含亚硝基化合物的选择性分离的制作方法

2024-12-26 368次浏览

情况下，可能产生纤维形式的NIP并被结合在过滤器中作为过滤丝束。或者可W将NIP结合在滤纸、接装纸（tippingpaper)或香烟纸中。可W由吸烟制品单独地生产烟雾过滤器，例如W香烟或雪茄烟嘴的形式，或者其可W被结合到吸烟制品中，例如，W具有过滤嘴的香烟的形式。
[0110] 过滤嘴形式的烟雾过滤器可W为任何传统结构。例如，包含部分纤维过滤材料(如乙酸纤维素）的"dalmatian"类型的过滤器，NIP为颗粒形式并且分布在整个部分内。或者所述过滤器可W为包括多个部分的"腔"类型的过滤器的形式，其中NIP可W位于纤维过滤材料的两个相邻部分之间。所述烟雾过滤器也可W包含其他吸附材料，如离子交换树脂、沸石、二氧化娃、氧化侣或安伯来特（amberlite)。
[0111] 在使用中，烟雾穿过过滤器，NIP从烟雾中选择性吸附并保留目标化合物而过滤的烟雾被传送至吸烟者。
[0112] 烟雾过滤器和吸烟制品可W包括当使用时保护NIP避免烟雾，或减少其暴露于烟雾的装置。运可许多不同的方法实现。例如，所述烟雾过滤器可W包括用于从烟雾蒸汽或颗粒中吸附材料的过滤器元件。运种过滤器元件可能包含普通吸附剂，如活性碳，其可W 为任何方便的形式，如线、颗粒、微粒、织物或纸。所述过滤器元件也可W为选择性吸附剂，如离子交换树脂、沸石、二氧化娃、氧化侣或安伯来特。保护NIP的装置可W包括不同组合物的两种或更多种运样的过滤器元件，例如，乙酸纤维素的第一过滤器元件，和活性碳的第二过滤器元件。烟雾过滤器和吸烟制品中提供多个过滤器元件是众所周知的，并可W使用任何传统的过滤器配置，和相关的构建方法。
[0113] 现将在W下实施例中进一步记述如何实施本发明。
[0114] 实施例1 制备NIP用于评估使用两种酸性的单締基单体甲基丙締酸（MAA)和中性的甲基丙締酸径乙醋化EMA)和两种交联剂（在运种情况下二-或Ξ締基单体），即亲水的季戊四醇Ξ丙締酸醋（PETRA)和疏水的乙二醇二甲基丙締酸醋巧DMA)，制备各四种不同的NIP的Ξ个样品。
[0115] 对于每个组合，通过将所述单締基单体、所述交联剂和自由基引发剂，如2， 2'-偶氮二（2-甲基丙腊）（AIBN)，溶解在氯仿或其他非质子溶剂中制备预聚合溶液。将所述溶液转移到聚合容器中并密封。在70°C下开始聚合，并在该溫度下保持24小时。粗压碎、首先用4:1的甲醇：乙酸并且然后用甲醇提取生成的NIPW去除任何未反应的单体，并干燥。
[011引实施例2 将NIP用于亚硝胺的选择性吸附可W通过在水中用所述不同的NIP处理N-亚硝基赃晚和尼古下的1:1测试混合物来评估实施例1的NIP相对于尼古下在亚硝胺的选择性吸附中的性能。在表1中总结了结果，其提供了每种NIP的Ξ个样品的Ξ个吸附实验的平均值。
[0117]表 1
[0118] 如从表1中显而易见的，由疏水交联剂制备的非分子印迹聚合物比由亲水交联剂审IJ备的NIP明显结合了更多的亚硝胺，并且由中性单体和疏水交联剂制备的NIP比由酸性单体和疏水交联剂制备的NIP相对于尼古下对亚硝胺更有选择性。
[011引实施例3NIP的进一步对比鉴于如在表1中总结的非酸性、疏水NIP的惊人地积极性能，将由中性单体HEM和疏水交联剂EDM制备的NIP(NIP1)与由中性单締基单体HEM和亲水Ξ締基单体季戊四醇 Ξ丙締酸醋（PETRA)制备的非分子印迹聚合物（NIP2)进行对比。
[0120] 制备了两个S阳柱，一个包含25mg的娠磨且筛分成20-90化的NIP1，另一个25mg 的娠磨且筛分成20-90化的NIP2。向每个柱中添加1ml的包含约80ng/ml的各NNN、NNK、NAT，40ng/ml的NAB和0. 2μg/ml的尼古下的水性溶液。HPLC用来测定在每个柱中还没有被提取的TSNA的量，允许计算提取的材料。
[012。然后将1ml的水输送通过每个柱并且测定释放的TSNA的量，如果有的话。表2 总结了结果，其为两个实验的平均值。
[0122]表 2
[0123] 在表2中的数据表明当用水洗涂时从NIP中释放了低含量的TSNA并且鉴于没有分子印迹运是令人惊讶的。此外，NIP对TSNA的滞留（retention)表现出比其尼古下的滞留更强。
[0124] 可W通过用酸性和醇类溶剂的混合物（如甲醇中的Ξ氣乙酸灯FA)的0. 5%溶液 v/v)洗涂NIP来进行NIP的再生。
[0125] 实施例4 用特定TSNA和尼古下评估NIP 在W下实验中证实了NIP作为TSNA的选择性吸附剂的效力。用25mg的娠磨且筛分的NIP制备SPE柱并且W五次1ml的连续装载将5ml的测试溶液装载在柱上。所述测试溶液包含在抑6. 3的憐酸盐缓冲液中的约80ng/ml的各NNN、NNK、NAT，40ng/mlNAB和4μg/ m的尼古下（离子强度0.09)。在装载每个样品之后，使用HPLC测定尼古下和各TSNA(即，在输送通过所述柱的每个载荷中各组分的百分比）的未保留的量。
[0126]表 3
[0127] 如从表中看到的，尼古下的下降的量受在连续装载步骤中NIP的限制（bound)。第一步骤用尼古下浸透所述NIP。在连续装载中逐渐保留了较少的尼古下。
[0128] 在所述TSNA中，順N是最弱结合到NIP的，尽管显著强于尼古下。虽然在第一装载步骤之后没有输送通过柱，但在第二装载步骤之后逐渐更多的样品输送通过所述柱。 NIP在保留NNK、NAB和NAT方面表现的更好。由此，中性官能单体和疏水二-或多締控单体的组合导致从混合样品中TSNA惊人地高滞留，而保留仅最少量的尼古下。
[0129] 实施例5 将NIP用于处理烟草提取物可W将如上述产生的NIP结合到SPE柱中并且可本领域技术人员已知的方法调节所述柱。于60°C用水提取切割或粉碎的烟草叶15-25分钟。通过过滤和干燥从溶液中分离出烟草。使所述溶液输送通过SPE柱并且从提取液中吸收TSNA。任选地使水输送通过所述柱并且与处理的提取液结合。然后排干柱并通过膜蒸发浓缩所述溶液，然后使浓缩物与提取的烟草再结合并在空气中干燥。可W使用包含0.5 %TFA的2X1ml的甲醇通过从 NIP中洗脱结合的化合物并使用HPLC-UV分析提取物来评估NIP的性能。
[0130] 实施例6 将NIP用于处理烟草提取物使用连续提取方法，将美国共混型碎烟草叶装载到第一提取室中，其中加入超临界二氧化碳。在接触烟草之后，将二氧化碳加入装有NIP的第二提取室。已经接触所述聚合物之后，将二氧化碳返回至第一提取室并再与所述烟草接触。继续所述循环过程直到烟草的 TSNA含量已经减少至期望水平，于是从该系统中排放出二氧化碳，并且从第一室中去除烟草。然后在第二室中的NIP再生W重复使用。
[0131] 实施例7 将NIP用于样品分析通过添加25mg的NIP制备SPE柱。将测试样品添加到柱中，例如，5ml的可能包含TSNA的人尿。使样品输送通过所述柱，其然后将经受真空W去除所有液体并确保NIP材料是干燥的。进行洗涂W去除可能与NIP非特殊相关的任何干扰化合物，例如1ml的蒸馈水。在干燥之后，可W使用例如1ml的DCM从NIP中回收TSNA并使用HPLC量化。
[0132] 实施例8 将NIP用于吸烟制品参考附图，图1和2说明了具有包裹在通过接装纸4与烟雾过滤器3连接的包装2中的烟草的棒1的香烟形式的吸烟制品。为了清晰，接装纸4被显示与包装2隔开，但实际上它们紧密接触。
[0133] 在图1中，烟雾过滤器3包括Ξ个圆筒式过滤器元件3a、3b、3c。在过滤器的口端的第一过滤器元件3a为7mm长，由用7wt%的Ξ乙酸甘油醋增塑剂浸溃的乙酸纤维素丝束构成，在其长度上具有25mm的水表压降（watergaugepressure化op)。位于中间的第二过滤器元件3b，为5mm长的腔，包含150mg的活性碳颗粒。邻近棒1的第Ξ过滤器元件3c为 15mm长，具有在其长度上90mm的水表压降，并且包含80mg的乙酸纤维丝束。所述丝束被用 4wt%的Ξ乙酸甘油醋浸溃并且具有80mg的如本文所述对TSNA特有的NIP，^"Dalmatian" 形式均匀地分布在其整个体积内。
[0134] 在图2中所示的香烟与图1中的是类似的，除了烟雾过滤器3具有四个同轴、圆筒式过滤元件3a、3b、3c和3d之外。在口端的第一过滤器元件3a为5mm长，并且由用7wt〇/〇的Ξ乙酸甘油醋增塑剂浸溃的乙酸纤维丝束构成。与第一过滤器元件3a相邻设置的第二过滤器元件3b为5mm长的腔，包含200mg的根据本文所述产生的NIP。与第二过滤器3b相邻的第Ξ过滤器元件3c为10mm长并包括用7wt%的Ξ乙酸甘油醋浸溃的乙酸纤维纤维丝束。第四过滤器元件3d，位于第Ξ过滤器元件3c和棒之间，为7mm长并且所述棒包括80mg 的颗粒活性碳。在接装纸4中在径向平面A-A中形成通风孔5的环，当烟雾被吸入通过香烟时，其将空气传送到第Ξ过滤器元件3c中与第四过滤器元件3d连接处的下游约3mm处。
[0135] 实施例9 将NIP用于测试试剂盒参考图3,说明了适用于色谱法或SPE的典型的柱。该柱包括管11，其可W是圆柱形的并且由例如，金属、玻璃或塑料制成，和分别具有进口 12的第一端和具有出口 13的第二端，其口用来使所述柱与其他色谱法装置连接。可W独立地提供第一和第二端作为通过螺纹连接、过盈配合、焊接法等连接或可连接到柱的单独的片，但是也可W与柱整体地形成。可W 为该柱提供与出口相邻的底釉料（lower化it)14,其釉料上放置聚合物15。可W放置其他上釉料16,如在与该柱第一端更接近的聚合物的上表面上所示，留出适用于在上釉料和第一端之间装载样品的空间。
[0136] 可W将由任何上述单体和交联剂，或通过任何本文所述的方法形成的颗粒聚合物装到色谱法或固相提取柱中并用来从混合物(包括具有类似结构或官能度的分子）的其他成分中色谱分离化合物，例如，亚硝胺。可W将该柱与其他装置一起包装在试剂盒中W促进其使用，包括例如，调节柱的试剂、洗脱柱和再生NIP的试剂和用来操作成分的一种或多种工具巧日伊)、量筒和烧杯和使用该装置的说明书。可W在适合的容器中，或W适合装载到过滤柱中的离散量提供NIP。
[0137] 实施例10 通过悬浮聚合形成聚合物珠粒下面一系列实验说明了对所述聚合物物理性能的影响，其归因于单体和交联剂的聚合的八个可变的反应条件或反应参数的变化。使用试验方法的设计制备EDM和HEM的聚合物的19个样品（Nos.E1-E19)来建立在制备每个样品中使用的反应条件的值的不同组合。 W能够对彼此独立地改变反应条件的聚合的影响作出评估的方式选择每个实验的值。选择的参数和使用的范围为：交联剂狂U:单体（M)的摩尔比率 4:1-6:1 致孔剂的类型极性（乙酸乙醋（"化OAc"))或非极性（甲苯）致孔剂的量 0. 7-1.5wt% 引发剂的量 1. 5-3. 3wt%的过氧化苯甲酯聚乙締醇类型：低mol.wt/粘度（"Celvol203") 高mol.wt/粘度（"Celvol523") PVOH浓缩物 l-3wt%的水相固体含量 l〇-20wt〇/〇揽拌(揽拌速度）低（200;rpm)-高（300;rpm)。
[013引在下表4中总结了为每个反应选择的反应条件的值。在每个实验中，使用悬浮聚合方法聚合所述交联剂和单体。对于每个实验，通过在50°C下揽拌3小时使聚乙締醇溶解在水中W形成用于聚合反应的水相。在冷却至室溫之后，在配备有揽拌器的反应容器中将包含所述单体、引发剂和致孔剂的单体相与水相合并W形成悬浮液。揽拌所述悬浮液30分钟，并且然后加热至65Γ的溫度并在该溫度下保持18小时并且不断揽拌W影响聚合。在冷却之后，从混合物中过滤生成的聚合物并用溫水、甲醇和乙酸乙醋洗涂。
[0139] 在实验中产生的聚合物的物理特征根据具体反应条件而改变，并且也被在下面的表4中记述。
[0140] 在下面的表5中说明了反应条件的变体对在每个实验中产生的聚合物珠粒的质量的影响。在表5中，在携带相关实验数据的方格中表明了实验的结果。将方格画阴影来表示产生的珠粒的质量。最深的方格表示其中聚合失败的实验；下一个较浅的阴影，形成不规则形状的颗粒；再下一个较浅的阴影，形成球形颗粒的团簇；最浅的阴影，形成球形珠粒与精细颗粒。无阴影方格表示形成明确定义的球形珠粒，而没有精细颗粒。在每个W下表格中，化是指邸MA ;M是指肥MA。
[0141]表2在试验E1-E19中的聚合的分析
[0142] 前述实验证实，可W在包含水性聚乙締醇溶液，优选包含大于2wt%，可能最高4或 5wt%的PV0H(其也应当优选是高mol.wt. /粘度级别的，如W商标Celvol523供应的)稳定剂的存在下，通过悬浮聚合交联剂和单体形成良好质量的聚合物珠粒。通过使用任何一种或多种W下物质可W有助于明确定义的NIP珠粒的形成：(a)相对高量的引发剂，例如，至少3wt%(b)非极性致孔剂，例如甲苯和（C)具有相对低的固体含量的反应混合物，例如，约lOwt%也。据信由于相对高含量的聚乙締醇和可能也由于相对高含量的引发剂，聚乙締醇的残余物W对改进相对于尼古下对含亚硝基化合物的选择性有效的量变得结合到所述多孔珠粒中。
[0143] 实施例11 评估通过悬浮聚合形成的珠粒通过在每个聚合物上实施W下2-步骤提取测试证实了在实施例10的实验号E3-E5和E7-E19中产生的NIP在吸附亚硝基化合物和其相对于尼古下的吸附选择性中的性能。未测试实验号E1、E2和E6的较差聚合的产品。
[0144] 制备了在抑为6.3的15mM憐酸盐的水性缓冲溶液中包含4μκ/πι1的尼古下 ("NIC")、80ng/ml的NNN、80ng/ml的ΝΝΚ、80ng/ml的NAT和 40ng/ml的ΝΑΒ的测试溶液。对于每个测试，首先在室溫下通过揽拌NIP的样品与5ml的乙醇来调节125mg的各实施例10的NIP，通过过滤该混合物通过10化的釉料去除所述乙醇，在室溫下揽拌该样品与 5ml的蒸馈水2分钟，并再过滤所述混合物通过10化的釉料。在测试的步骤1中，在约5°C 下

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

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