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《东北林业大学》 2011年
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羧甲基纤维素—苦味酸衍生物的制备及其对肌酐和尿素的吸附性能

戴晓峰  
【摘要】:本课题是高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(项目编号:20060225008)和东北林业大学研究生论文资助项目(j2am02)。 慢性肾衰竭(chronic renal failure,CRF)是一种临床综合症,病因主要是患者体内聚集了两种主要的毒素-尿素、肌酐。因此去除体内过量的毒素是治疗慢性肾衰竭的关键,而口服吸附剂是治疗慢性肾衰竭的有效手段之一。本研究以羧甲基纤维素为载体,研制了一系列羧甲基纤维素衍生物:氧化羧甲基纤维素、苦味酸-羧甲基纤维素酯、苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯,将其做为一种新型治疗慢性肾衰竭的复合靶向口服吸附剂应用到对尿素和肌酐的吸附中,并对其稳定性以及吸附性进行了比较,同时对身体内重要物质维生素B6的吸附性进行了测定。研究结果如下: 以酸化的羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,氧化剂选择就有选择性功能的高碘酸钠。在酸性的条件下,制备了氧化羧甲基纤维素,采用FTIR、XRD、DSC和元素分析以及化学官能团测定(碱熔法测醛基含量)等手段对氧化羧甲基纤维素的结构进行表征,结果表明氧化CMC已经生成。考察了反应温度、反应时间、物料比和反应介质pH值对吸附尿素的影响。通过对回收率的测定,确定出反应的最佳溶剂,研究了氧化羧甲基纤维素的醛基含量与尿素吸附容量之间的关系,并研究了氧化羧甲基纤维素对尿素的吸附平衡和动力学曲线。实验表明,高碘酸钠与氧化CMC质量比为4:1,反应温度50℃,反应时间为3h,反应介质的pH为2,溶剂为乙醇,此时醛基含量为85.23%,产率为90.5%。在模拟人体生理条件下,吸附温度为37℃,吸附介质的pH为7时,对尿素的最大吸附容量为38.60mg/g.吸附平衡时间为6h。吸附等温线符合Freundich方程。利用热力学函数计算了氧化羧甲基纤维素对尿素的等量吸附焓、吸附自由能和吸附熵,氧化羧甲基纤维素对尿素的吸附为化学吸附为主的吸热过程。 以羧甲基纤维素(CMC)和苦味酸(PA)做为原料,采用条件温和的酰氯化合成的方法制备了苦味酸羧甲基纤维素酯(CMC-PA)。通过FTIR、元素分析、XRD、CPMA 13CNMR等对其结构进行表征,以氮质量分数作为量化指标,考察了反应温度、反应时间、物料比、吡啶的用量对CMC-PA制备的影响。红外光谱、元素分析、CPMAS13CNMR表明CMC-PA已生成:通过单因素实验得出合成条件为:m(苦味酸):m(酰化的羧甲基纤维素)=2:1,吡啶用量为50ml,反应温度85°C,反应时间4h。在模拟人体生理介质的条件下,测定了CMC-PA对肌酐的吸附性能,绘制了吸附动力学曲线和吸附等温曲线。结果表明,CMC-PA对肌酐的吸附平衡时间为10h,对肌酐的最大吸附量为1.75mg/g。肌酐在CMC-PA上的吸附平衡符合Freundich方程,说明主要是化学吸附,且吸附指数(1/n)小于1,表明吸附为“优惠吸附”。 在模拟人体生理介质的条件下,采用紫外分光光度法(UV),以358nm为测定波长,分析了pH值、水解时间以及放置时间对CMC-PA稳定性的影响;以303nm为测定波长,测定了在不同吸附时间下CMC-PA对维生素B6的吸附性能。研究结果表明,4~6 h在pH值分别为1、2、8的缓冲溶液中,CMC-PA的水解率分别为0.47%~0.69%、0.213%~0.226%、1.318%~1.418%,室温下放置2、4、6、8个月后,37°C时对肌酐的吸附容量相比与新制CMC-PA相比没有发生明显的变化,另外,CMC-PA在不同时间条件下,对维生素B6没有明显的吸附。 以酸化的羧甲基纤维素钠为原料,高碘酸钠为选择性氧化剂,在酸性条件下制备氧化的羧甲基纤维素。再将氧化的羧甲基纤维素的6位的羧基进行酰化,与苦味酸反应制备复合靶向口服吸附剂苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯。通过XRD、FTIR、元素分析和及化学官能团测定(碱熔法测醛基含量)等手段对苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯的结构进行表征,结果表明苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯已生成;在模拟人体生理介质的条件下,测定苦味酸-氧化羧甲基纤维素酯对尿素和肌酐的吸附性能,对尿素和肌酐的吸附平衡时间分别为10h和6h,醛基含量为75.23%.对尿素和肌酐的饱和吸附容量分别为16.08 mg/g和2.10 mg/g。尿素在氧化CMC-PA上的吸附等温线均符合Freundich方程,说明主要为化学吸附且吸附指数(1/n)小于2,表明吸附为“优惠吸附”。利用热力学函数计算了氧化CMC-PA对尿素的等量吸附焓、吸附自由能和吸附熵,。氧化CMC-PA对尿素的吸附为化学吸附为主的自发吸附的吸热过程:氧化CMC-PA主要的吸附机理。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O621.3;O647.3

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