含亚硝基化合物的选择性分离的制作方法
[0145] 在下面的表6中总结了独立的NIP的结果,其对于每个测试的NIP,把在测试的 (a)步骤1和化)步骤2之后剩余在测试溶液中的尼古下("NIC")、NNN、NNK和NAT的wt% 列成表。在最后一行显示了所有19个实验的平均值W提供NIP的总性能指示。
[0146]表 6
[0147] 在表6中超过100%的回收值是由在实验误差的限值内的测量值的改变引起的。
[0148] 测试的NIP都显示了相对于尼古下对TSNA的良好选择性,因为在步骤1之后至 少81. 7%的尼古下残余在溶液中,而残留在溶液中NNN、NNK和NAT的量分别为至多46. 0%、 29. 7%和21. 7%。发现残余在溶液中的尼古下的百分比在步骤2之后增加,表明了在提取步 骤中尼古下被NIP相对弱地吸附,并且可W在洗涂步骤中释放,导致在一些情况下100%的 回收。
[0149] 虽然被NIP测试的TSNA的提取速度在四种TSNA之间变化,但在步骤1和步骤2 之后,通过绘制每个NIP提取NNK、NAT和NAT的速度对提取N順的速度获得的相对提取速 度,表现出非常良好的相关性。
[0150] 可W使用实验软件设计,如UmetricsABW商标Μ孤DE出售的, 通过计算机分析实验数据W生成检测的每个参数的系数,其表示参数对NIP的性能的 积极或消极影响。图4a和4b为分别绘制了关于在步骤1 (提取)之后残留在测试溶液中 的尼古下的wt%和所述聚合物从溶液中去除的NNN的wt%的反应参数的系数的图表。图4c 和4d是绘制了在步骤2 (提取和洗涂)之后的系数的类似图标。在每个图表上的垂直条从 左至右绘制了W下反应参数的系数。 摩尔比率 邸MA狂L):肥MA(M) 致孔剂类型 极性(叩tOAc)")或非极性("Tol") 致孔剂量 化R 引发剂量 "I" PV0H类型 低MW( "C523)"或高MW( " (C203)") 固体含量 "PVA" 揽拌速度 "巧m"。
[0151] 在图4a-4d中,正值表示期望的效果;负值,不期望的效果。
[0152] 由此,对于尼古下,该条表明对于每个参数,在当使用高值的参数时残余在溶液中 的尼古下的量与当使用中等水平时残余的量相比,百分比点的平均值差异。因此,正系数表 明当使用高值的参数时更多的尼古下残余在溶液中,而负值表明更少的尼古下含量残余在 溶液中。对于順N和其他TSNA,条也表明,对于每个参数,在当使用高和中等值的参数时残 余在溶液中的尼古下的量之间平均值差异。然而为了促进关于尼古下和的参数的效果 的对比,在图表中绘制了百分比点数据的反平方(inversesquare)(NNN=NNN-2),W致正 系数表明当使用高值的参数时较少的NNN残余在溶液中,而负系数表明当使用高值的参数 时更高含量的TSNA残余在溶液中,且因此较低的NIP提取速度。
[0153] 因为所有测试的TSNA的吸附速度彼此相关联,N順的系数代表被测试的所有四种 TSNA。
[0154] 在图表上的每个绘制具有误差条。误差条穿过零线的情况,其结果不认为有统计 学意义。
[0155] 考虑到统计学意义绘制,可W发现使用非极性致孔剂("Tol")是正的,因为在每 个步骤之后残余在测试溶液中的尼古下的量增加,而使用极性致孔剂是负的,因为残余在 每个步骤中的尼古下的量降低。
[0156] 虽然在步骤1之后增加致孔剂("P0R")和引发剂("I")的量对尼古下含量的 影响是负的,但是该影响在步骤2之后不再显著,然而,在测试的两个步骤中增加含量的致 孔剂对TSNA含量的影响都是正的,其表明尼古下比TSNA较弱地结合到NIP并且如果期望 的话,可W在进一步处理步骤中,如用水洗涂,被从NIP中回收。
[0157] 更高的化:Μ(交联剂:单体)比率,(例如,二-或多締基单体:单締基单体)具 有正影响,因为其在两个步骤中增加了吸附TSNA,特别是Ν順的速度。
[015引 实施例12 反应条件对珠粒尺寸的影响 下列系列实验说明了由于用于聚合单体和交联剂的四种参数的改变对聚合物珠粒的 粒度的影响。在70°C的溫度下,在具有lOwt%的固体含量的反应混合物(其被W25化pm的 速度揽拌)中,在甲苯致孔剂、高分子量的聚乙締醇(Celvol523)的存在下通过悬浮聚合 EDM和HEM制备聚合物的17个样品(nos.N1-N17)。在每个实验中,通过设计实验方法 建立Ξ个选择的参数的值,W便能够使用DoE软件巧日UmetricsABW商标版)DDE出售的) 对单独和与其他参数一起变化每个参数对粒度和TSNA选择性的影响做出评估。为运些实 验选择的参数为: 邸MA:肥MA狂L:M)的比率 4:1-6:1 引发剂的量 1.0-4. 67wt. % PV0H的量 1. 0-4. 5wt. %的水相 致孔剂的量 1. 0-1. 7血/邑。
[0159] 在其他系列的实验(A-C)中,研究了不同量的致孔剂的影响。为运些实验选择的 参数为: 交联剂:单体的比率 5:1 引发剂的量 2.84wt.〇/〇 PV0H的量 3. 0wt. %的水相 致孔剂的量 1. 0-1. 7血/邑。
[0160] 在下面的表7中总结了每个实验的单独的反应条件。在表7中也提供了每个实验 中产生的聚合物珠粒的颗粒的平均直径和产生的精细颗粒的估算体积。
[0161] 表7.反应条件对珠粒尺寸的影响
[0162] 在所有实验中,在不聚结的情况下产生了聚合物的球形珠粒。在一些情况下也产 生精细颗粒,但是不超过4wt%的量。当使用1.5-4. 5wt. %的PV0H进行该反应时,产生更 少量的精细颗粒,表明约3wt. %的最佳浓度。
[0163] 图5和6是使用上述DoE软件分析具有所述反应参数的实验N1-N17的聚合物珠粒 的粒度的变化获得的。图5说明了在具有PV0H浓度的实验中产生的聚合物珠粒的粒度的 变化,表示为体积的平均粒径(d4, 3V)。图6绘制了PV0H相关浓度、交联剂狂L)、引发剂、 PV0H浓度平方(在图6中显示为PV0H冲V0H)的影响W及使用高交联剂:单体比率与高含 量的引发剂的总相互作用影响的系数。分析表明,所述珠粒的粒度最显著地受反应中PV0H 的浓度(较高的浓度影响倾向于产生更小的粒度)的影响。使用的引发剂的量对粒度也有小 的影响,较高的浓度倾向于产生更大的粒度。
[0164] 在进一步的实验中,如上所述使用W下条件进行: 邸MA:肥MA狂L:M)的比率 4:1 引发剂的量 3. 3wt.% PV0H的量 2. 8wt. %的水相 致孔剂的量 1. 27血/邑。
[0165] 所述产品为具有在干燥状态中0. 35g/ml的堆积密度、308m2/B的BET表面积、 0. 77g/ml的孔体积和100A的平均孔径的珠粒的形式。
[0166] 实施例13 反应条件对选择性的影响 通过根据实施例11所述的程序在各化合物上进行提取实验,证明了在实施例12中制 备的NIP在亚硝基化合物的吸附、其相对于尼古下对其吸附的选择性方面的性能。
[0167] 测试了每个NIP样品并且在表8中总结了两组结果的平均值。Αν."开头的柱显示 了在每个实验中所有四种TSNA的(順Ν、ΝΝΚ、NAT和ΝΑΒ)的平均提取速度。
[0168] 表8提取尼古下和TSNA
[0169] 在图7a和化中图示总结了结果。图7a显示了步骤1 (在步骤1(仅装载)之后 从测试溶液中提取的wt%)的结果。图化显示了步骤2 (在步骤1和2 (装载+洗涂)之后 从测试溶液中提取的wt%)的结果。在每个图表中从左至右,水平条标记对20种NIP从测试 溶液中分别提取的尼古下(NIC)、NNN、NNK、NAT和NAB的wt%的测试中获得的值的范围。 在最右边的条(平均TSNA)标记运20种NIP提取所有四种TSNA的平均速度的值的范围。
[0170] 图7a和化显示,NIP相对于尼古下对所有TSNA是强选择性的吸附剂,,NAT是最 强吸附的,順N是较弱吸附的。在每种情况下,通过洗涂步骤减少提取的尼古下和TSNA的 wt%。在TANA中,順N的保持是被洗涂最强影响的。尼古下比任何TSNA较弱地结合到NIP 并且如果期望的话,可W在进一步处理步骤巧日用水洗涂)中被从NIP中回收。
[0171] 在图8a-8d中显示了使用Μ孤DE软件计算的每个参数对测试程序的步骤1 (仅装 载)和步骤2 (装载和洗涂)中尼古下和TSNA的提取的影响的系数。图8a和8b设及步骤 1中提取尼古下和分别提取TSNA的平均速度,图8c和8d设及步骤2中各自的提取速度。
[0172] 从图8a和8b中可W看出,在测试的步骤1中,使用的引发剂的量对尼古下和TSNA 的提取速度具有显著的正影响。
[0173] 图8c和8d显示了,对于步骤2,尼古下和TSNA的提取速度随着引发剂的量的增加 而增加,如在步骤1中,但是使用的聚乙締醇的量也具有有益的影响,因为尼古下的提取速 度随着聚乙締醇的量的增加而降低。因此在提取之后包括洗涂的提取方法中,将聚乙締醇 用于NIP的制备对从TSNA和尼古下的混合物中选择性提取TSNA是有益的,因为聚乙締醇 抵消了引发剂对尼古下的吸附水平的影响。如之前解释的,据信运是将聚乙締醇的残余物 结合到交联的聚合物中的结果。
[0174] 图9a和9b显不了由上述数据生成的两个响应面(responseSU计ace)图表,图 9a设及在步骤2之后的尼古下提取,图9b设及在步骤2之后的TSNA的平均提取速度。将 在X-轴上显示的反应混合物的PV0H含量对y-轴上的引发剂含量绘图。图表上的等值线 (contourline)连接提取的wt%相同的点,在每行上的标签中显示了提取的量的值。W虚 线指定的矩形区域表示其中引发剂和PV0H的量可能提供在TSNA和尼古下的提取之间的良 好的平衡的区域。其延伸自约2. 5wt. %或更多的PV0H和1. 75wt. %或更多的引发剂。因 此看来很可能使用高含量的PV0H和引发剂可W有益于生产相对于尼古下对TSNA有选择性 的聚合物。从图9中推断,运些水平可能可W高于在运些实验中使用的4.5wt. %的最大水 平。然而,使用更高量的PV0H可W增加处理成本。由此,PV0H在更高溶度下更难溶解,在 聚合时可能生成更多的精细颗粒,所得到的悬浮液的粘度增加导致过滤的困难,并且将需 要更多的全面洗涂W去除PV0H。因此最佳量表示在运些因素之间的折衷。
[0175]PV0H对测试溶液中的尼古下和TSNA的洗脱速度的影响可W取决于TSNA和尼古 下的相对极性。图10在同一图表中显示了在步骤2之后尼古下和每个独立的TSNA的提取 系数。按照其中它们被通过反相液相色谱法("HPLC")洗脱的顺序绘制了该系数,其转而 取决于设及的化合物的极性。可W看出,PV0H含量的增加降低了最极性化合物(尼古下) 的提取并且增加了最低极性化合物(NAB)的提取。引发剂增加了所有化合物的提取,但对 于更极性的化合物影响最强。将高的二-或多締基:单締基单体比率与高含量的引发剂 巧DMA*I)结合使用相互作用影响降低了较低极性化合物的提取。
[0176] 实验A-C显示,与实验N15-17的那些相比提取速度没有显著的不同,其表明在 1. 0-1. 7mL/g内变化致孔剂的量对NIP相对于尼古下对TSNA选择性没有影响。
[0177] 使用的引发剂类型不可能影响NIP的性能。因此除了过氧化苯甲酯之外的引发剂 可W用于聚合反应。
[017引实施例14 使用各种单体形成珠粒 W下系列17个实验(Nos.P1-P16和P18)说明了试图使用具有不同极性的单締基单 体("单体")和交联剂(在实施例中二-或多締基单体),也就是说用或多或少疏水和亲 水的单体和交联剂,并且也使用酸性和碱性单体来形成聚合物。
[0179] 使用的单体如下,按极性增加的顺序列出。除了碱性的DEAE和酸性的MMM之外, 所有单体是中性的。 苯乙締(非极性、疏水) 甲基丙締酸甲醋(MMA)(-些极性官能度、疏水) 甲基丙締酸-2-径乙醋(HEMA)(亲水) N-乙締基化咯烧酬(NVP)顺性官能度、亲水) 甲基丙締酸2-二乙基氨基乙基醋值EAEM)(高极性、亲水、碱性) 甲基丙締酸(MAA)顺性官能度、酸性) 使用的交联剂如下,按极性增加的顺序列出: 二乙締基苯(非极性、疏水) Ξ径甲基丙烷Ξ甲基丙締酸醋(TRIM)(-些极性官能度、疏水) 乙二醇二甲基丙締酸醋巧DMA)(-些极性官能度、疏水) 二甘醇二甲基丙締酸醋值邸MA)(高极性、亲水)。
[0180] 通过悬浮聚合制备聚合物的17个样品。在每种情况下,在70°C下将包含M:化的 摩尔比率为1:5的单体(M)和交联剂狂L)的单体相、2.84wt%的过氧化苯甲酯(benxo^ peroxide)引发剂和1.27ml/g的甲苯致孔剂与包含3wt. %的高分子量聚乙締醇(Celvol 523)的水相混合W形成具有lOwt%的固体含量的悬浮液,其被W25化pm的速度揽拌18个 小时W产生聚合。在冷却之后,从混合物中过滤所得的聚合物并且用用溫水、甲醇和乙酸乙 醋洗涂。
[0181] 在表9中总结了聚合的结果和珠粒形成的质量。表中包括数字数据的每个单元包 括实施例号(P1-16和P18)、珠粒的体积平均粒度(化)、如果形成,精细颗粒形式("精细颗 粒")的约wt. %和形成的聚合物材料"Agg."的团簇或聚结物的约wt. %。
[018引 表9
[0183] 从表9中可W看出,在使用碱性单体的情况下,在DEAEM的情况下,没有形成聚合 物珠粒。在许多情况下聚合物颗粒的聚结物或团簇的形成与珠粒的形成一起发生。使用中 性或酸性单体获得明确定义的珠粒。