技术背景
聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂已广泛用于水的净化、化合物的分离纯化及药物制 剂等多种领域。其中,作为口服缓控释混悬剂的辅料,聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂在国外 已有药用规格辅料提供,如罗门哈斯(Rohm & Haas)和陶氏化学(Dow Chemical)均生产药 用级树脂。
然而,目前国内外聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的生产,均需使用二氯乙烷为溶 胀剂对聚苯乙烯交联共聚物溶胀后,进行磺化反应,而二氯乙烷为药学中的类溶剂, 对环境和生产操作者的健康都构成较大的威胁。其次,目前生产的树脂粒径多在400〜 2000 μ m范围,需经粉碎方能达到制剂载体所需要的粒径,而粉碎会部分地破坏树脂的结构,并产生新的表面,不利于制剂的稳定。再次,这种大粒径的树脂中常残留较多的苯乙烯 单体和其它杂质。
专利CN1331607公开了一种不存在有机溶胀剂的条件下,通过湿交联共聚物的磺化,制备强酸阳离子交换树脂的方法。但该磺化反应要求在105〜140°C温度下进行,并且 使用大量96〜100%硫酸(4〜8倍共聚重量)。这种高温和高浓度硫酸条件下的磺化不 可避免地会使树脂发生部分老化和氧化。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的制备方法,以克服现有技术存在的上述缺陷,满足药物制剂辅料的需要。
本发明的制备方法,包括如下步骤:
(1)共聚物的制备
以苯乙烯(St)为单体、二乙烯苯(DVB)为交联剂、过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂、 聚乙烯醇(PVA)为助悬剂、亚甲蓝为水相阻聚剂、水为反应介质,进行悬浮聚合反应,反应时间为4〜12h小时,反应温度为78〜97°C,然后从反应产物中收集共聚物,该共聚物呈球形;
各个组分的重量用量如下:
交联剂二乙烯苯为单体重量的4〜18% ;BPO为单体重量的0. 3〜3% ;
单体与水的重量比为:单体:水=1 : 2〜1 : 5 ;
聚乙烯醇在水中的重量浓度为0. 3〜2% ;亚甲蓝在水相中的浓度为5〜50ppm ;
优选的,采用程序升温的方法,进行聚合,包括如下步骤:
将各个组分在400〜700转/分钟的搅拌速度下,78〜82°C保持2〜4小时,然 后升温至88〜92°C并保持2〜3小时,再升温至93〜97°C并保持2〜3小时;搅拌下,冷 却至40〜50°C,然后从反应产物中收集共聚物;
(2)共聚物的磺化
将步骤(1)的共聚物置于氯仿中,室温下溶胀10〜60分钟,然后加入硫酸进行磺化反应,反应温度为60〜95°C,反应时间为4〜12小时,然后从反应产物中收集磺化物,为氢型树脂,然后将氢型树脂与NaOH反应,转变为钠型,再经洗涤、干燥,得到所述聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂;
共聚物与氯仿的重量比为1 : 0. 5〜1 : 2 ;
共聚物与硫酸的重量比为1 : 3〜1 : 5;
本发明的方法,采用悬浮聚合法制备粒径为20〜100 μ m交联聚苯乙烯球形共聚物;共聚物无需干燥过程,直接以氯仿作溶胀剂,在60〜95°C温度下进行磺化反应并转型为钠型磺化树脂;采用水和乙醇作溶剂进行树脂的纯化,制得聚苯乙烯磺酸钠离子交换树 月旨。采用氯仿代替二氯乙烷作溶胀剂的树脂制备过程,对环境和操作者的健康影响小,反应温度低,所得树脂的粒径小、颜色浅、纯度高、杂质少、符合美国和欧洲药典要求。
具体实施方式
取100g苯乙烯(99. 4wt% )和18g 二乙烯基苯(80. 2wt% )置分液漏斗中,用重量浓度为2% NaOH溶液萃取2〜3次,每次约100g,水洗至中性,得精制的苯乙烯和二乙烯 基苯,加1.2g BPO搅拌溶解。
在1L三口反应瓶中加入500g水和5g PVA,开动搅拌,待PVA溶胀后,加热至 50 士 2°C,使PVA完全溶解,再加入5mg亚甲蓝使完全溶解。然后加入上述精制并溶有BPO的苯乙烯和二乙烯苯,调整搅拌速度使乳滴粒径为100 μ m。加热升温至80士2°C并保持3小 时,然后升温至90士2°C并保持2小时,再升温至95°C并保持2小时。停止加热,继续搅拌 至温度降低至40°C左右。所得树脂用布氏漏斗滤过,85°C热水淋洗除去PVA和BPO的分解 产物,布氏漏斗抽滤,控制树脂的重量含水量在8 %以内。
取上述制得的交联聚苯乙烯共聚物100g置三口瓶中,加100g氯仿,室温下溶胀20 分钟,加300g硫酸,搅拌下加热升温至60士2°C,并保温3小时,再升温至回流(63〜65°C ) 并保温9小时。蒸去氯仿后,停止加热。稍冷后,在搅拌下,将上述磺化反应产物缓缓加入 到约1000ml纯水中,静置,倾去水层,树脂用水洗至近中性,得氢型树脂。
向所得树脂中加入重量浓度为10% NaOH溶液,使体系水相的pH大于12,搅拌反应60分钟。滤过,树脂纯水洗至中性,得聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂。
将上述树脂置三口反应瓶中,加6倍重量的去离子水,搅拌下加热至85士5°C,并保持2小时。稍冷后,滤过。水洗后的树脂置三口反应瓶中,加3倍重量的乙醇(95%),搅拌下加热回流2小时,稍冷后滤过。乙醇洗涤后的树脂置反应锅中,加5倍重量的纯水,搅 拌下加热至85士5°C,并保持2小时。稍冷后,滤过。树脂置90士5°C的烘箱中干燥至含水 5%左右。
采用欧洲药典标准进行检测,主要结果如表1 :
表1聚苯乙烯磺酸钠离子交换树脂的性质