解產(chǎn)生的煙霧或氣溶膠。在運些情況下，所述材料通常將包含尼古下和亞 硝基化合物，特別是TSNA。
[0018] 在一個實施方案中，例如，可W用水或其他提取液處理煙草來形成提取物；可W用 如上定義的聚合物處理該提取物；并且可W使提取物中剩余的材料與煙草重組合。在處理 提取物之后，可W洗涂所述聚合物，并從洗液中回收尼古下，并且使洗液中的尼古下與處理 的液體重組合。
[0019] 本發(fā)明進一步提供香煙或其他相對于尼古下包含減少的亞硝胺的煙草材料的產(chǎn) 品，所述減少受到用水或其他提取液處理煙草材料W形成提取物的影響；用非酸性單體和 具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是親水的，另一個是疏水的）的選擇性吸附劑非分子 印跡聚合物處理所述提取物；并使提取物中剩余的材料與煙草材料重組合。
[0020] 本發(fā)明還進一步提供包括非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑（其中之一是 親水的，另一個是疏水的）的聚合物的珠粒的試劑盒，所述聚合物包含聚乙締醇的殘余物 并且相對于尼古下對至少一種含亞硝基化合物有選擇性，并進一步包括W下項中的一種或 多種： (a)使用珠粒在或從樣品中進行分析、檢測、量化、分離、提取、減少或去除含亞硝基化 合物中的至少一種的說明； 化）固相提?。?SPE")柱、色譜法或其他過濾技術(shù)； (C)將一定量的任何前述珠粒分成適用于裝載到過濾柱中的離散量； (d) 用一定量的任何前述珠粒裝填SPE、色譜法或其他過濾柱； (e) 調(diào)節(jié)所述柱的試劑； (f) 洗脫所述柱和再生珠粒的試劑；和 (g) -個或多個刮刀、量筒、燒杯或操作所述組分的其他工具。
[0021] 尤其關(guān)于上述珠粒或試劑盒或本文提到的其他應(yīng)用，可W應(yīng)用W下的一種或多 種： (a)所述珠?？砂垡揖喆嫉臍堄辔?； 化）可W分子印跡所述珠粒W從包含含亞硝基化合物的材料中去除它們； (C)所述珠粒可W從包含含亞硝基化合物的材料中去除它們但沒有被分子印跡； (d) 所述非酸性單體可W選自甲基丙締酸-2-徑乙醋（HEMA)、甲基丙締酸-2-徑 丙醋、甲基丙締酸-3-徑丙醋、甘油單丙締酸醋、甘油單甲基丙締酸醋、2-(4-乙締基苯 基）-1,3-丙二醇、丙締酷胺、N-甲基丙締酷胺和其混合物，并且所述交聯(lián)劑是疏水的； (e) 所述交聯(lián)劑可W選自乙二醇二甲基丙締酸醋巧DMA)、Ξ徑甲基丙烷Ξ甲基丙締酸 醋（"TRIM")、！，4-下二醇二甲基丙締酸醋、Ν，Ν' -亞甲基雙丙締酷胺、Ν，Ν' -亞乙基雙丙 締酷胺、Ν，Ν'-亞下基雙丙締酷胺、Ν，Ν'-六亞甲基雙丙締酷胺和其混合物； (f) 所述非酸性單體可W選自苯乙締、甲基苯乙締、乙基苯乙締、2-乙締基化晚、乙締 基甲苯、丙締酸乙基己醋巧HA)、丙締酸下基甲醋度MA)、甲基丙締酸甲醋和其混合物，并且 所述交聯(lián)劑是親水的； (g) 所述交聯(lián)劑可W選自N，Ν'-亞甲基雙丙締酷胺、二（乙二醇）二甲基丙締酸醋 ("DEDMA")、季戊四醇四丙締酸醋、Ξ(乙二醇）二甲基丙締酸醋、四（乙二醇）二甲基丙 締酸醋、聚（乙二醇）二甲基丙締酸醋和季戊四醇Ξ丙締酸醋（PETRA)和其混合物； 化）所述聚合物可W為甲基丙締酸-2-徑乙醋（HEMA)和疏水交聯(lián)劑的共聚物； (i) 所述聚合物可W為甲基丙締酸-2-徑乙醋（HEMA)和乙二醇二甲基丙締酸醋 巧DMA)的共聚物； (j) 所述聚合物可W為甲基丙締酸-2-或3-徑丙醋（HEMA)和疏水交聯(lián)劑的共聚物； 化）所述聚合物可W為甲基丙締酸-2-或3-徑丙醋（HEMA)和乙二醇二甲基丙締酸醋 巧DMA)的共聚物； (l) 所述聚合物上的交聯(lián)劑基團對單體基團可W是摩爾過量的；或 (m) 所述交聯(lián)劑和單體基團可3:1-10:1的摩爾比存在于聚合物中；或 (η)所述聚合物中的交聯(lián)劑和非酸性單體基團的摩爾比可W為4:1- 6:1。
【附圖說明】
[0022] 在W下實施例中，將參考附圖，僅通過實施例和說明記述NIP的特定實施方案和 其用途，其中： 圖1為根據(jù)本發(fā)明的具有煙霧過濾器的吸煙制品的部分縱截面和部分分裂的側(cè)視圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的具有替代的煙霧過濾器的吸煙制品的與圖1類似的視圖； 圖3為試劑盒中包括的用于色譜法或固相分離法的柱的縱截面； 圖4a-4d圖示地說明了實施例11中記述的一些數(shù)據(jù)； 圖5和6圖示地說明了實施例12中記述的一些數(shù)據(jù)； 圖7日、化、8a-8d、9a、9b和10圖示地說明了實施例13中記述的一些數(shù)據(jù)； 在附圖中，相似的參考數(shù)字表示類似的特征。除非另有說明，在實施例中提到的材料是 市售的或可W通過傳統(tǒng)技術(shù)制備的。
【具體實施方式】 [002引聚合物 術(shù)語"非酸性"包括中性、堿和堿性化合物。聚合物的單體前體是非酸性的。它可W是 堿或堿性的，但是使用堿性親水聚合物可能產(chǎn)生制造困難，特別是在形成聚合物珠粒中。因 此，NIP的單體前體優(yōu)選是中性的。如果化合物不存在凈電荷并且不能提供或接收質(zhì)子，或 另外具有7或接近7 (例如，6. 5-7. 5)的抑值，則其通常被認為是中性的。
[0024] 因為每種NIP都是由具有相對低分子量的多種類似原子團或基團構(gòu)成的，其在分 子網(wǎng)絡(luò)中連接在一起而形成具有更高得多的分子量的更大分子，NIP的化學(xué)結(jié)構(gòu)與所有交 聯(lián)的聚合物的一樣。每個基團在結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于一種材料，其通常被用在聚合物的生產(chǎn)中，但 與其不同，主要在于已經(jīng)重組單體中的內(nèi)部鍵W在聚合物中形成基團之間的鍵。所述NIP 包含至少兩種結(jié)構(gòu)上對應(yīng)于非酸性單體和具有極性官能度的交聯(lián)劑(其中之一是親水的， 另一個是疏水的）的基團。
[0025] 同時NIP可W被認為是包含單體和可與該單體聚合的交聯(lián)劑的前體的非分子印 跡聚合物，本文通過引用具有對應(yīng)，或相似或類似于組成NIP的基團的結(jié)構(gòu)并且能夠共聚 合的單體，對NIP的任何描述，不應(yīng)當解釋為暗示任何特定方法或過程已經(jīng)或必須用來生 產(chǎn)或制備NIP。
[002引 NIP的兩種基團可W對應(yīng)于單體和交聯(lián)劑，其能夠通過任何機理，包括自由基聚合 設(shè)曰在不飽和化合物的聚合中發(fā)生）或縮聚(如在聚醋或聚酷的形成中發(fā)生）共聚合。所述 單體通常將包含能夠聚合的單個官能團；所述交聯(lián)劑通常將包含多種能夠聚合的官能團。
[0027] 在單體和交聯(lián)劑不飽和的的情況下，所述單體可W是單或多不飽和的，通常在單 個碳-碳雙鍵上具有不飽和部分。所述交聯(lián)劑可W是多不飽和的（例如，具有雙重或3、4、 5-重或更高的不飽和部分），通常在兩個或更多碳-碳雙鍵上具有不飽和部分。
[0028] 單體和交聯(lián)劑中的不飽和部分可W每個單獨地W締基或丙締酸官能團的形式存 在。締基官能團的例子為具有1-10或1-6個碳原子的締基團，特別是乙締基、亞乙締基、締 丙基和異丙締基團。丙締酸官能團