含亚硝基化合物的选择性分离的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是于2014年7月18日进入中国，国家【申请号】201280067504. 4,国际申请 号：PCT/GB2012/053247,发明名称"含亚硝基化合物的选择性分离"的PCT申请的分案申 请。
技术领域
[0002] 本发明设及从包含含亚硝基化合物的材料中去除该化合物的方法。在另一方面， 其设及吸附剂聚合物的多孔珠粒和它们在从包含含亚硝基化合物的材料中去除该化合物 中的用途。其进一步设及通过悬浮聚合制备所述珠粒的方法。其还设及通过本方法或使用 本发明的多孔珠粒相对于尼古下减少了含亚硝基化合物的烟草及其衍生物。
【背景技术】
[0003] 在烟草领域中，吸附剂材料被用来选择性量化烟草基产品中的有害化合物，或从 烟草基产品中去除运种化合物，其化合物最初存在于生烟叶本身或当加工（例如，通过固 化）或消耗（例如，通过吸烟或巧嚼）所述产品时生成。含亚硝基化合物，如亚硝胺，特别 是称为烟草特有亚硝胺（"TSNA")的亚硝基化合物和其前体，是运种化合物的例子。TSNA 包含：
4-(甲基亚硝氨基）-4-(3-化晚基）下酸（"iso-NNAC")。
[0004] 通过分子印迹制备的材料（分子印迹聚合物或"MTP")是具有适于与目标化合物 选择性结合的位点的聚合物。
[0005] 已经试图使用MIPS从烟草烟雾中去除尼古下，如在Liu,Y.等人，Molecularly imprintedSolid-PhaseExtractionSorbentforRemovalofNicotinefromTobacco Smoke，Anal^icalLetters,第 36 卷，第 8 号，第 1631-1645 页（2003)中报道的。在该 文章中记述的MIP旨在结合尼古下而不是亚硝胺。还不清楚MIP事实上对尼古下是否有选 择性，因为产生该数据的科学方法缺乏关键控制检测元素。
[0006]W02005/112670(通过引用将其公开引入本文）公开了MIP相对于尼古下对TSNA 有选择性。也就是说，当暴露于TSNA和尼古下的混合物时，MIP按比例吸附比尼古下更多的 TSNA。通过在模板分子，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，使酸性或强酸性单体巧日甲基丙締酸（"ΜΑΑ")、Ξ氣甲基丙締酸 ("TFMAA")、4-乙締基苯甲酸或4-乙締基苯横酸）与交联剂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)聚合来制备MIP。 产生的材料在实施例中被记述为通过压碎和磨碎固体聚合物制备的粉末的形式。
[0007]W02008/068153(通过引用将其公开引入本文）也公开了对TSNA有选择性的MIP， 其是通过在模板分子，如TSNA的締胺、酷胺或横酷胺类似物的存在下，聚合中性单体（如甲 基丙締酸2-径乙醋（"HEMA"))和疏水交联剂（如EDMA)制备的。通过对比，W02008/068153 也公开了HEMA和邸MA的非分子印迹聚合物。所述聚合物在实施例中被记述为可W被压碎 和磨碎W形成粉末的整体料(mono1ith)的形式。
【发明内容】
[0008] 我们已经发现，某些非分子印迹聚合物（"NIP")，其广泛地包括非酸性单体（例 如，单締基单体）和具有极性官能度的交联剂（例如，二-、Ξ-或多締基单体）的非分子印 迹聚合物(所述单体和交联剂之一是亲水的，另一个是疏水的)，可用来从包含一种或多种 含亚硝基的化合物的材料中去除一种或多种该含亚硝基化合物。
[0009] 一方面，本发明提供从包含含亚硝基化合物的材料中选择性去除所述化合物的方 法，该方法包括使所述材料与非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中之一是亲水 的，另一个是疏水的）的非分子印迹聚合物接触。
[0010] NIP在从具有尼古下的其混合物中选择性去除含亚硝基化合物中也可W是有用 的。另一方面，本发明提供从包含所述化合物和尼古下的材料中选择性去除含亚硝基化合 物的方法，该方法包括使所述材料与非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中之一是 亲水的，另一个是疏水的）的选择性吸附非分子印迹聚合物接触。
[0011] 可W看出，式
的尼古下在其分子中具有杂芳族化eteroaromati C)和杂脂环族氮化eterocycloaliphatic)，但不具有亚硝基、幾基、径基或簇酸醋基。虽然 本发明不根据该理论，但据信，使用由其中在疏水性上有差异的单体获得的共聚物提供了 区域或领域的模式，其优选结合相关小分子的非极性部分和其中相关小分子的极性区域可 W更容易地结合并可能形成氨键的区域或领域，运些区域或领域产生在吸附方面观察到的 差异而不需要分子印迹。
[0012] 另一方面，本发明提供非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中之一是亲水 的，另一个是疏水的）的非分子印迹聚合物的多孔珠粒，并且其进一步包含聚乙締醇的残 余物。
[0013] 本发明进一步包括制备非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中之一是亲 水的，另一个是疏水的）的聚合物珠粒(并且其进一步包含聚乙締醇的残余物)的方法，所述 方法包括悬浮聚合（a)包含致孔剂、引发剂、非酸性单体和具有极性官能度的交联剂的单 体相和化）包含一定量的的聚乙締醇的水相，该量使得聚乙締醇残余物W有效促进选择性 的量存在于珠粒内的量。
[0014] 已经发现，有效产生具有对亚硝基化合物，尤其TSNA相对于尼古下的选择性的聚 合物珠粒的悬浮聚合的条件，比简单的本体聚合的条件更严苛。据信（尽管本发明不根据 运种理论）相对高含量的水不溶性引发剂和相对高含量的聚乙締醇的组合导致聚乙締醇 残余物变得接枝到所得聚合物中。据信运些残余物与由相对大量的促进接枝的引发剂得 到的自由基的burst-起是造成选择性的至少部分原因并且也可W影响聚合物的性能，例 如，在更短链长和更大交联方面。虽然聚乙締醇被认为是乙締基和二乙締基单体的悬浮聚 合中的分散剂，例如，在作为单体混合物的非水性溶剂的甲苯的存在下，迄今还没有报道其 促进对亚硝基化合物的选择性的能力。Okay等人，J.App.PolymerSci.，46，401-410 公开了甲基丙締酸2-径乙基醋和乙二醇二甲基丙締酸醋的共聚物珠粒的制备。在具有与 作为悬浮稳定剂的明胶和与作为引发剂的1. 5wt%的过氧化苯甲酯结合的膨润±的20%的 水性氯化物中聚合。不认为运些珠粒表现与本文记述的那些相同的选择性。此外，不包含 溶解的盐的水性介质已经被发现在能够使珠粒具有上述待产生的选择性方面是有效的。
[0015] 本发明的进一步的实施方案包括非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中 一种是亲水的，另一种是疏水的）的聚合物的分子印迹多孔珠粒，并进一步包含聚乙締醇 残余物。
[0016] 为了制备分子印迹聚合物珠粒，本发明包括在TSNA的结构类似物和聚乙締醇的 存在下悬浮聚合非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中之一是亲水的，另一个是疏 水的）W产生结合到所述TSNA结构类似物和结合聚乙締醇残余物的分子印迹聚合物，并从 所述珠粒中去除TSNA的结构类似物。
[0017] 从其中去除亚硝基化合物的材料可仅包含亚硝基化合物或连同其他化合物材料， 包括尼古下。在一些实施方案中，所述材料包括烟草（所述术语包括烟叶、烟梗、烟草替代 品W及烟草和烟草替代品的混合物）。在其他实施方案中，所述材料包括烟草的衍生物，包 括例如，通过使烟草与溶剂接触产生的烟草的提取物。烟草的衍生物的其他例子为通过烟 草的燃烧或热分解产生的烟雾或气溶胶。在运些情况下，所述材料通常将包含尼古下和亚 硝基化合物，特别是TSNA。
[0018] 在一个实施方案中，例如，可W用水或其他提取液处理烟草来形成提取物；可W用 如上定义的聚合物处理该提取物；并且可W使提取物中剩余的材料与烟草重组合。在处理 提取物之后，可W洗涂所述聚合物，并从洗液中回收尼古下，并且使洗液中的尼古下与处理 的液体重组合。
[0019] 本发明进一步提供香烟或其他相对于尼古下包含减少的亚硝胺的烟草材料的产 品，所述减少受到用水或其他提取液处理烟草材料W形成提取物的影响；用非酸性单体和 具有极性官能度的交联剂（其中之一是亲水的，另一个是疏水的）的选择性吸附剂非分子 印迹聚合物处理所述提取物；并使提取物中剩余的材料与烟草材料重组合。
[0020] 本发明还进一步提供包括非酸性单体和具有极性官能度的交联剂（其中之一是 亲水的，另一个是疏水的）的聚合物的珠粒的试剂盒，所述聚合物包含聚乙締醇的残余物 并且相对于尼古下对至少一种含亚硝基化合物有选择性，并进一步包括W下项中的一种或 多种： (a)使用珠粒在或从样品中进行分析、检测、量化、分离、提取、减少或去除含亚硝基化 合物中的至少一种的说明； 化）固相提取（"SPE")柱、色谱法或其他过滤技术； (C)将一定量的任何前述珠粒分成适用于装载到过滤柱中的离散量； (d) 用一定量的任何前述珠粒装填SPE、色谱法或其他过滤柱； (e) 调节所述柱的试剂； (f) 洗脱所述柱和再生珠粒的试剂；和 (g) -个或多个刮刀、量筒、烧杯或操作所述组分的其他工具。
[0021] 尤其关于上述珠粒或试剂盒或本文提到的其他应用，可W应用W下的一种或多 种： (a)所述珠粒可包含聚乙締醇的残余物； 化）可W分子印迹所述珠粒W从包含含亚硝基化合物的材料中去除它们； (C)所述珠粒可W从包含含亚硝基化合物的材料中去除它们但没有被分子印迹； (d) 所述非酸性单体可W选自甲基丙締酸-2-径乙醋（HEMA)、甲基丙締酸-2-径 丙醋、甲基丙締酸-3-径丙醋、甘油单丙締酸醋、甘油单甲基丙締酸醋、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，并且所述交联剂是疏水的； (e) 所述交联剂可W选自乙二醇二甲基丙締酸醋巧DMA)、Ξ径甲基丙烷Ξ甲基丙締酸 醋（"TRIM")、！，4-下二醇二甲基丙締酸醋、Ν，Ν' -亚甲基双丙締酷胺、Ν，Ν' -亚乙基双丙 締酷胺、Ν，Ν'-亚下基双丙締酷胺、Ν，Ν'-六亚甲基双丙締酷胺和其混合物； (f) 所述非酸性单体可W选自苯乙締、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 所述交联剂是亲水的； (g) 所述交联剂可W选自N，Ν'-亚甲基双丙締酷胺、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为甲基丙締酸-2-径乙醋（HEMA)和疏水交联剂的共聚物； (i) 所述聚合物可W为甲基丙締酸-2-径乙醋（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为甲基丙締酸-2-或3-径丙醋（HEMA)和疏水交联剂的共聚物； 化）所述聚合物可W为甲基丙締酸-2-或3-径丙醋（HEMA)和乙二醇二甲基丙締酸醋 巧DMA)的共聚物； (l) 所述聚合物上的交联剂基团对单体基团可W是摩尔过量的；或 (m) 所述交联剂和单体基团可3:1-10:1的摩尔比存在于聚合物中；或 (η)所述聚合物中的交联剂和非酸性单体基团的摩尔比可W为4:1- 6:1。
【附图说明】
[0022] 在W下实施例中，将参考附图，仅通过实施例和说明记述NIP的特定实施方案和 其用途，其中： 图1为根据本发明的具有烟雾过滤器的吸烟制品的部分纵截面和部分分裂的侧视图； 图2为根据本发明的具有替代的烟雾过滤器的吸烟制品的与图1类似的视图； 图3为试剂盒中包括的用于色谱法或固相分离法的柱的纵截面； 图4a-4d图示地说明了实施例11中记述的一些数据； 图5和6图示地说明了实施例12中记述的一些数据； 图7日、化、8a-8d、9a、9b和10图示地说明了实施例13中记述的一些数据； 在附图中，相似的参考数字表示类似的特征。除非另有说明，在实施例中提到的材料是 市售的或可W通过传统技术制备的。
【具体实施方式】 [002引聚合物 术语"非酸性"包括中性、碱和碱性化合物。聚合物的单体前体是非酸性的。它可W是 碱或碱性的，但是使用碱性亲水聚合物可能产生制造困难，特别是在形成聚合物珠粒中。因 此，NIP的单体前体优选是中性的。如果化合物不存在净电荷并且不能提供或接收质子，或 另外具有7或接近7 (例如，6. 5-7. 5)的抑值，则其通常被认为是中性的。
[0024] 因为每种NIP都是由具有相对低分子量的多种类似原子团或基团构成的，其在分 子网络中连接在一起而形成具有更高得多的分子量的更大分子，NIP的化学结构与所有交 联的聚合物的一样。每个基团在结构上对应于一种材料，其通常被用在聚合物的生产中，但 与其不同，主要在于已经重组单体中的内部键W在聚合物中形成基团之间的键。所述NIP 包含至少两种结构上对应于非酸性单体和具有极性官能度的交联剂(其中之一是亲水的， 另一个是疏水的）的基团。
[0025] 同时NIP可W被认为是包含单体和可与该单体聚合的交联剂的前体的非分子印 迹聚合物，本文通过引用具有对应，或相似或类似于组成NIP的基团的结构并且能够共聚 合的单体，对NIP的任何描述，不应当解释为暗示任何特定方法或过程已经或必须用来生 产或制备NIP。
[002引 NIP的两种基团可W对应于单体和交联剂，其能够通过任何机理，包括自由基聚合 设曰在不饱和化合物的聚合中发生）或缩聚(如在聚醋或聚酷的形成中发生）共聚合。所述 单体通常将包含能够聚合的单个官能团；所述交联剂通常将包含多种能够聚合的官能团。
[0027] 在单体和交联剂不饱和的的情况下，所述单体可W是单或多不饱和的，通常在单 个碳-碳双键上具有不饱和部分。所述交联剂可W是多不饱和的（例如，具有双重或3、4、 5-重或更高的不饱和部分），通常在两个或更多碳-碳双键上具有不饱和部分。
[0028] 单体和交联剂中的不饱和部分可W每个单独地W締基或丙締酸官能团的形式存 在。締基官能团的例子为具有1-10或1-6个碳原子的締基团，特别是乙締基、亚乙締基、締 丙基和异丙締基团。丙締酸官能团
文档序号 :
【 9652634 】
技术研发人员：J.F.比林,J.R.C.斯文森斯塔克,E.伊尔马茨,O.J.I.卡尔森
技术所有人：英美烟草(投资)有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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