UA120245C2 - Кульки для селективного видалення нітрозовмісних сполук - Google Patents

Abstract

У заявці описаний не підданий молекулярному вдруковуванню полімер, який здатний адсорбувати специфічні для тютюну нітрозаміни, вказаний полімер утворений з мономера, який містить полярні функціональні групи, і зшиваючого реагенту, який є некислотним, один із зазначених мономерів є гідрофільним, другий є гідрофобним. Кульки можна отримати суспензійною полімеризацією мономера і зшиваючого реагенту у водному середовищі в присутності стеричного стабілізатора і пороутворювача виділення полімеризованого матеріалу з реакційної суміші. Кульки можна застосовувати, наприклад, для аналізу та виділення нітрозамінів з біологічних рідин і для обробки та виготовлення тютюнових продуктів і тютюнових матеріалів.

Description

Галузь техніки, до якої належить винахід

Даний винахід належить до способу видалення нітрозовмісних сполук з матеріалу, що містить такі сполуки. В одному варіанті здійснення воно належить до пористих кульок абсорбуючого матеріалу і до їх застосування для видалення нітрозовмісних сполук з матеріалу, який містить їх. Воно також належить до способів отримання кульок за допомогою суспензійної полімеризації. Воно також належить до тютюну і його похідних, в яких вміст нітрозовмісних сполук зменшено порівняно з нікотином за допомогою способів або з застосуванням пористих кульок, пропонованих в даному винаході.

РІВЕНЬ ТЕХНІКИ

В тютюновій промисловості сорбенти використовують для селективного кількісного визначення небезпечних сполук, що містяться в продуктах на основі тютюну або видалення таких сполук з таких продуктів і ці сполуки спочатку містяться в самих свіжих листках тютюну або утворюються при обробці продукту (наприклад, при зав'яленні) або його споживанні (наприклад, шляхом куріння або жування). Прикладами таких сполук є нітрозовмісні сполуки, такі як нітрозаміни, особливо нітрозосполуки, відомі, як специфічні для тютюну нітрозаміни

ССТНА") та їх попередники. СТНА включають:

М

(о -дД- М ра

М" о

І

4-(метилнітрозаміно)-1-(З-піридил)-1-бутанон ("ММК"),

Р

У

М-ж- М--

ХМ / ще 4-(метилнітрозаміно)-4-(З-піридил)бутаналь ("ММА"),

НА у х

М дб й

М 6)

М-нітрозонорнікотин ("МММ"), м: Й

М дДЙЩ0- ха о

М-нітрозоанабазин ("МАВ"),

Ї

М

С

Ша

Сх

М

М-нітрозоанатабін ("МАТ"),

М

(о

М дЙВ7О' мо

ОН

4-(метилнітрозаміно)-1-(З-піридил)-1-бутанол ("ММАГ", 6)

І/

М х

М-- М--

Ку 4-(метилнітрозаміно)-4-(З-піридил)-1-бутанол ("ізо-ММАЇ " і

І5(,; чай

М- М-- /

М

Х

(6) 4-(метилнітрозаміно)-4-(З-піридил)бутанову кислоту ("ізо-ММАС").

Матеріали, отриманий за допомогою молекулярного вдруковування (молекулярно вдруковані полімери або "МВП"), є полімерами, що містять центри, яким додана здатність селективно зв'язуватися з цільовими сполуками.

Зроблена спроба видалення нікотину з тютюнового диму з використанням МВП, як це описано в публікації І їм, У., еї аІ., Моїесціапу ітргіпєієа Зоїїа-Рназе Ехігасіюп б5огбепі ог Ветомаї ої Місоїйпе їот Торассо ЗтокКе, Апаїуїїса! ІенНегв5, Мої. 36, Мо. 8, рр. 1631-1645 (2003). МВП, описані в цій публікації розроблені для зв'язування нікотину, а не нітрозамінів. Залишається неясним, чи дійсно МВП є селективним по відношенню до нікотину, оскільки в науковій методиці, використаної для отримання даних, були відсутні основні перевірочні елементи.

В УМО 2005/112670, розкриття якої включений в даний винахід в якості посилання, розкриті

МВП, які більш селективні по відношенню до СТНА, ніж по відношенню до нікотину. А саме, при взаємодії з сумішшю СТНА і нікотину МВП адсорбують пропорційно більше СТНА, ніж нікотину.

МВІП одержують шляхом полімеризації кислого або сильно кислого мономера, такого як метакрилова кислота ("МАА"), трифторметакрилова кислота ("ТЕМАА"), 4-вінілбензойна кислота або 4-вінілбензолсульфонова кислота, з використанням зшиваючого реагенту, такого як етиленглікольдиметакрилат СЕДМА"), триметилолпропантриметакрилат (ТРІМ) або пентаерітріттетраакрілат, в присутності молекули-шаблону, такий як 4- (метилпропеніламіно) -1- піридин-3-ілбутан-1-ол (4МРАРВ") або піридинкарбінол. Одержані матеріали описані в прикладах, як знаходяться в порошкоподібної формі, отриманої подрібненням і помелом твердого полімеру.

В УМО 2008/068153, розкриття якої включений в даний винахід в якості посилання, також розкрито МВП, селективні по відношенню до СТНА, які отримані шляхом полімеризації нейтральних мономерів, таких як 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА"), з гідрофобними зшиваючими реагентами, такими як ЕДМА, в присутності молекули-шаблону, такий як енаміновий, амідний або сульфонамідний аналог СТНА. В УМО 2008/068153 для зіставлення також розкритий не підданих молекулярному вдруковування полімер ГЕМА і ЕДМА. Полімери описані в прикладах, як знаходяться в формі моноліту, який можна подрібнити і розмолоти в порошок.

КОРОТКИЙ ВИКЛАД СУТІ ВИНАХОДУ

Згідно винаходу було встановлено, що деякі не піддані молекулярному вдруковуванню полімери ("НВП"), які в широкому сенсі включають не піддані молекулярному вдруковуванню полімери некислотного мономера (наприклад, моноалкенільного мономера) і зшиваючого реагенту (наприклад, ді-, три або поліалкенільного мономера), містять полярні функціональні групи, один мономер або зшиваючий реагент є гідрофільним, інший є гідрофобним, можна використовувати для видалення одного або більшої кількості нітрозовмісних сполук з матеріалу, що містить сполуку або сполуки.

Одним об'єктом даного винаходу є спосіб селективного видалення нітрозовмісної сполуки з матеріалу, що містить сполуку, вказаний спосіб включає взаємодію матеріалу з не підданим молекулярному вдруковуванню полімером некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною.

НВП також можуть бути застосовні для селективного видалення нітрозовмісних сполук з їх сумішей з нікотином. Іншим об'єктом даного винаходу є спосіб селективного видалення нітрозовмісної сполуки з матеріалу, що містить сполуку і нікотин, вказаний спосіб включає

Зо взаємодію матеріалу з селективно адсорбуючим нм підданих молекулярному вдруковуванню полімером некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною.

Нікотин формули

Н

ВИ й

М ; як можна бачити, містить гетероароматичне і гетероциклоаліфатичний атоми азоту, але не містить у своїй молекули нітрозо-, карбонільну, гідроксильну або карбоксилатні групи.

Передбачається, хоча даний винахід не залежить від цієї теорії, що застосування сополімеру, одержаного з мономерів, які мають різну гідрофобність, призводить до конфігурації ділянок або доменів, які переважно пов'язуються з неполярними фрагментами відповідних невеликих молекул, і ділянок або доменів, з якими полярні фрагменти відповідних невеликих молекул можуть легше зв'язатися і, можливо, утворити водневі зв'язки, ці ділянки або домени призводять до спостережуваних відмінностей в адсорбції без необхідності молекулярного вдруковування.

Іншим об'єктом даного винаходу є пористі кульки з непідданого молекулярного вдруковування полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, і додатково містить залишки полівінілового спирту.

Даний винахід також належить до способу отримання кульок полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, і додатково містить залишки полівінілового спирту, спосіб включає суспензійну полімеризацію (а) мономерної фази, яка містить пороутворювач, ініціатор, некислотний мономер і зшиваючий реагент, що містять полярні функціональні групи, і

(Б) водної фази, яка містить полівініловий спирт в такій кількості, що залишки полівінілового спирту знаходяться в кульках в кількості, ефективній для промотування селективності.

Встановлено, що умови для суспензійної полімеризації, які ефективні для отримання полімерних кульок, які мають селективність по відношенню до нітрозосполук, особливо по відношенню до СТНА порівняно з нікотином, є більш вимогливими, ніж умови для звичайної блок-полімеризації. Передбачається (хоча даний винахід не залежить від цієї теорії), що комбінація відносно великих кількостей нерозчинного у воді ініціатора і відносно великих кількостей полівінілового спирту призводить до того, що залишки полівінілового спирту прищеплюються до отриманого полімеру. Передбачається, що ці залишки разом з вільними радикалами, що утворюються з відносно великих кількостей ініціатора, які промотують щеплення, щонайменше частково визначають селективність і також можуть впливати на характеристики полімеру, наприклад, приводити до укорочення ланцюгів і збільшенню ступеня зшивання. Хоча полівініловий спирт відомий, як диспергуючий засіб при суспензійної полімеризації вінілових і дивінілових мономерів, наприклад, у присутності толуолу в якості неводного розчинника для суміші мономерів, його здатність промотувати селективність стосовно нітрозосполук раніше не описана. ОКау еї аї., 9У. Арр. Роїутег зсі., 46, 401-410 розкрили отримання кополімерних кульок 2-гідроксиетилметакрилату і етиленглікольдиметакрилату. Полімеризацію проводять в 20 95 водному розчині хлориду натрію з бентонітом в комбінації з желатином як стабілізатор суспензії і з 1,5 95 мас. Бензоілпероксід в якості ініціатора. Не очікується, що ці кульки мають таку ж селективність, як описані в даному винаході. Крім того, встановлено, що водні середовища, не містять розчинних солей, ефективні для отримання кульок, які мають вказану вище селективність.

В іншому варіанті здійснення даний винахід належить до молекулярно вдрукованих пористих кульок полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, і додатково містить залишки полівінілового спирту.

Для отримання молекулярно вдрукованих полімерних кульок даний винахід включає суспензійну полімеризацію некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, в присутності

Зо структурного аналога СТНА ії полівінілового спирту з отриманням молекулярно вдрукованого полімеру, пов'язаного зі структурним аналогом СТНА і містить залишки полівінілового спирту, і видалення структурного аналога СТНА з кульок.

Матеріали, з яких видаляють нітрозосполуки, можуть містити тільки нітрозосполуки або містити їх разом з іншими сполуками, включаючи нікотин. В деяких варіантах здійснення матеріал містить тютюн (цей термін включає листя тютюну, середні жилки тютюнового листя, замінники тютюну і суміші тютюну та замінників тютюну). В іншому варіанті здійснення матеріал містить похідні тютюну, включаючи, наприклад, екстракт тютюну, отриманий взаємодією тютюну з розчинником. Іншими прикладами похідних тютюну є дим або аерозоль, що утворюється при горінні або термічному розкладанні тютюну. У цих випадках матеріал зазвичай містить нікотин разом з нітрозосполуками, а саме, СТНА.

В одному варіанті здійснення, наприклад, тютюн можна обробити водою або іншою екстрагуючою рідиною з отриманням екстракту; екстракт можна обробити полімером, визначеним вище; і матеріал, що залишився в екстракті, можна повторно об'єднати з тютюном.

Полімер можна промити після обробки екстракту і нікотин витягти з промивних розчинів, і нікотин, який містився в промивних розчинах повторно об'єднати з обробленою рідиною.

Даний винахід також належить до сигарети або іншого продукту, що містить тютюновий матеріал, в якому зменшений вміст нітрозамінів в порівнянні з нікотином, зменшення проведено шляхом обробки тютюнового матеріалу водою або іншою екстрагуючою рідиною з отриманням екстракту; обробки екстракту селективно адсорбуючих не підданих молекулярному вдруковуванню полімером некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною; і об'єднання матеріалу, що залишився в екстракті, з тютюновим матеріалом.

Даний винахід також належить до набору, що включає кульки полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, полімер містить залишки полівінілового спирту і більш селективний по відношенню щонайменше до однієї нітрозовмісної сполуки, ніж по відношенню до нікотину, і додатково включає один або більшу кількість наступних об'єктів: (а) інструкції по застосуванню кульок для проведення щонайменше однієї з таких дій: аналізу, виявлення, кількісного визначення, відділення, екстракції, зменшення вмісту або бо видалення нітрозовмісних сполук, що містяться в зразку;

(Б) колонку для твердофазної екстракції ("ТФЕ"), хроматографії або іншої методики фільтрування; (с) деяка кількість будь-яких із зазначених вище кульок, розділена на окремі порції, придатні для завантаження в колонку для фільтрування; (4) колонку для ТФЕ, хроматографії або іншого фільтрування, заповнену деякою кількістю будь-яких із зазначених вище кульок; (є) реагенти для кондиціонування колонки; (Ї) реагенти для елюювання колонки і регенерації кульок; і (9) один або більшу кількість наступних об'єктів: шпатель, мірний циліндр, стакан або інший засіб для операцій з інгредієнтами.

Зокрема, до зазначених вище кульок або набору або іншого застосування, зазначеному в даному винаході, може ставитися одна чи більша кількість з наступних: (а) кульки можуть містити залишки полівінілового спирту; (Б) кульки можуть бути молекулярно вдрукованими для видалення нітрозовмісних сполук з матеріалу, який містить їх; (с) кульки можуть видаляти нітрозовмісні сполуки з матеріалу, який містить їх, але не є молекулярно вдрукованими; (4) некислотний мономер можна вибрати з групи, що включає 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА), 2-гідроксіпропілметакрілат, З-гідроксіпропілметакрілат, гліцеринмоноакрілат, гліцеринмонометакрілат, 2- (4-вінілфеніл) -1,3-пропандіол, акриламід, М-метілакріламід та їх суміші, і зшиваючий реагент є гідрофобним; (є) зшиваючий реагент можна вибрати з групи, що включає етиленглікольдиметакрилат (ЕДМА), триметилолпропантриметакрилат ("ТРІМ"), тетраметиленгликольдиметакрилат, М, М'- метіленбісакріламід, М, М'-етіленбісакріламід, М, М'-бутиленбісакріламід, М, М'- гексаметіленбісакріламід і їх суміші; (Її некислотний мономер можна вибрати з групи, що включає стирол, метілстірол, етілстірол, 2-вінілпірідін, вінілтолуол, етілгексілакрілат (ЕГА), бутилметилакрілат (БМА), метилметакрилат і їх суміші, і зшиваючий реагент є гідрофільним; (9) зшиваючий реагент можна вибрати з групи, що включає М, М'-метиленбісакриламід, ді

Зо (етиленгліколь) диметакрилат ("ДЕДМА"), пентаерітріттетраакрілат, три (етиленгліколь) диметакрилат, тетра (етиленгліколь) диметакрилат, полі (етиленгліколь) диметакрилат і пентаерітріттріакрілат (ПЕТРА) та їх суміші; (п) полімером може бути сополімер 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА) та гідрофобного зшиваючого реагенту; (і) полімером може бути сополімер 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА) і етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА); () полімером може бути сополімер 2- або З-гідроксіпропілметакрилата (ГПМА) і гідрофобного зшиваючого реагенту; (К) полімером може бути сополімер 2- або З3-гідроксіпропілметакрилата (ГПМА) і етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА); () фрагменти зшиваючого реагенту в полімері можуть перебувати в молярному надлишку по відношенню до кількості фрагментів мономера; або (т) фрагменти зшиваючого реагенту і мономера можуть міститися в полімері в молярному відношенні, що становить від З: 1 до 10: 1; або (п) молярне ставлення фрагментів зшиваючого реагенту і некислотного мономера в полімері може становити від 4:1 до 6:1.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

У наведених нижче прикладах описано конкретні варіанти здійснення НВП та їх застосування, але тільки як приклади і для ілюстрації, з посиланням на додані креслення, на яких представлено наступне: на фіг. 1 приведений вид збоку часткового поздовжнього перерізу з розривом курильного виробу з фільтром для тютюнового диму, запропонованим в даному винаході; на фіг.2 наведено аналогічний представленому на фіг. 17 вид курильного виробу з альтернативним фільтром для тютюнового диму, запропонованим в даному винаході; на фіг. З приведено поздовжній перетин колонки, використаної для хроматографічного або твердофазного поділу, включеної в набір; фіг. 4а-4г графічно ілюструють деякі з даних, наведених у прикладі 11; фіг. 5 і 6 графічно ілюструють деякі з даних, наведених у прикладі 12; фіг. 7а, 76, ва-вг, 9а, 96 і 10 графічно ілюструють деякі з даних, наведених у прикладі 13. 60 На кресленнях подібні елементи позначені однаковими номерами. Якщо не вказано інше, то матеріали, зазначені в прикладах, є у продажу або можна одержати за звичайними методиками.

ДОКЛАДНИЙ ОПИС КРАЩИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ

Полімери

Термін "некислотний" включає нейтральні, лужні та основні сполуки. Мономер-попередник полімеру є некислотним. Він може бути лужним або основним, але використання основних гідрофільних полімерів може привести до ускладнень при виготовленні, особливо при утворенні полімерних кульок. Тому краще, щоб мономери-попередники НВП були нейтральними. Сполука зазвичай вважається нейтральною, якщо вона не має заряду і нездатна віддавати або приєднувати протон, або якщо вона має значення рН, що дорівнює або є близькою до 7 (наприклад, 6,5-7,5).

Хімічні структури НВП подібні зі структурами всіх зшитих полімерів в тому відношенні, що кожен НВП складається з безлічі аналогічних груп атомів або молекул, які мають відносно низьку молекулярну масу, пов'язаних один з одним у каркасі молекули з утворенням більш великих молекул, які мають набагато більшу молекулярну масу. У структурі кожен фрагмент відповідає матеріалу, який зазвичай використовують для отримання полімеру, але відрізняється від нього в основному тим, що внутрішній зв'язок в мономері перегрупуватися з утворенням зв'язків між фрагментами в полімері. НВП включають фрагменти щонайменше двох типів, за структурою відповідних структурі некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною.

Хоча НВП можна вважати не підданими молекулярному вдруковуванню полімерами попередників, що включають мономер і зшиваючий реагент, що здатний до полімеризації з мономером, будь-який опис НВП в даному винаході з посиланням на мономери, які мають структури, які відповідають або аналогічні фрагментам, з яких складаються НВП і які здатні до співполімеризації, не слід інтерпретувати, як таке, що для виробництва або отримання НВП використовує або слід використовувати будь-яку конкретну методику або спосіб.

Ці два фрагмента НВП можуть відповідати мономеру і зшиваючого реагенту, які здатні до співполімеризації за будь-яким механізмом, включаючи вільнорадикальну полімеризацію, таку як що відбувається при полімеризації ненасичених сполук, або поліконденсацію, таку як що відбувається при утворенні складних поліефірів або поліамідів. Мономер зазвичай містить одну

Зо функціональну групу, яка здатна до полімеризації; зшиваючий реагент зазвичай містить безліч функціональних груп, здатних до полімеризації.

Якщо мономер і зшиваючий реагент є ненасиченими, то мономер може бути моно-або поліненасичених, зазвичай ненасиченим елементом є одна подвійна вуглець-вуглецевий зв'язок. Зшиваючий реагент може бути поліненасиченим (наприклад, містити 2 або 3, 4, 5 або більша кількість кратних зв'язків), зазвичай містить дві або більшу кількість подвійних вуглець- вуглецевих зв'язків.

Ненасичені фрагменти в мономері і зшиваючому реагенті можуть міститися окремо у вигляді алкенільної або акрилової функціональної групи. Прикладами алкенільних функціональних груп є алкенільні групи, що містять 1-10 або 1-6 атомів вуглецю, зокрема, вінільного, вініліденова, аллільна і ізопропінільна групи. Прикладами акрилових функціональних груп є неалкільовані і алкіловані акрилоільні групи, такі як акрилатна, метакрилатного і етакрілатна групи. Наприклад, мономер може бути моноалкенільним і зшиваючий реагент може бути ді-, три, або поліалкенільним.

Гідрофільні і гідрофобні характеристики НВП може бути додані за допомогою будь-якого з їх попередників, тобто зшиваючим реагентом або мономером. Наприклад, НВП можуть являти собою полімери некислотного гідрофільного мономера і гідрофобного зшиваючого реагенту.

Альтернативно НВП можуть являти собою полімери некислотного гідрофобного мономера і гідрофільного зшиваючого реагенту.

Гідрофобні і гідрофільні характеристики сполуки, наприклад, НВП, мономера або зшиваючого реагенту, відображають полярність молекулярної структури сполуки, яка, в свою чергу, обумовлена нерівномірним розподілом електронів між атомами або групами, які розташовані одна за одною в молекулі. Якщо один атом має більшу електронегативність, ніж інший, то він притягує більшу кількість електронів зв'язку, ніж сусідній, і утворює електричний диполь. Наприклад, якщо атом вуглецю пов'язаний з атомом галогену, кисню або азоту, то атом вуглецю має меншу кількість електронів і тому має частковий позитивний заряд, а сусідній атом має частковий негативний заряд. Утворені в молекулі диполі впливають на взаємодію з іншими молекулами. Наприклад, внаслідок полярності молекули води (НгО), полярні молекули зазвичай можуть дисоціювати у воді і тому зазвичай є більш гідрофільними, ніж неполярні молекули.

Мономер може бути гідрофобним або гідрофільним, вибраним відповідно до гідрофільного 60 або гідрофобного характеру зшиваючого реагенту.

В деяких варіантах здійснення фрагменти зшиваючого реагенту в полімері знаходяться в молярному надлишку по відношенню до кількості фрагментів некислотного мономера. Таке молярне відношення фрагментів зшиваючого реагенту і некислотного мономера відповідно може становити від 3: 1 до 10: 1, в інших варіантах здійснення від 4:1 до 6:1.

Мономери, що містять полярні функціональні групи (такі як гідроксигрупу, амідну, імідну, аміногрупу, галоген, гідроксиалкільні або галогеналкільні групи, наприклад, С1-Св- гідроксиалкільні групи, прості ефірні або складноефірні групи), можуть бути особливо підходящими в комбінації з гідрофобного зшиваючим реагентом. Мономер може, наприклад, являти собою акрилову сполуку, таку як акриламід, метакриламід, М-метилакриламід. Мономер також можна вибрати з числа частково етерифікованих акрилових ефірів багатоатомних спиртів, таких як 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА), гліцеринмоноакрілат і гліцеринмонометакрілат, або з числа алкенільних сполук, що містять полярні функціональні групи, наприклад, 2- (4-вінілфеніл) -1,3-пропандіол. Також можна використовувати суміші будь- яких із зазначених вище.

У комбінації з гідрофільним зшиваючим реагентом можна використовувати некислотний гідрофобний мономер, такий як стірол. Можна використовувати гідрофобні мономери, містять полярні функціональні групи, такі як 2-етилгексилакрілат ("ЕГА"), бутилметилакрілат ("БМА"), вінілпіридин, або метилметакрилат.

Так, в одному варіанті здійснення некислотний мономер можна вибрати з групи, що включає 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА), 2-гідроксіпропілметакрілат, З-гідроксіпропілметакрілат, гліцеринмоноакрілат, гліцеринмонометакрілат, 2-(4-вінілфеніл) -1,3-пропандіол, акриламід, метакріламід, М-метилакріламід, діетиламіноетилметакрілат (ДЕАЕМ) та їх суміші, і зшиваючий реагент може бути гідрофобним. В цьому випадку зшиваючий реагент можна вибрати з групи, що включає етиленглікольдиметакрилат (ЕДМА), триметилолпропантриметакрилат ("ТРІМ", тетраметиленгликольдиметакрилат, М, М'-метиленбисакриламід, М, М'-етиленбісакриламід, М,

М'-бутиленбісакріламід, М, М'-гексаметиленбісакріламід та їх суміші. В іншому варіанті здійснення мономер можна вибрати з групи, що включає стірол, метилстірол, етилстірол, 2- вінілпіридин, вінілтолуол, етилгексилакрілат (ЕГА), бутилметилакрілат (БМА), метилметакрилат і їх суміші, і зшиваючий реагент може бути гідрофільним. В останньому випадку зшиваючий

Зо реагент можна вибрати з групи, що включає М, М'-метиленбісакриламід, ді (етиленгліколь) диметакрилат ("ДЕДМА"), пентаерітріттетраакрілат, три (етиленгліколь) диметакрилат, тетра (етиленгліколь) диметакрилат, полі (етиленгліколь) диметакрилат і пентаерітріттріакрілат (ПЕТРА) та їх суміші.

В деяких варіантах здійснення полімером є сополімер 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА) та гідрофобного зшиваючого реагенту, наприклад, сополімер 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА) і етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА). Ним також може бути сополімер 2- або 3- гідроксіпропілметакрилата (ГПМА) і гідрофобного зшиваючого реагенту наприклад, сополімер 2- або 3-гідроксіпропілметакрилата (ГПМА) і етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА).

В одному варіанті здійснення мономером є некислотний мономер, що не представляє собою

ГЕМА.

В іншому варіанті здійснення мономер являє собою комбінацію ГЕМА і щонайменше одного іншого здатного до полімеризації мономера, такого як будь-який з мономерів, перерахованих вище.

Зшиваючий реагент може бути мономерним або полімерним. Він може бути гідрофобним або гідрофільним, вибраним відповідно до гідрофільного або гідрофобного характеру мономера. Він переважно містить щонайменше кілька полярних функціональних груп. Можна використовувати зшиваючі реагенти, що містять щонайменше одну полярну функціональну групу в молекулі (таку як гідроксигрупу, амідну, аміногрупу, імідну, просту ефірну, складноефірну, гідроксіалкільну або галогеналкільну, наприклад, С1-Сє гідроксіалкільну або галогеналкільну групу. Наприклад, зшиваючим реагентом може бути акрилова сполука, така як акриловий ефір, зокрема, поліакриловий ефір багатоатомного спирту, такий як ЕДМА або триметилолпропантриметакрилат С(СТРИМ"), тетраметиленглікольдиметакрилат, ди (етиленгліколь) диметакрилат ("ДЕДМА") або пентаерітріттетраакрілат. Можна використовувати акриламіду, такі як М, М'-метиленбісакриламід, М, М'-етиленбісакриламід, М, М'- бутиленбісакріламід і М, М'-гексаметиленбісакріламід. Залежно від кількості та типу полярних функціональних груп, містяться в молекулі, зазначені вище зшиваючі реагенти за характеристиками знаходяться в діапазоні від помірно гідрофобних, наприклад, ЕДМА і ТРІМ, до гідрофільних, наприклад, ДЕДМА. Інші гідрофільні зшиваючі реагенти, які можна використовувати, включають три (етиленгліколь) диметакрилат, тетра (етиленгліколь) бо диметакрилат, полі (етиленгліколь) диметакрилат і пентаерітріттріакрілат (ПЕТРА). Також можна використовувати суміші зазначених вищезшиваючих реагентів.

В одному варіанті здійснення зшиваючим реагентом є сполука, яка не являє собою ЕДМА.

В іншому варіанті здійснення зшиваючий реагент являє собою комбінацію ЕДМА і щонайменше одного іншого зшиваючого реагенту, такого як зшиваючі реагенти, перераховані вище.

Не підданий молекулярному вдруковуванню сополімер 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА), який є нейтральним, і етиленглікольдиметакрилат (ЕДМА) представляє особливий інтерес. Інші що представляють інтерес НВП включають наступні: (ї) не піддані молекулярному вдруковуванню полімери ГЕМА і зшиваючого реагенту, вибрані з групи, що включає ТРІМ, тетраметиленгликольдиметакрилат, пентаерітріттетраакрілат, М, М'- метиленбісакриламід, М, М'-етиленбісакриламід, М, М'-бутиленбісакріламід, М, М'- гексаметиленбісакріламід і ДЕДМА, і (і) не піддані молекулярному вдруковуванню полімери мономера, вибраного з групи, що включає акриламід, метакріламід, М-метилакріламід, гліцеринмоноакрілат, гліцеринмонометакрілат, 2- (4-вінілфеніл) -1,3- пропандіол, метилметакрилат ("ММА"), М- вініллпліролідону (ММР "), діетиламіноетилметакрілат (ДЕАЄЕМ"), стірол, етилгексилакрілат (СЕГА"), бутилметакрилат ("БМА") і вінілпіридин, і зшиваючого реагенту, вибраного з групи, такої, що включає ЕДМА, ТРІМ, тетраметиленглікольдиметакрилат, пентаерітріттетраакрілат, М,

М'-метиленбісакриламід, М, М'-етиленбісакриламід, М, М'-бутиленбісакріламід, М, М'- гексаметиленбісакріламід, ДЕДМА три (етиленгліколь) диметакрилат, тетра (етиленгліколь) диметакрилат, полі (етиленгліколь) диметакрилат і пентаерітріттріакрілат (ПЕТРА).

НВП можуть знаходиться в будь-якій твердій формі, що підходить для вибраного призначення, наприклад, гранули, порошки, кульки, моноліти, формовані вироби, волокна, папір або тканини.

Кульки

В одному варіанті здійснення даний винахід належить до кульок полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною.

Використання мономеру, що полімеризується і зшиваючого реагенту для отримання

Зо полімеру часто може дати полімер, що має молекулярну структуру у вигляді сітки з розгалужених і взаємопов'язаних молекулярних ланцюгів. Молекулярні сітки такого типу дають готовий полімер, що має відносно низьку здатність до набухання. Здатність полімеру до набухання є мірою кількості рідкого матеріалу, яке може увібрати полімер, зазвичай виражається в мас. 965. Низька здатність до набухання (наприклад, складова менше 100 95) бажана, коли полімер необхідно використовувати для аналізу або екстракції.

Якщо полімери призначені для використання в селективному поділі речовин, вони переважно знаходяться у формі пористого твердого матеріалу, наприклад, пористих гранул або кульок.

Пористість матеріалу може бути такою, що площа поверхні БЕТ (визначена за ізотермою

Брунауера - Еметта - Теллера) знаходиться в будь-якому діапазоні, що володіє верхнім граничним значенням, що дорівнює, наприклад, 1200, 1000, 800, 600, 500 або 400 м3/г, і нижнім граничним значенням, що дорівнює, наприклад, 100, 200, 300, 400 500 або 600 м-/г. Площа поверхні може, наприклад, перебувати в будь-якому з наступних діапазонів: 200-1000, 300-800, 300-600 або 200-500 мг/г. Варіанти здійснення мають площу поверхні БЕТ, що дорівнює 20-500 мг/г, наприклад, 50-500 мг/г, і / або об'ємом пір, що дорівнює 0,2-1,5 мл / г, наприклад, 0,5-1,5 мл / т. Середні діаметри пор можуть дорівнювати 30-300 Е, наприклад, 0-200 Е.

Мономер, зшиваючий реагент та умови проведення полімеризації (наприклад, розчинник або пороутворювач, ініціатор і температура) можуть впливати на фізичні і хімічні характеристики НВП. Так, якщо гідрофобний попередник забезпечує обсяг полімеру, то полімер зазвичай також буде гідрофобним. Якщо не обмежуватися будь-якою теорією, то можна вважати, що використання комбінації попередників, які є гідрофільними і гідрофобними, може збалансувати гідрофільні характеристики одного попередника з гідрофобними характеристиками іншого і таким чином вплинути на адсорбцію нітрозовмісних сполук полімером і на більш високу селективність полімеру по відношенню до нітрозосполук, ніж по відношенню до нікотину. На селективність НВП також може вплинути наявність полярних функціональних груп в мономері і зшиваючому реагенті. Типові полярні функціональні групи включають гідроксигрупу, складноефірну групу, карбоксигрупи, амідну, імідну і просту ефірну групи.

Наявність однієї або більшої кількості полярних функціональних груп в мономері і 60 зшиваючому реагенті також може бути бажаним за умови, що полярна група в гідрофобному попереднику не пригнічує гідрофобності попередника.

НВП можна одержати за допомогою співполімеризації містить функціональну групу мономера (або мономерів) і зшиваючого реагенту (або зшиваючих реагентів) за відповідних умов проведення реакції наприклад, за допомогою блок-полімеризації, емульсійної полімеризації або суспензійної полімеризації. Полімеризацію можна ініціювати термічно, фотохімічно (наприклад, за допомогою УФ-випромінювання) або за будь-якою методикою, підходящою для використовуваних матеріалів і способу.

Якщо використовують блок-полімеризацію, то отриманий твердий матеріал зазвичай подрібнюють і просівають і отримують фракцію матеріалу бажаного ступеня подрібнення. Якщо одержують за методиками суспензійної або емульсійної полімеризації, то подрібнення і просіювання не потрібні, оскільки розмір частинок можна регулювати за допомогою відповідних граничних умов під час полімеризації.

Емульсійну полімеризацію зазвичай проводять шляхом диспергування мономерів у водному розчині, що містить поверхнево-активна речовину, вільнорадикальний ініціатор і емульгатори і стабілізатори. Це звичайно дає полімерні частинки або кульки, які мають середній за обсягом діаметром, що дорівнює менше 1 мкм.

Суспензійну полімеризацію проводять для утворення полімерних кульок і її можна, наприклад, проводити з використанням водної суспензії реакційної суміші, яка містить мономер і зшиваючий реагент. Суспензію можна перемішувати для виключення агломерації суспендованих крапельок реакційної суміші під час реакції полімеризації. Одержані сфери або кульки полімеру звичайно крупніше, ніж отримані за допомогою емульсійної полімеризації, зазвичай які мають середній за обсягом діаметр, що дорівнює більш 10 мкм.

Після полімеризації попередників полімеризований матеріал зазвичай виділяють з реакційної суміші, наприклад, фільтруванням, і промивають для відділення полімеру від непрореагувавших мономерів та інших матеріалів, що містяться в реакційній суміші або утворилися під час реакції, наприклад, пороутворювачів. Промивку можна провести за допомогою води і органічних розчинників або їх суміші. Потім відділений полімер можна висушити.

Цілий ряд змінних за умов, за яких проводять реакцію полімеризації також може впливати

Зо на фізичні і хімічні характеристики одержаного полімеру. Ці змінні включають кількість і тип стабілізатор, кількість такого, що використовується ініціатора, вміст твердих речовин в реакційній суміші, наявність пороутворювача, відносні кількості такого, що використовуються, мономера і зшиваючого реагенту і ступінь перемішування реакційної суміші.

Умови проведення реакції можуть сильно впливати на якість кульок. Згідно винаходу було встановлено, що в реакційних системах, що включають полімеризацію гідрофільних і гідрофобних попередників, наявність стабілізатора може сприяти утворенню добре сформованих окремих кульок полімеру, і може зменшити утворення кластерів або агломератів частинок і утворення дрібних частинок.

Тому в іншому варіанті здійснення спосіб отримання полімеру включає полімеризацію їх попередників, що включають некислотний мономер і зшиваючий реагент, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, полімеризацію проводять у присутності стабілізатора.

Кращими є стеричні стабілізатори, наприклад, полівінілові спирти, блок-сополімери поліетиленоксиду і / або поліпропіленоксиду і модифіковані целюлози, такі як гідроксиетилцелюлоза. Такі стабілізатори характеризуються молекулами з довгими ланцюгами, які здатні подовжуватися над і навколо поверхонь крапельок реакційної суміші, суспендованих у водному середовищі, що містить стабілізатор, і знижувати швидкість злиття крапельок один з одним і збільшення їх розміру, що впливає на фізичну форму полімеру, одержаного в реакції.

Згідно винаходу також було встановлено, що утворення полімеру в присутності стабілізатора може вплинути на хімічні властивості поверхні полімеру. Наприклад, використання полівінілового спирту в якості стабілізатору для отримання НВП може сприятливо вплинути на збільшення селективності НВП стосовно СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину.

Полімеризацію можна провести з використанням суспензії реакційної суміші, яка містить мономер і зшиваючий реагент у водному середовищі, що містить стабілізатор.

Можна використовувати водні розчини стабілізатора, містять, наприклад, щонайменше 0,1 90, 0,5 95 або 1 95 мас. Стабілізатора, зазвичай щонайменше 1,75 95 або щонайменше 2 мас. 95. Великі концентрації стабілізатора призводять до більш в'язких розчинів, що призводить до ускладнень при обробці. Концентрація стабілізатора в водному розчині не повинна бо перевищувати 10 мас. 95 | зазвичай використовують більш низькі концентрації, наприклад,

розчини, що містять не більше 6 мас. 95 стабілізатора. Наприклад, стабілізатор може міститися в кількості, що дорівнює від 2,5 до 6 мас. 95, наприклад, 2,5-4,5 мас. 95.

Як стабілізатори зазвичай використовують полівінілові спирти ("РМОН"). Полівінілові спирти в промисловому масштабі одержують шляхом гідролізу полівінілацетату і вони випускаються в формах, які забезпечують в розчині діапазон в'язкосте, значення яких змінюються в залежності від молекулярної маси полімеру і ступеня його гідролізу (що характеризує виражену у відсотках частку полівінілацетату, який перетворився на полівініловий спирт). Такі що з великою молекулярною масою полівінілові спирти зі ступенем гідролізу, що дорівнює 85-90 90, звичайно мають молекулярну масу, що у діапазоні 85000-124000 і в'язкостями, що знаходяться в діапазоні 23-27 СП, виміряними в 4 мас. 9ю водному розчині за 207 С. Такі, що з меншою молекулярною масою полівінілові спирти звичайно мають молекулярну масу, що у діапазоні 13000-23000 і в'язкостями, що знаходяться в діапазоні 3,5-4,5 СП (обмірюваними за порівнянних умов). Відповідні композиції полівінілового спирту включають частково (наприклад, 80-90 Фо) гідролізовані полівінілові спирти, такі як випускаються фірмою СеїЇапехе Согрогайоп під торговою назвою СЕ МОГ. 523.

Для збільшення площі поверхні частинок полімеру полімеризацію можна провести в присутності пороутворюючих розчинника або пороутворювача. Пороутворювач часто вибирають з числа апротонних розчинників, які мають полярність від низької до середньої, наприклад, включаючи толуол, хлороформ, ацетонітрил або їх суміші (наприклад, 1: 1 об. /об. суміш ацетонітрилу і толуолу). Толудл є особливо ефективним пороутворювачем, особливо коли реакцію проводять у присутності полівінілового спирту.

Зазвичай пороутворювач міститься в кількості, що становить щонайменше 0,5 мл / г мономера і зшиваючого реагенту. Більш значні кількості, наприклад, до 2 мл / г, можуть поліпшити селективність НВП по відношенню до СТНА, особливо селективність стосовно МММ, в порівнянні з селективністю по відношенню до нікотину. Зазвичай пороутворювач міститься в кількості, що становить приблизно 1,5 мл / г мономера і зшиваючого реагенту. Відносні змісти мономера і зшиваючого реагенту, що використовуються за полімеризації, залежать від конкретних таких, що використовуються, речовин, їх відносних молекулярних мас і необхідного ступеня зшивання полімеру. При отриманні НВП, можна використовувати молярний надлишок

Зо зшиваючого реагенту по відношенню до кількості мономера. Зазвичай молярне відношення зшиваючого реагенту і мономера може бути більше, ніж 1: 1, наприклад, до 10: 1, 12: 1 або 15: 1. Зазвичай молярне відношення зшиваючого реагенту і мономера може знаходитися в діапазоні від З: 1 до 10: 1. Більш значні відносини зшиваючого реагенту і мономера можуть поліпшити селективність НВП по відношенню до СТНА, особливо селективність стосовно МММ, в порівнянні з селективністю по відношенню до нікотину. Зазвичай мономер і зшиваючий реагент полімеризують в кількостях, що становлять від 4, 5 або 6 молей зшиваючого реагенту на 1 моль мономера. Ці масові співвідношення є особливо підходящими, коли мономером є

ГЕМА і зшиваючим реагентом є ЕДМА.

Якщо спосіб полімеризації здійснюють у рідкій фазі, реакційну суміш можна змішувати, наприклад, шляхом перемішування. При суспензійної полімеризації інтенсивність, з якою перемішують реакційну суміш, може вплинути на розмір часток одержаного полімеру, більш інтенсивне перемішування призводить до більш дрібних частинок.

Якщо полімер одержують у формі кульок, їх розмір зазвичай знаходиться в діапазоні від 10 до 1000 мкм. Кульки, отримані за допомогою полімеризації, можна просіяти або іншим чином розсортувати і одержати продукт з частками з розміром в необхідному діапазоні.

Даний винахід переважно належить до не підданих молекулярному вдруковуванню полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, який є щонайменше частково полярним, один з яких є гідрофільним, другий з яких є гідрофобним, де полімер знаходиться в формі кульок.

Даний винахід також переважно належить способу одержання полімерних кульок, спосіб включає суспензійну полімеризацію мономера і зшиваючого реагенту у водному середовищі в присутності стеричного стабілізатора і пороутворювача і виділення полімеризованого матеріалу з реакційної суміші.

Фазове відношення в реакційній суміші мономера і зшиваючого реагенту, виражене в мас. 95 твердих речовин в суспензії, зазвичай складає не більше 25 мас. 95, Часто не більше 20 95 або 15 мас. 95. Зазвичай вміст твердих речовин становить щонайменше 5 мас. 95 або щонайменше 10 мас. 95. Наприклад, вміст твердих речовин може знаходитися в діапазоні 5-25 мас. 95 або становити приблизно 10, 15 або 20 мас. 95.

Полімеризацію можна провести в присутності ініціатора. Наприклад, можна використовувати пероксидні вільнорадикальні ініціатори, такі як лауроілпероксід або бензоїлпероксид, або бо вільнорадикальні азоініціатори, такі як 2,2' азобіс (2-метілпропіонітріл) ("АІВМ",), 2,2 азобіс (2-

метилбутиронітрилу ("АМВМ"). Зазвичай ініціатор міститься в кількості, що становить щонайменше 0,1 мас.95 у перерахунку на мономер і зшиваючий реагент і зазвичай щонайменше 0,595 або 1 мас. 95, або більш, наприклад, щонайменше 2 95 або 3 мас. 9.

Ініціатор може міститися у кількості, що становить до 5 95, б 95 або 10 мас. 95 У перерахунку на мономер і зшиваючий реагент, наприклад, у кількості, що знаходиться у діапазоні від 0,5 до 6 мас. 905. Кількість ініціатора може надати невеликий, але помітний вплив на розмір частинок полімеру, отриманого за допомогою суспензійної полімеризації, більш значні кількості ініціатора призводять до більш великим частинкам.

Способи отримання полімерів, розкриті у даному винаході, застосовні для отримання та

НВП, ї МВП. При отриманні НВП молекула-шаблон не міститься. Тому отриманий полімер не є молекулярно вдрукованим. При отриманні МВП молекулярно вкарбуємо матеріал шаблону міститься в реакційній суміші для полімеризації. Приклади молекул-шаблонів, придатних для отримання МВП, селективних по відношенню до нітрозосполук, описані у УМО 2005/112670 і УМО 2008/068153.

Тому варіант здійснення даного винаходу стосується молекулярно вдрукованих пористих кульок селективно адсорбуючого полімеру некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, і додатково містить залишки полівінілового спирту.

Інший варіант здійснення даного винаходу належить до способу одержання молекулярно вдрукованих полімерних кульок, що включає суспензійну полімеризацію некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, у присутності структурного аналога СТНА і полівінілового спирту з отриманням молекулярно вдрукованого полімеру, пов'язаного зі структурним аналогом СТНА і містить залишки полівінілового спирту, і видалення структурного аналога СТНА з кульок.

Молекулярне вдрукування зазвичай складається з наступних стадій: (1) сполуки-шаблону, якою може бути цільова молекула або її структурний аналог, дають взаємодіяти з вибраним таким що містить функціональну групу мономером або мономерами, у розчині з утворенням комплексу шаблон-мономер; (2) комплекс шаблон-мономер співполімеризують зі зшиваючим мономером з отриманням полімерної матриці, такій, що включає сполуку-шаблон; (3) сполуку-

Зо шаблон екстрагують з полімерної матриці з утворенням МВП, який можна використовувати для селективного зв'язування цільової молекули. Реакційно здатні центри у молекулярно вдрукованому полімері, що стали доступними після видалення сполуки-шаблону, знаходитимуться у стереохімічній конфігурації, придатній для реакції зі свіжими молекулами цільової сполуки. В результаті молекулярно вдруковані полімер можна використовувати для селективного зв'язування молекул цільової сполуки.

Для здобуття молекулярно вдрукованих зв'язують центрів широко застосовують методику "нековалентного зв'язування". Це робить можливою нековалентну самозбірку сполуки-шаблону і що містять функціональну групу мономерів з утворенням комплексу шаблон-мономер, з наступною радикальною полімеризацією у присутності зшиваючого мономера і заключної екстракції сполуки-шаблону. За відомими методиками також можна провести ковалентне вдрукування, при якому молекула-шаблон і підходящий мономер або мономери ковалентно зв'язуються один з одним до полімеризації. Характеристики зв'язування МВП, отриманих за кожною із зазначених вище методик, можна досліджувати шляхом повторного зв'язування молекули-шаблона.

Полімеризацію проводять у присутності пороутворюючого розчинника, званого пороутворювачем. Для стабілізації електростатичних взаємодій між такими, що містять функціональні групи мономерами і сполукою-шаблоном пороутворювач часто вибирають з числа апротонних розчинників, які мають полярність від низької до середньої. Сполуки-шаблони часто мають від помірної до високої розчинності у полімеризаційному середовищі і тому їх, а також їх структурні аналоги можна використовувати безпосередньо за такою стандартною методикою. Якщо у якості шаблону можна використовувати саму цільову молекулу, то зазвичай переважно використовувати структурний аналог цільової молекули, оскільки: (а) цільова молекула може бути нестабільною за умов проведення полімеризації або може інгібувати полімеризацію; (б) цільова молекула може бути недоступна у достатній кількості внаслідок складності її синтезу або високої вартості або за обома причинами; (с) шаблон може бути нерозчинним або погано розчинним у попередньо приготованій суміші для полімеризації; (а)

МВП може залишатися забрудненим невеликими кількостями цільових молекул, що збереглися у важкодоступних ділянках полімерної сітки, які можуть виділятися з МВП під час використання; та / або (є) цільову аналізовану речовину (речовини) може становити значну небезпеку для бо здоров'я і його не слід використовувати в якості шаблону (шаблонів). Особливо у випадку нітрозосполук, відомих, як СТНА і описаних нижче, в якості сполук-шаблонів часто зручніше використовувати їх аналоги, що містять функціональні групи. Наприклад, сполуками-шаблонами можуть бути сульфонамідні, енамінові або амідні, наприклад, формамідні похідні СТНА.

Якщо МВП одержують з використанням аналога цільової сполуки, що містить функціональні групи, то цей аналог повинен бути ізостеричним і краще також ізоелектронними з цільовою сполукою або він може містити субструктуру цільової сполуки, у якій можуть бути ймовірними сильні взаємодії.

При використанні у даному винаході "структурний аналог" молекули не ідентичний вихідній молекулі, а є частиною або цілим, подібним з частиною вихідної молекули або всієї вихідної молекулою за формою молекули, розподілу електронної щільності або іншим характеристикам.

Нітрозовмісні сполуки, особливо нітрозаміни, які описуються загальною формулою

О-М-М(Віи) (В), входять до числа численних інгредієнтів тютюну й тютюнового диму, для яких припущено, що вони роблять шкідливий вплив на споживачів. Для даного винаходу становить інтерес група нітрозамінів, які знаходяться в натуральному тютюні, СТНА.

Особливо у випадку нітрозосполук, відомих, як СТНА, і в якості сполук-шаблонів часто зручніше використовувати їх аналоги, що містять функціональні групи. Наприклад, сполуками- шаблонами можуть бути сульфонамідні, енамінові або амідні, наприклад, формамідні похідні

СТНА. Якщо МВП отримують з використанням аналога цільової сполуки, що містить функціональні групи, то цей аналог повинен бути ізостеричним і переважно також ізоелектронними з цільовою сполукою або він може містити субструктуру цільової сполуки, в якій можуть бути ймовірними сильні взаємодії. Можливі ізостеричні аналоги цільових нітрозамінів представлені нижче. Всі наведені молекули є похідними вихідного аміну і можуть бути синтезовані в одну стадію з вторинного аміну та відповідного альдегіду або хлорангідриду кислоти.

Н (о); (6); он ва он т

Су Су -дй дб

М М он о-і-о с

Б М он ото

М

- й: то

М

Н -дЙ7 он й сном

Су й

М

Селективність

Переважні НВП мають селективність по відношенню щонайменше до однієї нітрозосполуки, більшу, ніж селективність по відношенню до нікотину, і особливо такий селективністю по відношенню щонайменше до одного СТНА.

Селективність адсорбуючого матеріалу по відношенню до першої речовини щодо селективності по відношенню до другої речовині можна розрахувати, як відношення виражених в мас. 95 кількостей першої і другої речовин, екстрагованих адсорбуючим матеріалом з розчину, що містить обидві речовини. Наприклад, якщо адсорбуючий матеріал взаємодіє з розчином, що містить суміш нітрозаміну і нікотину, то селективність адсорбуючого матеріалу розраховують за такою формулою:

Відношення селективності по відношенню до нітрозаміну до щ мас.бо екстраговаюогонітрозамі ву селективності по відношенню до мас.» екстраговаогонікотину нікотину

Кращі НВП можуть знайти застосування для селективної адсорбції нітрозосполук, таких як нітрозаміни, і, зокрема, СТНА, включаючи ММК, ММА, МММ, МАВ, МАТ, ММАГ., ізо-ММАГ. або ізо-

ММА. НВП також можуть знайти застосування для аналізу та кількісного визначення нітрозосполук іп мімо, зокрема, для кількісного визначення сполук, що містяться в біологічних рідинах людини, наприклад, у зв'язку з споживанням тютюнових продуктів і виготовленням і оцінкою нетютюнових продуктів.

Набори

Один варіант здійснення належить до застосування НВП для аналізу, виявлення, кількісного визначення, відділення, препаративної екстракції, хроматографії, попередньої обробки аналізованого зразка, в хімічних сенсорах або фільтрі для твердофазної екстракції і, зокрема до застосування НВП, які селективний стосовно нітрозосполук, таких як СТНА.

Інший варіант здійснення належить до набору, що включає не підданий молекулярному вдруковування полімер некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільної, друга з яких є гідрофобною, полімер більш селективний по відношенню щонайменше до однієї нітрозосполуки, ніж по відношенню до нікотину, де полімер поміщений в колонку, придатну для твердофазної екстракції або хроматографії.

Інший варіант здійснення належить до набору, що включає кожній із зазначених вище НВП, який більш селективний по відношенню щонайменше до однієї нітрозосполук, ніж по відношенню до нікотину, і інструкції по застосуванню НВП для проведення щонайменше однієї з таких дій: аналізу, виявлення, кількісного визначення, відділення, екстракції, зменшення вмісту або видалення нітрозамінів, що містяться в зразку.

Такий набір може, наприклад, включати один або більшу кількість наступних об'єктів: колонку для твердофазної екстракції ("ТФЕ"), хроматографії або іншої методики фільтрування, деяка кількість будь-яких із зазначених вище НВП, можливо, розділене на окремі порції,

Зо придатні для завантаження в колонку для фільтрування, колонку для ТФЕ, хроматографії або іншої методики фільтрування, заповнену деякою кількістю будь-яких із зазначених вище НВП, реагенти для кондиціонування колонки, реагенти для елюювання колонки і регенерації НВП, і один чи більшу кількість засобів для операцій з інгредієнтами, таких як шпатель, мірний циліндр і стакан.

Обладнання можна використовувати, наприклад, для аналізу матеріалів, які містять нітрозосполуки, таких як біологічні зразки, які можуть містити такі сполуки разом з іншими сполуками, включаючи нікотин або його метаболіти.

Застосування

НВП також можуть знайти застосування в разі споживчих продуктів, заснованих на нікотині, зокрема, засобів для припинення куріння, що містять нікотин, таких як жувальна гумка, пастилки, нашкірні пластирі та спреї. Споживання таких що містять нікотин продуктів може привести до утворення нітрозамінових метаболітів нікотину іп мімо за допомогою природних метаболічних процесів під час перебування нікотину в тканинах організму. Якщо НВП селективний по відношенню до нітрозосполук, то його, наприклад, можна використовувати для моніторингу невеликих кількостей нітрозовмісних метаболітів нікотину іп мімо і також для моніторингу кількостей нікотину та продуктів його окислення під час виготовлення.

НВП також можуть знайти застосування для розпізнавання молекул і в твердофазної екстракції (ТФЕ), що використовується, наприклад, при біологічних аналізах, аналізах харчових продуктів та навколишнього середовища і зазвичай для селективного видалення компонентів з продуктів.

НВП також можуть знайти застосування в матеріалах для аналізу та методиках аналізу, виявлення, кількісного визначення, відділення, екстракції, зменшення вмісту або видалення з тютюну й тютюнового диму компонентів, зокрема, СТНА.

НВП також можуть знайти застосування для зменшення шкідливого впливу споживчого матеріалу, що містить тютюн, замінники тютюну або їх суміші, шляхом зменшення вмісту цільових сполук, таких як нітрозосполук і, зокрема, СТНА.

Тому в іншому варіанті здійснення спосіб доставки нікотину суб'єкту включає одержання листового тютюну, обробку листя не підданим молекулярному вдруковуванню полімером некислотного мономера і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, який більш селективний по відношенню до

СТНА, ніж по відношенню до нікотину, для зменшення вмісту СТНА в листі, виготовлення з них призначеного для споживання тютюнового продукту і поставку тютюнового продукту споживачеві, так щоб доставити нікотин.

В іншому варіанті здійснення спосіб зменшення вмісту щонайменше одного нітрозосполук, зокрема, щонайменше одного СТНА, в тютюновому продукті включає обробку тютюнового продукту будь-якою із зазначених вище НВП, який більш селективний по відношенню щонайменше до однієї нітрозосполуки, ніж по відношенню до нікотину, так щоб зменшити вміст нітрозосполук в тютюновому продукті.

Оброблюваним тютюновим продуктом може бути матеріал, що містить тютюн (включаючи листя тютюну або середні жилки тютюнового листя), замінник тютюну або суміш тютюну і замінників тютюну, і похідні тютюну, включаючи, наприклад, екстракт тютюну, отриманий шляхом взаємодії матеріалу з розчинником, або дим, або аерозоль, отриманий шляхом спалювання або термічного розкладання тютюну.

Якщо тютюновий продукт одержують шляхом термічного розкладання матеріалу, що містить тютюн або замінник тютюну, то розкладання можна провести шляхом спалювання шляхом спалювання матеріалу, як, наприклад, у звичайній сигареті, або шляхом нагрівання матеріалу до температури, меншої температури його горіння, відповідно до методики, що використовується для деяких відомих альтернативних тютюнових продуктів з метою отримання аерозолю, який вдихається споживачем. В іншому способі продукти термічного розкладання матеріалу взаємодіють з фільтром, який адсорбує з нього небажані компоненти.

В іншому варіанті здійснення тютюновий продукт одержують шляхом взаємодії матеріалу, що містить тютюн або замінник тютюну, або їх суміш, з розчинником.

Інший варіант здійснення стосується способу обробки тютюну, в якому тютюновий матеріал обробляють екстрагуючою рідиною з отриманням екстракту, екстракт обробляють будь-яким із зазначених вище МІР, селективним по відношенню до нітрозосполук, обробка ефективно

Зо зменшує вміст нітрозосполук в екстракті і матеріал, що залишився в екстракті, повторно об'єднують з тютюновим матеріалом.

У цьому способі матеріал може знаходитися в будь-якій звичайній формі, наприклад, у формі тонкоподрібненого продукту, середніх жилок, тютюнових відходів, фарматури, кришених середніх жилок або будь-якої їх комбінації. Спосіб в рівній мірі застосовний і до самого тютюну, і до замінників тютюну, тобто природним або синтетичним матеріалам, які характеристиками, подібними з характеристиками натурального тютюну, що дозволяє споживати їх подібним з споживанням тютюну чином, шляхом куріння, жування, вдихання або іншим чином.

Екстрагуючою рідиною може бути водний або неводний розчинник, такий як вода, необов'язково яка містить поверхнево-активну речовину, метанол або етанол або надкритичне рідке екстракційне середовище, таке як надкритичний рідкий діоксид вуглецю. Екстракцію можна проводити в будь-яких умовах, відповідних для екстракції азотовмісних сполук з тютюну.

Якщо НВП використовують для екстракції СТНА з тютюну, наприклад, шляхом обробки тютюнового матеріалу екстрагуючою рідиною та обробки рідини за допомогою НВП для видалення СТНА, може бути корисним промивання НВП після взаємодії з екстрагуючою рідиною для вилучення адсорбованого нікотину, який може бути менш міцно пов'язаний з НВП, ніж СТНА. Потім нікотин, що міститься в промивних розчинах можна повторно об'єднати з рідиною після обробки за допомогою НВП.

Інший варіант здійснення належить до курильного матеріалу, в якому вміст нітрозосполук, переважно зміст СТНА, було зменшено шляхом обробки будь-яким із зазначених вище НВП, селективних по відношенню до вказаної нітрозосполуки.

Курильні матеріали і продукти

В іншому варіанті здійснення курильний виріб містить будь-який з зазначених вище НВП, і краще кожній із зазначених вище НВП, які селективні по відношенню щонайменше до однієї нітрозосполуки, зокрема, по відношенню щонайменше до однієї СТНА.

Курильний виріб може знаходитися в будь-якій звичайній формі, наприклад, у формі сигарети, сигари або сигарили. Зокрема, курильний виріб може включати стрижень з курильного матеріалу, необов'язково в обгортці, з фільтром або без нього. Обгорткою може бути папір, тютюновий лист, відновлений тютюн або замінник тютюну. Альтернативно, якщо, наприклад, курильний виріб призначений для утворення невеликого бічного струменя диму або бо забезпечення менших кількостей продуктів піролізу у головному струмені диму, обгортка може складатися з негорючого неорганічного матеріалу, такого як керамічний матеріал. Фільтр може бути виготовлений з будь-якого відповідного матеріалу, наприклад, волокнистої ацетилцелюлози, поліпропілену або поліетилену, або паперу.

Переважно, щоб курильний матеріал був тютюном, але їм може бути і замінник тютюну, такий як нетютюновий курильний матеріал. Прикладами нетютюнових курильних матеріалів є висушений і зав'ялений рослинний матеріал, включаючи плодові матеріали, і синтетичний курильний матеріал, такий як який можна виготовити з альгінатів і що утворює аерозоль речовини, такої як гліцерин. Курильний матеріал також може включати суміш тютюну і нетютюнових курильних матеріалів. Якщо курильний матеріал включає тютюн, то тютюн може бути будь-якого відповідного типу або їх сумішшю, включаючи листя або середні жилки повітряної, вогневої, димової або сонячної сушки, і потім вони можуть бути оброблені за будь- якою зручною технологією. Наприклад, тютюн може бути нарізаним, скришеним, витягнутим або відновленим. Курильний матеріал також може включати звичайні добавки, такі як поліпшуючі речовини, барвники, зволожувачі (такі як гліцерин і пропіленгліколь), інертні наповнювачі (такі як крейда) і смакові речовини (такі як цукор, лакрица і какао).

НВП можна включати в курильний матеріал і відповідно до цього інший варіант здійснення належить до курильного матеріалу, який містить будь-який з зазначених вище НВП.

Якщо курильний виріб включає стрижень курильного матеріалу в обгортці, то НВП можна включити в обгортку. Обгорткою може бути матеріал на основі целюлози, такий як папір, або матеріал на основі тютюну, такий як відновлений тютюн.

В іншому варіанті здійснення тютюновий продукт включає тютюн і будь-який з зазначених вище НВП, переважно будь НВП, який більш селективний за відношенню щонайменше до однієї

СТНА, ніж по відношенню до нікотину.

Тютюновим продуктом може бути сигарета, яка включає стрижень з тютюну, обгортку і фільтр.

Іншим варіантом здійснення є фільтр для тютюнового диму, який включає будь-який з зазначених вище НВП. Зазвичай НВП розташований в фільтрі так, щоб при використанні на

НВП впливав дим або аерозоль, що проходить через фільтр. Для цієї мети НВП можна включити в фільтр в гранульованій формі. В деяких випадках НВП можна виготовити у формі

Зо волокон і включити в фільтр у вигляді фільтруючого джгута. Альтернативно НВП можна включити в фільтруючий папір, накладний папір або сигаретний папір. Фільтр для тютюнового диму можна виготовити окремо від курильного виробу, наприклад, у вигляді утримувача для сигарети або сигари або він може бути вбудований в курильний виріб, наприклад, у вигляді сигарети з фільтруючим мундштуком.

Фільтри для тютюнового диму у вигляді фільтруючих мундштуків можуть володіти будь-якою звичайною конструкцією. Наприклад, він може представляти собою фільтр "далматинського" типу, що включає секцію волокнистого фільтруючого матеріалу, такого як ацетилцелюлозу, і

НВП знаходиться в подрібненому вигляді і розподілений по всій секції. Альтернативно фільтр може являти собою фільтр типу порожнини, що включає кілька секцій, в якому НВП може перебувати між двома сусідніми секціями волокнистого фільтруючого матеріалу. Фільтр для тютюнового диму також може включати інші поглинаючі матеріали, такі як іонообмінна смола, цеоліт, діоксид кремнію, оксид алюмінію або амберліт.

При використанні дим проходить через фільтр, НВП селективно поглинає з диму і утримує цільові сполуки і профільтрований дим надходить до курця.

Фільтри для тютюнового диму і курильні вироби, пропоновані в даному винаході, можуть включати засоби захисту НВП при його використанні від впливу диму або зменшення його впливу. Це можна забезпечити за допомогою цілого ряду різних методик. Наприклад, фільтр для тютюнового диму може включати фільтруючий елемент для поглинання речовин з парової або дисперсної фази диму. Такі фільтруючі елементи можуть включати звичайний адсорбент, такий як активоване вугілля, який може знаходитися в будь-якій звичайній формі, такий як пасма, частинки, гранули, тканину або папір. Фільтруючий елемент також може бути селективним поглиначем, таким як іонообмінна смола, цеоліт, діоксид кремнію, оксид алюмінію або амберліт. Засоби захисту НВП можуть включати два або більшу кількість таких фільтруючих елементів різного складу, наприклад, перший фільтруючий елемент з ацетилцелюлози і другий фільтруючий елемент з активованого вугілля. Застосування декількох фільтруючих елементів у фільтрах для тютюнового диму і курильних виробах добре відомо і можна використовувати будь-яку звичайну конфігурацію фільтра і відповідні технології виготовлення.

Методики можливого здійснення даного винаходу додатково описані в наведених нижче

Гс10) прикладах.

Приклад 1

Отримання НВП для дослідження

Одержують З зразка кожного з 4 різних НВП з використанням двох моноалкенільних мономерів метакрілової кислоти (МАА), який є кислотним, і 2-гідроксиетилметакрилату (ГЕМА), який є нейтральним, і двох зшиваючих реагентів (в цьому випадку ді-або тріалкенільні мономери), а саме, пентаерітріттріакрлат (ПЕТРА), який є гідрофільним, («І етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА) який є гідрофобним. При полімеризації не використовують матеріал шаблону, який піддає полімер молекулярному вдруковуванню.

Для кожної комбінації, розчин для полімеризації попередньо готують шляхом розчинення моноалкенільного мономера, зшиваючого реагенту і вільнорадикального ініціатора, такого як 2,2 азобіс- (2-метілпропіонітріл)у (АІВМ), в хлороформі або іншому апротонному розчиннику.

Розчин переносять в посудину для полімеризації і герметизують. Полімеризацію ініціюють при 707 С ії цю температуру підтримують протягом 24 год. Отриманий НВП грубо подрібнюють, екстрагують спочатку сумішшю метанол: оцтова кислота 4: 1 і потім метанолом для видалення непрореагувавших мономерів і сушать.

Приклад 2

Застосування НВП для селективної адсорбції нітрозаміну

Характеристики НВП прикладу 1 при селективної адсорбції нітрозаміну порівняно з нікотином можна визначити шляхом обробки 1: 1 досліджуваної суміші М-нітрозопіперідіна і нікотину у воді з різними НВП. Результати наведені в таблиці 1, де представлені середні значення для трьох експериментів по адсорбції для трьох зразків кожного НВП.

Таблиця 1 нітрозаміну, 90 нікотину, 90

ГЕМА(нейтральний) |ПЕТРА (тідрофільний)ї | 4 | 9

ЕДМА (гідрофобний)

ЕДМА (гідрофобний) 784 | 6

Як видно з таблиці 1, не піддані молекулярному вдруковуванню полімери, отримані з гідрофобного зшиваючого реагенту, пов'язують значно більше нітрозаміну, ніж НВП, отримані з гідрофільного зшиваючого реагенту, та НВП, отримані з нейтрального мономера і гідрофобного зшиваючого реагенту, більш селективні по відношенню до нітрозаміну, ніж по відношенню до нікотину, ніж НВП, отримані з кислотного мономера і гідрофобного зшиваючого реагенту.

Приклад З

Додаткове зіставлення НВП

Внаслідок несподівано сприятливих характеристик некислотних, гідрофобних НВП, як це показано в таблиці 1, НВП, отримані з нейтрального мономера ГЕМА і гідрофобного зшиваючого реагенту ЕДМА (НВП 1), зіставляли з не підданим молекулярному вдруковуванню полімером, отриманим з нейтрального моноалкенільного мономера ГЕМА і гідрофільного тріалкенільного мономера пентаерітріттріакрилату (ПЕТРА) (МІР).

Підготовлені дві колонки ТФЕ, одна з яких містила 25 мг МІРІ, розмолотого й просіяного з отриманням частинок розміром 20-90 мкм, а друга містила 25 мг МІР2, розмолотого й просіяного з отриманням частинок розміром 20-90 мкм. У кожну колонку додавали 1 мл водного розчину, що містить приблизно по 80 нг / мл МММ, ММК, МАТ, 40 нг / мл МАВ і 0,2 мкг / мл нікотину. Для визначення кількості СТНА, яка не екстрагувати з кожної колонки, використовували НРІ С, і це дозволяло розрахувати кількість екстрагованого матеріалу.

Потім через кожну колонку пропускали 1 мл води і визначали кількість виділеного СТНА, якщо це відбувалося. У таблиці 2 наведені результати, які є середніми значеннями двох експериментів.

Таблиця 2 11111111, Нікотин, | Мммм | ММК | МАТ | МАВ

ОМІРІ(ГЕМАЕДМА) /777/Ї77717171237777/ 1199 | 700 | 99 | 00

ОМІРЛ(ТЕМАЕДМА)Ї ЇЇ 77777717 119 | 0 1 010

ІМІР2(ГЕМА/ЛЕТРА)Ї | 7777 ло | 14 | 05 | 0 | 0

Дані, наведені в таблиці 2 показують, що при промиванні водою з НВП виділилося невелика кількість СТНА і це є несподіваним зважаючи на відсутність молекулярного вдруковування. Крім того, утримування СТНА за допомогою НВП, мабуть, є більш міцним, ніж утримування нікотину.

Регенерацію НВП можна виконати шляхом промивки НВП сумішшю кислотного і спиртового розчинників, такий як 0,5 95 об. / Об. розчин трифтороцтової кислоти (ТФК) в метиловий спирт.

Приклад 4

Дослідження НВП з конкретними СТНА і нікотином

Ефективність НВП ов якості селективних адсорбентів СТНА проведено в таких експериментах. Підготовляють колонку ТФЕ, яка містить 25 мг розмолотого й просіяного НВП, і 5 мл досліджуваного розчину послідовно завантажують в колонку п'ятьма порціями по 1 мл.

Досліджуваний розчин містить приблизно по 80 нг/мл МММ, ММК, МАТ, 40 нг/мл МАВ і 4 мкг/мл нікотину в фосфатному буфері при рН 6,3 (іонна сила 0,09). Після завантаження кожного зразка кількості неутриманого нікотину і кожного СТНА (т. Е. Виражена у відсотках кількість кожного компонента в кожному завантаженні, яка пройшла через колонку) визначають за допомогою

НРІ С. Результати наведені в таблиці 3, в якій кількість кожного компонента, не утриманого у колонці в кожній складовій 1 мл завантаженні виражений у відсотках від повної кількості кожного компонента.

Таблиця З 11000071 Кількістьнеутриманоговколонцізразка,95../:/:/(«///С ОСИ.

Нікотин. | 82 | 99 .юЮюЮф| 100 | 700 | 100 мМмМм | 77770 193 | юн | 88 щ | 97 "

ММК 7 Ї1777701Ї1771179 1 21 | щющ28 6 ющ КМ з Ф

МАВ Ї 70 | 5 2 щЩщ| 12 | 2 | 22

МАТ Ї 70 ЇЇ 1 1 9 ЇЇ 15 її 716

Як видно з таблиці, на послідовних стадіях завантаження зменшується кількість нікотину, що зв'язується з допомогою НВП. На першій стадії НВП насичується нікотином. З подальших завантажень утримується така кількість нікотину, що поступово зменшується.

З числа СТНА слабкіше за все з НВП зв'язується, хоча і значно міцніше, ніж нікотин. Хоча на першій стадії завантаження МММ не проходить через колонку, після другої стадії завантаження через колонку проходить така, що поступово збільшується кількість зразка. НВП краще утримує

ММК, МАВ і МАТ. Таким чином, комбінація нейтрального такого, що містить функціональну групу мономера і гідрофобного ді-або поліолефінового мономера приводить до несподівано більшого

Зо утримування СТНА зі змішаного зразка при утримуванні лише мінімальної кількості нікотину.

Приклад 5

Застосування НВП для обробки екстрактів тютюну

НВП, отримані, як це описано вище, можна включити в колонку ТФЕ і колонку можна кондиціонувати за методикою, відомої фахівцям в даній галузі техніки. Нарізані або кришені листя тютюну екстрагують водою протягом 15-25 хв. при 607 С. Тютюн відокремлюють від розчину фільтруванням і сушать. Розчин пропускають через колонку ТФЕ і СТНА адсорбується з екстракту. Через колонку необов'язково пропускають воду і об'єднують з обробленим екстрактом. Потім вміст колонки зливають і розчин концентрують за допомогою плівкового випарника, потім концентрат повторно об'єднують з екстрагованим тютюном і сушать повітрям.

Характеристики НВП можна визначити шляхом елюювання пов'язаних сполук з НВП з використанням 2х1 мл метанолу, такого, що містить 0,595 ТФК, і екстракт аналізують за допомогою НРІ С-УФ.

Приклад 6

Застосування НВП для обробки екстрактів тютюну

З використанням методики безперервної екстракції кришені листя тютюну типу американської суміші поміщають в першу екстракційну камеру, в яку завантажений надкритичний діоксид вуглецю. Після взаємодії з тютюном діоксид вуглецю подають в другу екстракційну камеру, яка містить НВП. Після взаємодії з полімером діоксид вуглецю повертають в першу екстракційну камеру і повторно вводять у взаємодію з тютюном. Цю циклічну процедуру повторюють, поки зміст СТНА в тютюні не зменшиться до необхідного значення, після чого діоксид вуглецю скидають із системи і тютюн витягують з першої камери. Потім НВП, що знаходиться в другій камері, регенерують для повторного використання.

Приклад 7

Застосування НВП для аналізу зразка

Колонку ТФЕ готують шляхом введення 25 мг НВП. В колонку вводять досліджуваний зразок, наприклад, 5 мл сечі людини, імовірно містить СТНА. Зразок пропускають через колонку і потім колонку підключають до вакуумної лінії для видалення всіх рідин і висушування НВП. Для видалення всіх заважаючих сполук, які можуть неспецифічно зв'язуватися з НВП, можна провести промивку, наприклад, за допомогою 1 мл дистильованої води. Після сушки СТНА можна витягти з НВП, наприклад, за допомогою 1 мл ДХМ (дихлорметан) і провести кількісне визначення за допомогою НРІ С.

Приклад 8

Застосування НВП в курильних виробах

На фіг. 1 і 2 в якості ілюстрації представлені курильні вироби у вигляді сигарет, що містять стрижень тютюну 1 в обгортці 2, прикріплений до фільтру для тютюнового диму З за допомогою накладного папери 4. Для наочності накладний папір 4 показаний відділеним від обгортки 2, але насправді вони безпосередньо стикаються один з одним.

На фіг. 1 фільтр для тютюнового диму З включає три циліндричних фільтруючих елемента

За, 3б, Зв. Перший фільтруючий елемент За, розташований на зверненому до рота кінці фільтра, має довжину 7 мм, складається з ацетилцеллюлозного джгута, просоченого за

Зо допомогою 7 мас. 90 тріацетинового пластифікатора, і перепад тиску по його довжині становить 25 мм водяного стовпа. Другий фільтруючий елемент 3б, розташований в середині, є порожниною довжиною 5 мм, що містить 150 мг гранул активованого вугілля. Третій фільтруючий елемент Зв, розташований поруч зі стрижнем 1, має довжину 15 мм і перепад тиску по його довжині становить 90 мм водяного стовпа і він містить 80 мг адетилцеллюлозного джгута. Джгут просякнутий за допомогою 4мас. 95 тріацетину і містить 80 мг НВП, специфічного по відношенню до СТНА, отриманого так, як описано в даному винаході, який рівномірно розподілений за його обсягом в "далматинському" стилі.

Сигарета, представлена на фіг.2, аналогічна наведеній на фіг. 1, за тим винятком, що фільтр для тютюнового диму З містить чотири коаксіальних циліндричних фільтруючих елемента За, 36, Зв і Зг. Перший фільтруючий елемент За, розташований на зверненому до рота кінці сигарети, має довжину 5 мм і складається з ацдцетилцеллюлозного джгута, просоченого за допомогою 7 мас. 90 тріацетінового пластифікатора. Другий фільтруючий елемент 36, розташований поруч з першим елементом, що фільтрує За, є порожниною довжиною 5 мм, що містить 200 мг НВП, специфічного по відношенню до СТНА, отриманого так, як описано в даному винаході. Третій фільтруючий елемент Зв, розташований поруч з другим елементом, що фільтрує Зб, має довжину 10 мм і містить адетилцеллюлозний джгут, просочений за допомогою 7 мабс.9о тріацетину. Четвертий фільтруючий елемент Зг, розташований поруч з третім елементом, що фільтрує Зв, має довжину 7 мм і містить 80 мг гранульованого активованого вугілля. У радіальній площині АА в накладного папері 4 сформовано кільце вентиляційних отворів 5, віддалені приблизно на З мм від сполуки з четвертим елементом, що фільтрує Зг, за якими під час вдихання диму через сигарету повітря надходить в третій фільтруючий елемент

Зв.

Приклад 9

Застосування НВП в наборах для дослідження

На фіг. 3 приведена типова колонка, підходяща для хроматографії або ТФЕ. Колонка включає трубку 11, яка може бути циліндричною і може, наприклад, бути виготовлена з металу, скла або пластмаси, перший кінець якої містить порт для впуску 12 і другий кінець якої містить порт для випуску 13 відповідно, і ці порти використовуються для сполуки колонки з іншим хроматографічним обладнанням. Перший і другий кінці можуть незалежно являти собою окремі 60 шматки, з'єднані або з'єднуються з колонкою за допомогою нарізного сполучення, посадки з натягом, зварювання і т. п., а також можуть складати одне ціле з колонкою. Колонка може бути забезпечена нижнім прошарком з фрити (пористий матеріал) 14, сусідній з портом для випуску, і на цей прошарок поміщають полімер 15. Додатковий верхній прошарок з фрити може бути розміщена, як це показано, на верхній поверхні полімеру поблизу від верхнього кінця колонки, залишаючи простір, відповідне для завантаження зразка між верхньою фриттою і першим кінцем.

Подрібнений полімер, отриманий з будь-якого із зазначених вище мономерів і зшиваючих реагентів або будь-яким із способів, описаних в даному винаході, можна помістити в колонку для хроматографічної або твердофазної екстракції і використовувати для хроматографічного відділення сполуки, наприклад, нітрозаміну, від інших компонентів суміші, включаючи молекули з подібними структурою або функціональними групами. Колонку можна упакувати в набір разом з іншим приладдям для полегшення її використання, включаючи, наприклад, реагенти для кондиціонування колонки, реагенти для елюювання колонки і регенерації НВП і один або більшу кількість інструментів для операцій з інгредієнтами, таких як шпатель, мірний циліндр і склянку, і інструкції для використання приладдям. НВП можуть бути поміщені у відповідний контейнер або представлені у вигляді окремих порцій, підходящих для приміщення в колонку для фільтрування. В саму колонку можна попередньо завантажити НВП.

Приклад 10

Формування полімерних кульок за допомогою суспензійний полімеризації

Наступна група експериментів ілюструє вплив на фізичні характеристики полімеру, який можна приписати змінам у восьми змінних в умовах проведення реакції або параметрів реакції полімеризації мономера і зшиваючого реагенту. 19 Зразків (МоМео Е1-Е19) полімеру ЕДМА і

ГЕМА отримували за розробленою схемою проведення експериментів для забезпечення різних комбінацій значень умов проведення реакції, що використовується для отримання кожного зразка. Значення для кожного експерименту вибирали так, щоб можна було встановити вплив на полімеризацію змінних умов проведення реакції незалежно один від одного. Вибрані параметри і діапазони є наступними:

Молярне відношення зшиваючий реагент ,.. д, , 4:1-6:1 (Х):мономер (М) й полярний (етилацетат ("ЕЇОАс")) або неполярний

Тип пороутворювача: (толуол)

Кількість пороутворювача 0,7-1,5 мас. 95

Кількість ініціатора 1,5-3,3 мас. 95, бензоілпероксид с. невелика молекулярна маса / в'язкість ("СеЇмої

Тип полівінілового спирту 203") або велика молекулярна маса / в'язкість ("СеїмоїЇ 523")

Концентрація РУОН 1-3 мас. 95 в перерахунку на масу водної фази

Вміст твердих речовин 10-20масбс. Фо

Перемішування (швидкість низька (200 об / хв) - висока (300 об / хв) перемішування)

Значення параметрів умов проведення реакції, вибрані для кожного експерименту, наведені нижче у таблиці 4 В кожному експерименті зшиваючий реагент і мономер полімеризують за

Зо методикою суспензійної полімеризації. У кожному експерименті полівініловий спирт розчиняють у воді шляхом перемішування при 50" С протягом З год. з утворенням водної фази для реакції полімеризації. Після охолодження до кімнатної температури мономірну фазу, яка містить мономери, ініціатор і пороутворювач, об'єднують з водною фазою в посудині для проведення реакції, забезпеченою пристроєм для перемішування з метою отримання суспензії. Суспензію перемішують при протягом 30 хв і потім нагрівають до температури, що дорівнює 65" С, і витримують при цій температурі протягом 18 год. при постійному перемішуванні для здійснення полімеризації. Після охолодження отриманий полімер відфільтровують від суміші і промивають теплою водою, метанолом і етилацетатом.

Фізичні характеристики полімерів, отриманих в експериментах, міняються залежно від конкретних умов проведення реакції і також наведені нижче у таблиці 4.

Вплив зміни умов проведення реакції на якість полімерних кульок, отриманих в кожному з експериментів, проілюстровано нижче в таблиці 5 У таблиці 5 результати експериментів наведені в комірках, в яких також вказаний номер відповідного експерименту. Комірки затінені для вказівки якості отриманих кульок. В найтемніших комірках представлені експерименти, в яких полімеризація не протікала; в більш світлих комірках представлені експерименти, в яких утворюються частки неправильної форми; в ще більш світлих комірках представлені експерименти, в яких утворюються кластери сферичних частинок; в найсвітліших комірках представлені експерименти, в яких утворюються сферичні кульки разом з дрібними частинками.

В незатінених комірках представлені експерименти, в яких утворюються добре сформовані сферичні кульки без дрібних частинок. У кожній з наведених нижче таблиць Хі позначає ЕДМА;

М позначає ГЕМА.

Таблиця 4

Вплив умов проведення реакції на утворення кульок й Тип Поро- Вміст |Швидкість

Відно- пороут- | утворю- | Ініціатор РМОН, | твердих |перемішу- шення с/у |Гип РМОН о/ Результат

ХІМ ворю- вач, мас. Чо мас. 95 |речовин,| вання

І вача | мас. 95 мас. Зо | (об/хв)

М'які кульки

Е! 4 Толуол 0,7 1,5 С523 1 10 200 (неповна полімеризація)

Відсутність форми

Е4| 6 | КОдс Сгоз

Сферичні, 35

ЕБ| 4 |толусл/ 15 15 сгоз | з 20 200 |Мкм 10 об. зе дрібних частинок

Відсутність

ЕЮАс Св23

ЕВ| 6 | ЕОАс Св23

Сгоз

МОЇ 6 |ТолуллІ 0,7 | 33 | сСгоз

ЕЮАс Св23 2| 6 | ЕОАс СБ23

Сферичні, --60 віз! 4 |Толуол/) 15 38 | с523 1 20 з00 /|Мкм то об. Зо дрібних частинок

ЕЮАс Сгоз форми

Сферичні, «-70

Еі17| 5 |Толуол| и А с523 2 15 БО | МКМ Я10 об. Зо дрібних частинок

Сферичні, «-70

ЕВ) 5 | Толуол). ТИ А с523 2 15 БО | МКМ Я10 об. Зо дрібних частинок

Сферичні, --60

Е9 5 | Толуол). ТИ А с523 2 15 БО | МКМ я720 об. Зо дрібних частинок

Таблиця 5

Дослідження полімеризації в експериментах Е1-Е19

Тип РУМОН б523 С2гоЗ

Вміст твердих

Е! Е2 Еб ЕБ5

Полімери- Полімери- Полімери- бні зація не зація не зація не Че стиНКИ с/ | Протікає протікає протікає о 1,5 мас. ЗІ. 5; рРуОН зе6РМОН 196РМОНО |З РМОН ініціатору Пороут-

Пороут- Пороут- Пороут- ворювач 1,5 ворювач 0,7 ворювач 0,7 |ворювач 1,5 ХІМ 4 '

ХОМ 4 ХОМ 61 ХОМ 61 200 об/хв 200 об/хв 300 об/хв 300 об/хв

Е17, 18,19

Дрібні

Пороут- частинки ворювач: |2,4 мас. 95 2 чув РМОН толуол ініціатору Пороут- ворювач 1,1

ХОМ 51 250 об/хв 14 Дрібні Е9 го

Кульки ЧАСТИНКИ Кластери Кластери

З 96 РУОН З 6 РУМОН 1 95 РУОН 3,3 мас. Фо 1 95 РУОН г, Пороут- Пороут- Пороут- ініціатору Пороут- ворювач 1,5 ворювач 5 0 орювач 0,7 | ворювач 0,7

ХОМ 61 ХМ А ' хом 4 ХОМ 61 200 об/хв тд, 300 об/хв 200 об/хв 300 об/хв

ЕЗ

Е7 ЕВ Ед Неправильної

Кластери Кластери Кластери форми 15 мас. 553 36 РУОН 196РМОНО |З96РМОН У РУОН ініціатору. Пороут- Пороут- Пороут- Пороут- ворювач 1,5 ворювач 1,5 |ворювач 0,7 ворювач 0 7

ХМ 4 ХОМ 61 ХОМ 61 ХМ А '

Пороут- 300 об/хв 200 об/хв 200 об/хв 300 об/хв ворювач: Е16

ЕТОАсС Е12 Е11 Е15 Неправильної

Кластери Кластери Кластери пог 3,3 мас. 95 1 95 РУОН З 6 РУМОН 1 95 РУОН 3 55 РУОН ініціатору Пороут- Пороут- Пороут- Пороут- ворювач 0,7 ворювач 0,7 |ворювач 1,57 ворювач 1 5

ХОМ 61 хом 4 ХМ 41 ХМ в ' 3200 об/хв 200 об/хв 200 об/хв 300 об/хв

Описані вище експерименти показують, що полімерні кульки гарної якості можна одержати за допомогою суспензійної полімеризації зшиваючого реагенту і мономера у присутності стабілізатора, що представляє собою водний розчин полівінілового спирту, переважно що містить більше 2 мас. 95 РМОН, ймовірно, до 4 або 5 мас. 95, який також переважно є маркою, що має велику молекулярну масу / в'язкість, такий як який випускається під торговою назвою

Сеїмої 523. Утворенню добре сформованих кульок НВП також сприяє використання будь-якого одного або більшої кількості наступних: (а) відносно великої кількості ініціатора, наприклад, щонайменше З мас. 90; (Б) неполярного пороутворювача, наприклад, толуолу і (с) реакційної суміші, яка має відносно невеликий вміст твердих речовин, наприклад, що становить приблизно 10 мас. 95. Передбачається, що внаслідок відносно великої концентрації полівінілового спирту і,

можливо, також внаслідок відносно великих кількостей ініціатора залишки полівінілового спирту включаються в пористі кульки в кількостях, ефективних для поліпшення селективності по відношенню до нітрозовмісних сполук порівняно з селективністю по відношенню до нікотину.

Приклад 11

Дослідження кульок, отриманих за допомогою суспензійної полімеризації

Характеристики НВП, отриманих в експериментах МоМо ЕЗ-Е5 і Е7-Е19 прикладу 10, по адсорбції нітрозосполук і селективності їх адсорбції в порівнянні з адсорбцією нікотину продемонстровані шляхом проведення описаних нижче 2-стадійних досліджень екстракції для кожного полімеру. Погано полімеризовані продукти, отримані в експериментах МоМо Е1, Е2 і Еб, не досліджували.

Готують досліджуваний розчин, що містить 4 мкг / мл нікотину ("МІС"), 80 нг / мл МММ, 80 нг / мл ММК, 80 нг / мл МАТ і 40 нг / мл МАВ у водному розчині буфера, що містить 15 мМ фосфату при рН 6,3. Для кожного дослідження 125 мг кожного НВП прикладу 10 спочатку кондиціонують шляхом перемішування зразка НВП з 5 мл етанолу при кімнатній температурі, етанол видаляють шляхом фільтрування суміші через фриту з отворами розміром 10 мкм, перемішування зразка з 5 мл дистильованої води протягом 2 хв при кімнатній температурі і повторного фільтрування суміші через фриту з отворами розміром 10 мкм. На стадії 1 дослідження кожен зразок НВП перемішують з досліджуваним розчином протягом 10 хв приблизно при 5" С. Розчин відділяють від зразка шляхом фільтрування суміші через фриту з отворами розміром 10 мкм і розчин аналізують за допомогою рідинної хроматографії з детектуванням за допомогою ультрафіолетового випромінювання |"РХ-УФ"| для визначення виражених у 95 вмістів нікотину і СТНА, екстрагованих з досліджуваного розчину за допомогою

НВП. На стадії 2 дослідження НВП, витягнутий на першій стадії, перемішують 3 5 мл дистильованої води при температурі, що дорівнює приблизно 5" С, протягом 10 хв і воду видаляють фільтруванням через 10 мл фрити. Розчин аналізують за допомогою РХ-УФ для визначення виражених у 905 вмістів нікотину і СТНА, екстрагованих з досліджуваного розчину і ще містяться в НВП після стадії промивки.

Результати для окремих НВП представлені нижче у таблиці 6, де для кожного дослідженого

НВП наведені мас. 95 Нікотину ("МІС"), МММ, ММК ії МАТ, що залишилися в досліджуваному

Зо розчині після (а) стадії 1 і (Б) стадії 2 дослідження. Середні значення для всіх 19 експериментів наведені в останньому рядку і вони дають загальний опис робочих характеристик НВП.

Таблиця 6

Мо (тільки екстракція), 90 (екстракція і промивка), Уо 77111 | мм | мк | МАТ / мс | мммо| ММК | мА

ЕВ | 873 | 254 | 98 | 68 / 949 | 436 | 175 | 128

ЕБЯ | 884 | 294 | 111 | 68 | 960 | 505 | 212 | ЗИ 4 | 86,7 | 242 | 80 | 5 | 1024 | 40 | 153 | 94 8 | 875 | 264 | 8,7 | 55 | 990 | 448 | 169 | 107 значення

Ступені вилучення, що перевищують 100 95, наведені в таблиці 6, обумовлені коливаннями результатів вимірювань в межах експериментальної похибки.

Всі досліджені НВП мають гарну селективність по відношенню до СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину, так що щонайменше 81,7 95 нікотину залишається в розчині після стадії 1, тоді як кількість ММ, ММК ії МАТ, що залишилися в розчині, становить щонайбільше 46,0 95, 29,7 95 і 21,7 95 відповідно. Видно, що вміст нікотину, що залишився в розчині, збільшується після стадії 2 і це показує, що нікотин відносно слабко адсорбується за допомогою НВП на стадії екстракції і може відділятися на стадії промивки, що в деяких випадках призводить до ступеня вилучення, що становить 100 95.

Хоча ступені екстракції СТНА, досліджених за допомогою НВП, різні для чотирьох різних

СТНА, відносні ступені екстракції, отримані шляхом побудови залежності ступенів екстракції

ММК, МАТ Її МАТ кожним НВП від ступеня екстракції ММ, характеризуються дуже хорошою кореляцією і після стадії 1, і після стадії 2.

Експериментальні дані можна піддати комп'ютерному аналізу за допомогою програмного забезпечення для аналізу експериментів, такого як продається під торговою назвою МОСОЕ фірмою Мтеїйгіс5 АВ, і отримати для кожного досліджуваного параметра коефіцієнти, що характеризують сприятливий чи несприятливий вплив параметра на робочі характеристики

НВП. На фіг. 4а і 46 наведено діаграми відповідно для коефіцієнтів параметрів реакції залежно від вираженого в мас. 9о вмісту нікотину, утриманого в досліджуваному розчині, і вираженого в мас. 956 вмісту ММУМ, видаленого з розчину за допомогою полімеру після стадії 1 (екстракція). На фіг. 4в і 4г наведені аналогічні діаграми для коефіцієнтів після стадії 2 (екстракція і промивка).

Вертикальні відрізки на кожній діаграмі описують коефіцієнти для наступних параметрів реакції зліва направо.

Молярне відношення ЕДМА (ХІ):ГЕМА (М)

Тип пороутворювача Полярний (ЕОАс)") або неполярний ("То")

Кількість пороутворювача РоВ

Кількість ініціатору "І"

Тип РУОН З невеликою молекулярною масою ("С523)" або великою молекулярною масою ("(С203)")

Кількість РУОН "РМА"

Вміст твердих речовин "ЗО"

Швидкість перемішування "гтрт" (об/хв)

На фіг. 4а-4г позитивні значення вказують на бажані ефекти; негативні значення вказують на небажані ефекти.

Так, для нікотину відрізок для кожного параметра показує виражену в процентних пунктах середню різницю між кількістю нікотину, що залишився в розчині, при використанні великого значення параметра, і рештою кількістю при використанні середнього значення параметра.

Тому позитивний коефіцієнт показує, що при використанні великого значення параметра в розчині залишається більше нікотину, а негативне значення коефіцієнта показує, що в розчині залишається менша кількість нікотину. Для МММ та інших СТНА відрізок для кожного параметра також показує середню різницю між кількостями нікотину, що залишився в розчині, при використанні великого і середнього значення параметра. Однак для полегшення зіставлення

Зо впливу параметра на нікотин і МММ на діаграмах приведені зворотні квадрати (МММАМММ 2) кількостей процентних пунктів, так що позитивний коефіцієнт показує, що при використанні великого значення параметра в розчині залишається менше МММ, і негативний коефіцієнт показує, що при використанні великого значення параметра в розчині залишається більша кількість СТНА і тому ступені екстракції за допомогою НВП є меншими.

Оскільки ступені адсорбції всіх досліджених СТНА добре корелюють один з одним, коефіцієнти для ММ є репрезентативними для всіх чотирьох досліджених СТНА.

На кожній діаграмі наведено відрізок, що характеризує похибку. Якщо відрізок, що характеризує похибку, перетинає нульову лінію, то результат не вважається статистично значущим.

При розгляді статистично значущих діаграм можна бачити, що використання неполярного пороутворювача ("То!"М є сприятливим в тому сенсі, що кількість нікотину, що залишився в досліджуваному розчині після кожної стадії, збільшується, тоді як використання полярного пороутворювача є несприятливим в тому сенсі, що кількість нікотину, що залишився після кожної стадії, зменшується.

Хоча вплив збільшення кількості пороутворювача ("РОК") і ініціатору ("І") на кількість нікотину є несприятливою після стадії 1, ефект не залишається значним після стадії 2. Проте вплив збільшених кількостей пороутворювача на кількість СТНА є сприятливим на обох стадіях дослідження і це показує, що нікотин менш міцно пов'язаний з НВП, ніж СТНА, і при бажанні його можна витягти з НВП на наступній стадії обробки, такий як промивка водою.

Більше значення відношення Хі: М (зшиваючий реагент: мономер) (наприклад, ді-або поліалкенільний мономер: моноалкенільний мономер) є сприятливим в тому сенсі, що воно призводить до збільшення ступеня адсорбції СТНА, особливо МММ, на обох стадіях.

Приклад 12

Вплив умов проведення реакції на розмір кульок

Наступна група експериментів ілюструє вплив на розмір частинок полімерних кульок, приписуване змінам чотирьох параметрів полімеризації мономера і зшиваючого реагенту. 17

Зразків полімеру (МоМе М1-М17) отримували за допомогою суспензійної полімеризації ЕДМА і

ГЕМА в присутності пороутворювача - толуолу, що має велику молекулярну масу полівінілового спирту (СеїЇмоЇ! 523) при температурі, що дорівнює 70" С, в реакційній суміші, що має вміст твердих речовин, що дорівнює 10 мас. 95, яку перемішують при швидкості, що дорівнює 250 об / хв. Значення трьох обраних параметрів в кожному експерименті за розробленою схемою проведення експериментів, так щоб за допомогою програмного забезпечення СБоОЕ, такого як продається під торговою назвою МОБОЄ фірмою птеїйгіс5 АВ, можна було проводити оцінки впливу на розмір часток і селективності СТНА шляхом зміни кожного параметра як незалежно, так і разом з іншими параметрами. Вибрані для цих експериментів параметри є наступними:

Відношення ЕДМА: ГЕМА (ХІМ) 4:11 - 6:1

Кількість ініціатору 1,0 - 4,67 мас. Фо

Кількість РМОН 1,0 - 4,5 мас. 95 в перерахунку на масу водної фази

Кількість пороутворювача 1,0 - 1,7 мл/г

У наступній групі експериментів (АС) досліджено вплив різних кількостей пороутворювача.

Вибрані для цих експериментів параметри є наступними:

Відношення зшиваючий реагент: мономер: 5:1

Кількість ініціатору 2,84 мас. 95

Кількість РУОН 3,0 мас. 95 в перерахунку на масу водної фази

Кількість пороутворювача 1,0 - 1,7 мл/г

Конкретні умови проведення реакції в кожному експерименті наведені нижче в таблиці 7 У таблиці 7 також наведені середній діаметр кульок полімеру, отриманих в кожному експерименті, і також обсяг утворених дрібних частинок.

Таблиця 7

Вплив умов проведення реакції на розмір кульок . Вміст

ЧЕ ЗАТЕ

Ініціатор , РУОН твердих й ворювач ХМ діаметр частинок, (мас. 95) (мас. 95) речовин (мл/г) (моль/моль) (мкм) об. бо (мас. Ов) : (оцінка) м! т00 | 127 | 6 | 15 | 10 | 9 | з / ма! т00 | 127 | 6 | 45 | 10 | з | з / м5| 467 | 127 | 4 | 15 | ло | 98 | з /

Мм7| 467 | 127 | 6 | 15 | 10 | лм | 4 м8е| 467 | 127 | 6 | 45 | 10 | 39 | з / мі2| 284 | 127 | 6 | 3 | ло | 6 | 1 мі4| 467 | 127 | 5 | 3 | ло | 6 | т в 284 | 150 | 5 | 3 | 10 | 63 | 2 с 284 | 170 | 5 | з | ло | 66 | 2

Зо У всіх експериментах утворюються сферичні кульки з полімеру без агломерації. В деяких випадках також утворюються дрібні частинки, але в кількостях, які становлять не більш 4 мас. о. Менші кількості дрібних частинок утворюються, коли реакцію проводять з використанням РМУОН в кількості, що знаходиться в середині діапазону від 1,5 до 4,5 мас. 95, що свідчить про оптимальну концентрації, що дорівнює приблизно З мас. 95.

Фі. 5 і б отримані за даними аналізу зміни розміру часток полімерних кульок в експериментах М1-М17 при зміні параметрів реакції за допомогою програмного забезпечення

БоЕ, зазначеного вище. Фіг. 5 ілюструє зміну розміру часток полімерних кульок, отриманих в експериментах з використанням різних концентрацій РУОН, вираженого у вигляді середнього за обсягом діаметра частинок (й4,3М). На фіг. 6 представлені коефіцієнти, що описують вплив відносної концентрації РМОН, зшиваючого реагенту (ХУ), ініціатору, квадрата концентрації

РМОН (на фіг.б представлений, як РМОН " РМОН) і об'єднаний вплив на взаємодію при використанні великого значення відношення зшиваючий реагент: мономер разом з великим вмістом ініціатору. Аналіз показує, що на розмір кульок найсильніше впливає концентрація

РМОН в реакції, більш високі концентрації схильні призводити до частинок меншого розміру.

Кількість використаного ініціатору також слабо впливає на розмір частинок, більш високі концентрації схильні призводити до частинок більшого розміру.

В іншому експерименті, проведеному так, як описано вище, використовували такі умови:

Відношення ЕДМА: ГЕМА (ХІМ) 471

Кількість ініціатору 3,3 мас. 95

Кількість РУОН 2,8 мас. 95 в перерахунку на масу водної фази

Кількість пороутворювача 1,27 мл/г

Продукт знаходиться у формі кульок, які мають насипну щільність в сухому стані, що дорівнює 0,35 г / мл, площею поверхні БЕТ, що дорівнює 308 мг/г, об'ємом пір, що дорівнює 0,77 г / мл, і середнім діаметром пір, що дорівнює 100 Е.

Приклад 13

Вплив умов проведення реакції на селективність

Характеристики НВП, отриманих в прикладі 12, при адсорбції нітрозосполук і селективність їх адсорбції в порівнянні з адсорбцією нікотину продемонстрована шляхом проведення досліджень екстракції для кожної сполуки за методикою, описаною в прикладі 11.

Зо Досліджують кожен зразок НВП і середні значення для двох наборів результатів наведені в таблиці 8 В стовпці під назвою "Середнє значення" наведені середні значення ступенів екстракції для всіх чотирьох СТНА (МММ, ММК, МАТ і МАВ) для кожного експерименту.

Таблиця 8

Екстракція нікотину і СТНА

НИ Пісенний Піна тен Не ій загрузка), мас. 90 промивка), мас. 90

Мо значення значення

МмЗ /1551776Щ|923|948Щ|94,3| 897 | 6,8 |629)|86,7|909)|895| 825 ма /7148Щ|764Щ|91,7|947|949| 894 | 3 |609|854|9031|897| 816

Мм5 /т181Щ|796Щ193,7|9521950| 909 | 7,8 |648|8861|909Щ|900| 836 ме т84|820ц|928|946|951| 911 | 8 |6961|877|906|91,8| 849

Мо /7172Щ|795Щ1920Щ|9471|949| 903 | 60 |644|864|9031|90,3| 828

Ммі4 |7178|827Щ|1937|19601949| 919 | 7,6 |6901|887|925|914| 854

МмІ5 /175Щ|809Щ1930Щ|9511953| 911 | 88 |6691|873|912|914| 842

Мб /13,6Щ|756Щ1916Щ193,7|931| 885 | 6,6 |60л|852|891|879| 806

М17 171661Щ|777Щ1930Щ|19481946| 900 | 7,5 |623|872|904|902| 825

І А |т6бл|ВОл|921|948Ц|943| 903 | 82 |646|854|906|901| 827

Таблиця 8

Екстракція нікотину і СТНА

НИ Пісенний Піна тен Не ій загрузка), мас. 90 промивка), мас. 90

Мо значення значення в 7178Щ|780|911Щ|942/1936| 892 | 8 |633|8501|9001|898| 820

Результати представлені графічно на фіг. 7а і 76. На фіг. 7а наведені результати для стадії 1 (мас. 95 екстраговано з досліджуваного розчину після стадії 1 (тільки загрузка)). На фіг. 76 наведені результати для стадії 2 (мас. 95 екстраговано з досліджуваного розчину після стадій 1 і 2 (завантаження і промивка)). На кожній діаграмі зліва направо горизонтальні відрізки вказують діапазон значень, отриманих в дослідженнях всіх 20 НВП, мас. 95 нікотину (МІС) МММ, ММК, МАТ і МАВ відповідно, екстрагованих з досліджуваного розчину. Відрізок в коні справа (середнє значення СТНА) вказує діапазон значень для середнього ступеня екстракції всіх чотирьох СТНА за допомогою 20 МІР5.

На фіг. 7а і 76 показано, що НВП є набагато більш селективними адсорбентами всіх СТНА, ніж нікотину, МАТ адсорбується найсильніше, МММ адсорбується слабкіше. В кожному випадку виражені в мас. 90 кількості екстрагованих нікотину і СТНА зменшується після стадії промивки. З числа СТНА на утримування МММ найсильніше впливає промивка. Нікотин менш міцно пов'язаний з НВП, ніж будь-які СТНА і при бажанні його можна витягти з НВП на наступній стадії обробки, такій як промивка водою.

Коефіцієнти, що показують вплив кожного з параметрів на екстракцію нікотину ії СТНА на стадії 1 дослідження (тільки завантаження) і стадії 2 (завантаження і промивка), розраховані за допомогою програмного забезпечення МОООЕ, наведені на фіг. ва-8г. Фіг. ва і 86 ставляться до екстракції нікотину і наведені середні ступені екстракції СТНА відповідно на стадії 1, фіг. 8в і 8г, відповідні ступені екстракції на стадії 2.

З фіг ва і 8б можна бачити, що на стадії 1 дослідження кількість ініціатору, що використовується, чинить значний сприятливий вплив на ступені екстракції і нікотину, і СТНА.

На фіг. 8в і вг показано, що на стадії 2 ступені екстракції нікотину і СТНА збільшуються при збільшенні кількості ініціатору, як на стадії 1, але кількість використовуваного полівінілового спирту також сприятливо впливає, оскільки ступінь екстракції нікотину зменшується при збільшенні кількості полівінілового спирту. Тому при екстракції, включаючи промивку після екстракції, використання полівінілового спирту при отриманні НВП є сприятливим для селективної екстракції СТНА з суміші СТНА і нікотину, оскільки полівініловий спирт компенсує вплив ініціатору на ступінь адсорбції нікотину. Як зазначено вище, передбачається, що це є

Зо результатом включення залишків полівінілового спирту в зшитий полімер.

На фіг. да і 96 наведено дві діаграми, отримані на основі наведених вище даних, фіг. За належить до екстракції нікотину після стадії 2, на фіг. 96 представлені середня ступінь екстракції СТНА після стадії 2. Побудована залежність змісту РМОН в реакційній суміші, відкладеного по осі х, від змісту ініціатору, відкладеного по осі у. Контурні лінії на діаграмах з'єднують точки, в яких виражені в мас. 9о екстраговані кількості однакові, на кожній лінії вказані значення екстрагованих кількостей. Прямокутна ділянка, окреслена штриховими лініями, являє собою ділянку, в якій кількості ініціатору і РМОН, ймовірно, забезпечують хороший баланс між екстракцією СТНА і нікотину. Вона становить від приблизно 2,5 мас. 95 або більше РМОН і 1,75 мас. 95 Або більше ініціатору. Тому видається ймовірним, що використання великих кількостей і

РМОН, і ініціатору може бути сприятливим для отримання полімерів, які більш селективні по відношенню до СТНА, ніж по відношенню до нікотину. Якщо екстраполювати дані фіг. 9, то кількості, ймовірно, можуть бути більше, ніж максимальні кількості, що дорівнюють 4,5 мас. 95, використані в цих експериментах. Проте використання більш значних кількостей РМОН може збільшити витрати при реалізації способу. Це обумовлено тим, що РМОН важче розчиняється при більш високих концентраціях, при полімеризації ймовірно утворення більшої кількості дрібних частинок, обумовлене цим збільшення в'язкості суспензії призводить до ускладнень при фільтруванні і для видалення РМОН буде потрібно більш інтенсивна промивка. Тому оптимальні кількості відповідатимуть компромісу між цими двома факторами.

Вплив РМОН на ступені елюювання нікотину і СТНА для досліджуваного розчину може залежати від відносних полярностей СТНА і нікотину. На фіг. 10 на одній діаграмі наведені коефіцієнти для екстракції нікотину і кожного окремого СТНА після стадії 2. Коефіцієнти вказані в тому порядку, в якому відбувається елюювання в рідинній хроматографії з оберненою фазою ("НРІ С"), який, в свою чергу, залежить від полярності відповідної сполуки. Можна бачити, що збільшення кількостей РМОН призводить до зменшення екстракції найбільш полярної сполуки (нікотину) і збільшенню екстракцію найменш полярної сполуки (МАВ). Ініціатор збільшує екстракцію всіх сполук, але цей ефект виявляється більшою мірою для більш полярних сполук.

Спільні ефект використання великого значення відношення ді-або поліалкенільний: моноалкенільний мономер в комбінації з великим вмістом ініціатору (ЕДМА " І) призводить до зменшення екстракції цих менш полярних сполук.

Експерименти А-С показують, що відсутні значні відмінності в ступенях екстракції в порівнянні з даними для експериментів М15-17 і це показує, що зміна кількості пороутворювача в діапазоні 1,0-1,7 мл / г не впливає на селективність НВП стосовно СТНА по порівняно з селективність по відношенню до нікотину.

Малоймовірно, що тип використовуваного ініціатору впливає на характеристики НВП. Тому в реакції полімеризації можна використовувати ініціатори, які не становлять собою бензоилпероксид.

Приклад 14

Утворення кульок при використанні різних мономерів

Наступна група з 17 експериментів (МоМе Р1-РІ1Іб і Р18) ілюструє спроби отримання полімерів з використанням моноалкенільних мономерів ("мономери") і зшиваючих реагентів (в варіантах здійснення ді-або поліалкенільних мономерів), мають різні полярності, т. е. мономерів і зшиваючих реагентів, які є більш-менш гідрофобними і гідрофільними, і також з використанням кислотних і основних мономерів.

Використані такі мономери, перераховані в порядку збільшення полярності. Всі мономери є нейтральними за винятком ДЕАЕМ, який є основним, і МАА, який є кислотним.

Стірол (неполярний, гідрофобний)

Метилметакрилат (ММА) (кілька полярних функціональних груп, гідрофобний) 2-Гідроксиетилметакрилова кислота (ГЕМА) (гідрофільний)

М-Вінілпіролідон (МУР) (полярна функціональна група, гідрофільний)

Зо 2-Діетиламіноетилметакрилат (ДЕАЕМ) (сильно полярний, гідрофільний, основний)

Метакрилова кислота (МАА) (полярна функціональна група, кислотний)

Використані такі зшиваючі реагенти, перераховані в порядку збільшення полярності:

Дивінілбензол (неполярний, гідрофобний)

Триметилолпропантриметакрилат (ТРІМ) (кілька полярних функціональних груп, гідрофобний)

Етиленглікольдиметакрилат (ЕДМА (кілька полярних функціональних груп, гідрофобний))

Дієтиленглікольдиметакрилат (ДЕДМА) (сильно полярний, гідрофільний)

За допомогою суспензійної полімеризації отримували 17 зразків полімерів. У кожному разі мономірну фазу, яка містить мономер (М) і зшиваючий реагент (ХІ) в молярному відношенні М:

ХІІ, котрий становить 1: 5, 2,84 мас. 95 ініціатору бензоїлпероксиду і 1,27 мл/г пороутворювача толуолу, змішують з водною фазою, що містить З мас. 96 що має велику молекулярну масу полівінілового спирту (СеїЇмо!Ї 523) при температурі, що дорівнює 70" С і отримують суспензію, що має вміст твердих речовин, що дорівнює 1Омас. 9о, яку для проведення полімеризації перемішують при швидкості, що дорівнює 250 об / хв, протягом 18 годин. Після охолодження отриманий полімер фільтрують з суміші і промивають теплою водою, метанолом і етилацетатом.

Дані по полімеризації і якості утворених кульок наведені в таблиці 9 Кожна комірка в таблиці, яка містить числові дані, включає номер прикладу (Р1-16 і Р18), середній за обсягом розмір кульок в мікрометрах, якщо вони утворилися, приблизний вміст в мас. 96 утворених дрібних частинок і приблизний зміст в мас. 95 утворених кластерів або агрегатів полімерного матеріалу.

Таблиця 9 11111111 Мономер(іМЇ//://7111С1С 10711110 полярність ідрофільний араюорзбілншуєтьсязліванапраю | вий полярність / гідрофільний характер збільшується зліва направо ний и мо | ме | лем м (кислот-ний)

РІ:

Рг: РЗ: Ра: . . 108 мкм 100 мкм 60 мкм 80 мкм Ро: Р: рув Дрібні Дрібні Дрібні Дрібні Кульки не 70 мкм частинки 2 9о р. о й о Р. «ас/| УТВОРЮЮТЬСЯ

Агрегати: 1 95 частинки 2 925 | частинки 1 95 |частинки: 2 95

Р7:

Зшиваючий 76 мкм реагент (ХІ) ТРАМ Дрібні (полярність / частинки 2 95 гідрофільний РВ: РО: РІО: характер 70 мкм 60 мкм 50 мкм РІ: РІ12: збільшується Дрібні Дрібні Дрібні І 68 мкм зверху вниз) ЕДМА частинки 2 95 | частинки 2 Уо частинки 2 Уо Кульки не Дрібні

Агрегати: Агрегати: Агрегати: утворюються |, астинки З Фо 10 95 45 95 50 96

Р139: РІ14 Р1І15: РІ16: Р18;

ДЕДМА 60 мкм 60 мкм 55 мкм 50 мкм 66 мкм (основний) Агрегати: Агре- Дрібні Агре-гати: Дрібні 50 У гати:70 ую |частинки З 9о 60 96 частинки 2 Уо

З даних таблиці 9 можна бачити, що кульки полімеру не утворюються, якщо використовують основний мономер, в цьому випадку ДЕАЕМ. Агрегація або утворення кластерів полімеру частинок відбувається в багатьох випадках разом з утворенням кульок. Добре сформовані кульки отримані при використанні нейтральних або кислотних мономерів.

Приклад 15

Характеристики кульок, отриманих з використанням різних мономерів

Характеристики НВП, отриманого в прикладі 14, при адсорбції нітрозосполук і селективність їх адсорбції в порівнянні з селективністю по відношенню до нікотину продемонстровані шляхом проведення досліджень екстракції за методикою, описаною в прикладі 11. Результати наведені в таблиці 10. НВП, містять погано сформовані кульки, не досліджують.

Таблиця 10

Екстраговано після стадій 1 і2 Екстраговано після стадії 1 (тільки (завантаження і промивка), мас. Фо завантаження), мас. Уо

РІ | 899 | 100 | ло | 100 | | 99 | 100 | 700 | 00

РА | 89 | 100 | 700 | 100 | | 99 | 100 | 700 | 00

РЗ3 | 899 | 100 | 700 | 100 | | 99 | 100 | 700 | 00

РА | 89 | 100 | 700 | 100 | | 99 | 100 | 700 | 00 РБ | 700 | 100 | л00 | 00

Р | 42 | 86 | 100 | 97

РВЕ | 34 | 87 | 98 | 98 | | 48 | 92 | 98 | 98

РО | 15 1 69 | 92 1 94 | | 28 | 83 | 96 | 96

РІЗ | 713 | 67 | 86 | 93 | | 23 | 83 | 93 | 9

РІ | лі 1 48 | 7 | 686 715 | 66 | 81 | 90

Ці результати додатково наведені в таблиці 11, яка представлена в тому ж форматі, що і таблиця 9. Для кожного експерименту в комірці наведені вміст в мас. 95 нікотину і вміст в мас. 95

СТНА, екстрагованого з досліджуваного розчину після стадії 2. В кожній комірці, розташованій на одній горизонталі з відповідним мономером, у верхньому ряду вони зазначені зліва направо в порядку збільшення полярності або гідрофільної природи, і по вертикалі вказаний відповідний зшиваючий реагент, наведений в лівому стовпчику зверху вниз в порядку збільшення полярності або гідрофільної природи. Таблиця також включає значення для НВП, утвореного із

ЕДМА Її ГЕМА, ілюстровані в попередніх прикладах. НВП, мають найбільшу селективність по відношенню до СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину вказані в комірках з найширшими кордонами.

Таблиця 11 11111111 МономеріМ7////7/://///-:Ж: ГЛ

Некислотний полярність / гідрофільний характер збільшується зліва | Кислотний направо 1071111111117стіролі | ММА | ГЕМА | МУР | МАА /

РІ Рг: РЗ: РА: Рб: рУув Чо МІС:99 Чо МІС 99 Чо МІС 99 Чо МІС 99 Фо МІС 100 до СТНА: до СТНА: до СТНА: до СТНА: до СТНА: 100 100 100 100 100

Зшиваючий о; шк 4? реагент (ХО) ТРИМ о; СТНА: (полярність / 86-100

Пен РВ: РО: РІО: РІ2: посилюється. | ЕДМА Чо МІС 34 Фо МІС 15 | 95 МІС:14-18| 95 МІС 15 Чо МІС 67 зверху вниз) до СТНА: до СТНА: о СТНА до СТНА: до СТНА: 87-98 69-94 76-95 64-92 15-95

РІЗ: РІ14 РІ15: Р1І16: Р1І8:

ДЕДМА Чо МІС 13 Фо МІС 11 Чо МІС 13 Фо МІС 7 Чо МІС 58 до СТНА: до СТНА: до СТНА: до СТНА: до СТНА: 67-93 48-86 40-79 44-79 46-85

Можна бачити, що використання кислотного мономера (МАА) несприятливо впливає на селективність НВП стосовно СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину.

Аналогічним чином, використання абсолютно неполярного зшиваючого реагенту (МВ) призводить до полімеру, котрий має погану селективність по відношенню до СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину. Полімери, отримані з некислотного мономера і зшиваючого реагенту, який є щонайменше частково полярним, мають кращу селективність по відношенню до СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину.

Також можна бачити, що селективність поліпшується при використанні мономерів і зшиваючих реагентів з протилежними полярності. Так, НВП, отриманий з гідрофобного мономера (стиролу) і гідрофільного зшиваючого реагенту (ДЕДМА), мають гарну селективність по відношенню до СТНА порівняно з селективністю по відношенню до нікотину. НВП, отримані з гідрофільного мономера (ММА, ГЕМА і ММР) та гідрофобного зшиваючого реагенту (ЕДМА) також мають гарну селективністю.

Приклад 16

Додаткове дослідження характеристик

Для визначення характеристик НВП в середовищі, яке краще відповідає процесу обробки тютюну, дослідження селективності по відношенню до СТНА проводять з використанням екстракту тютюну, рідини, отриманої шляхом взаємодії заявлених листків тютюну з водою, яка містить нікотин і СТНА разом з багатьма іншими сполуками, які потенційно можуть заважати адсорбції за допомогою НВП або маскувати адсорбцію за допомогою НВП.

Зо Дослідження проведені з використанням полімерів, описаних в таблиці 12.

Таблиця 12

Молекулярно вдруковані полімер (МВП), отриманий ву СТНА МВП співполімеризацією ЕДМА і ГЕМА за методикою прикладу 1, але проведеної в присутності сульфонамідного шаблону, який потім екстрагують з полімеру після проведення полімеризації. іншому при таких же умовах, які використані в прикладі К1. о вб ООБ2-Мб НВПоотриманийзЕДМАЇГЕМА яквприкладі Мб -:/ Со ве |ММАЕДМА НВП,оотриманийзЕДМАі ММА, яквприкладіРУд -:/ С во |ММР'ЕДМА |НВП.отриманийзЕДМАі МУР, яквприкладіРїО -/ ' б

Кожен з полімерів досліджують двічі з використанням 2-стадійної процедури, описаної в прикладі 11, за винятком того, що досліджувані розчини кожного зразка отримані шляхом додавання 5 мл екстракту тютюну, отриманого нагріванням 12 г тютюну з 240 мл води при 60" С протягом 30 хв, фільтрування та наступного охолодження.

Середні результати цих двох досліджень наведені нижче у таблиці 13.

Таблиця 13

Ступіньекстракції 95 -стадія! | Ступіньекстракції, 5 -стадія?2./-:-:У пере змнунку мату ме орі ме | нкінт ме зер

Міс | МММ | ММК | МАТ | МАВ значення Міс | МММ | ММК | МАТ | МАВ |Ізначення

СТНА СТНА на ло | 70 | 88 / 87 | 84 | 82 | 0 | 40 | 79 | 79 | 76 | 69

ВЗ 11 | 67 | 84 | 85 | 83 | 80 | з | 34 | 74 | 76 | 73 | 64 ні/| 8 | 67 | 84 | 87 | 84 | 80 | 1 | 32 | 73 | 77 | 74 | 64 85 711 | 69 | 85 / 85 | 82 | 80 | 6 | 38 | 76 | 76 | 73 | 66 вяб| ло | 72 | 88 / 88 | 85 | 83 | 5 | 39 | 79 | 80 | 76 | 68 8?7| 8 | 66 | 84 | 85 | 82 | 79 | з | 34 | 74 | 76 | 72.|Ш 64 ве 712 | 75 | 90 / 88 | 85 | 85 | 5 | 48 | 84 | 82 | 79 |ЙЖЦ73 вно ло | 72 | 89 / 87 | 85 | 83 | 5 | 40 | 81 | 80 | 77 |ШЩ 70 івятоЇ 4 | 7 | 83 | 88 | 85 | 82 | о | 41 | 73 | 81 | 78 | 68

Можна бачити, що НВП поводяться із зразками екстракту тютюну таким же чином, як з досліджуваним розчином, використаним в попередніх прикладах. Зазвичай ступінь екстракції нікотину усіма полімерами є низькою навіть після стадії 1, полімер на основі стиролу і ДЕДМА (К10) екстрагує найменшу кількість нікотину навіть після стадії 1. Полімер на основі ММА і

ЕДМА (К8) екстрагує трохи більше СТНА, ніж інші. Селективність НВП, отриманого за допомогою суспензійної полімеризації, приблизно така ж і в деяких випадках навіть більше, ніж у молекулярно вдрукованого полімеру (К1).

Наведені вище приклади і креслення представлені в основному для ілюстрації даного винаходу і не призначені для накладання обмежень. Оскільки фахівці в даній галузі техніки можуть запропонувати модифікації розкритих варіантів здійснення, відповідні сутності і об'єкту даного винаходу, слід розуміти, що даний винахід включає все, що входить в обсяг прикладеної формули винаходу та її еквівалентів.

Claims (14)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Кульки, які селективні для видалення нітрозовмісної сполуки із матеріалу, що містить таку сполуку та нікотин, вказані кульки виготовлені з адсорбуючого полімеру некислотного мономера Зо і зшиваючого реагенту, що містять полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, друга з яких є гідрофобною, де мономер містить одну функціональну групу, яка здатна до полімеризації з ненасиченим фрагментом в одному подвійному вуглець-вуглецевому зв'язку, зшиваючий реагент має декілька функціональних груп, які здатні до полімеризації з ненасиченим фрагментом в двох або більше подвійних вуглець-вуглецевих зв'язках; причому вказані кульки є добре сформованими сферичними кульками, які мають середній діаметр 10-1000 мкм, не сформовані в кластери, і які містять «10 об. 95 дрібних частинок діаметром «10 мкм.

2. Кульки за п. 1, які селективні для видалення принаймні однієї зі сполук, перерахованих нижче, з матеріалу, що містить вказану принаймні одну сполуку і нікотин: 4-(метилнітрозаміно)-1-(З-піридил)-1-бутанон ("ММК"); 4-(метилнітрозаміно)-4-(З-піридил)бутаналь ("ММА"); М-нітрозонорнікотин ("МММ"); М-нітрозоанабазин ("МАВ"); М-нітрозоанатабін ("МАТ"); 4-(метилнітрозаміно)-1-(З-піридил)-1-бутанол ("ММА"); 4-(метилнітрозаміно)-4-(З-піридил)-1-бутанол ("ізо-ММАЇ "); 4-(метилнітрозаміно)-4-(З-піридил)бутанову кислоту ("ізо-ММАС").

3. Кульки за п. 1 або 2, які являють собою не підданий молекулярному вдруковуванню полімер.

4. Кульки за п. 1 або 2, які являють собою підданий молекулярному вдруковуванню полімер.

5. Кульки за будь-яким з пп. 1-4, які утворені в результаті суспензійної полімеризації.

6. Кульки за будь-яким з пп. 1-5, де полімер додатково містить залишки полівінілового спирту.

7. Кульки за будь-яким з пп. 1-6, де фрагменти зшиваючого реагенту в полімері знаходяться в молярному надлишку відносно компонентів мономера.

8. Кульки за п. 7, де фрагменти зшиваючого реагенту та мономера відповідно присутні в полімері в молярному співвідношенні від 3:1 до 10:1.

9. Кульки за п. 8, де молярне співвідношення компонентів зшиваючого реагенту та мономера становить від 4:1 до 6:1. Зо

10. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де некислотний мономер вибирають із 2- гідроксиметилметакрилату (ГЕМА), гліцеринмоноакрилату, гліцеринмонометакрилату, 2-(4- вінілфеніл)-1,3-пропандіолу, акриламіду, метакриламіду, М-метилакриламіду та їх сумішей, та зшиваючий реагент є гідрофобним.

11. Кульки за будь-яким 3 пп. 1-9, де некислотний мономер являє собою діетиламіноетилметакрилат (ДЕАЕМ) та зшиваючий реагент є гідрофобним.

12. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де некислотний мономер вибирають із 2- гідроксипропілметакрилату, З-гідроксипропілметакрилату та їх сумішей та зшиваючий реагент є гідрофобним.

13. Кульки за пп. 10, 11 або 12, де зшиваючий реагент вибирають (із етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА), триметилолпропантриметакрилату (СТРІМ"У, тетраметиленглікольдиметакрилату, М,М'-метиленбісакриламіду, /М,М'-етиленбісакриламіду, М,М'-бутиленбісакриламіду, М,М'-гексаметиленбісакриламіду та їх сумішей.

14. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де некислотний мономер вибирають із стиролу, 2- вінілпіридину, 2-етилгексилакрилату (ЕГА), бутилметилакрилату (БМА), метилметакрилату та їх сумішей та зшиваючий реагент є гідрофільним.

15. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де некислотний мономер вибирають із метилстиролу, етилстиролу, вінілтолуолу та їх сумішей та зшиваючий реагент є гідрофільним.

16. Кульки за п. 14 або 15, де зшиваючий реагент вибирають із ді(етиленгліколь)удиметакрилату СДЕДМА"), пентаеритролтетраакрилату, три(етиленгліколь)диметакрилату, тетра(етиленгліколь)диметакрилату, полі(етиленгліколь)удиметакрилату та пентаерітролтриакрилату (ПЕТРА) та їх сумішей.

17. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де полімер являє собою співполімер 2- гідроксіетилметакрилату (ГЕМА) та гідрофобного зшиваючого реагенту.

18. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де полімер являє собою співполімер 2- гідроксіетилметакрилату (ГЕМА) та етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА).

19. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де полімер являє собою співполімер 2- або 3- гідроксипропілметакрилату (ГЕМА) та гідрофобного зшиваючого реагенту.

20. Кульки за будь-яким з пп. 1-9, де полімер являє собою співполімер 2- або 3- гідроксипропілметакрилату та етиленглікольдиметакрилату (ЕДМА).

21. Кульки за будь-яким з пп. 1-20, де полімер є результатом полімеризації з використанням більше 1,75 мас. 95 ініціатора в перерахунку на масу мономерів.

22. Кульки за п. 21, де полімер є результатом полімеризації з використанням 1,75-10 мас. 95 ініціатора в перерахунку на масу мономерів.

23. Кульки за п. 21, де полімер є результатом полімеризації з використанням 2,5-5 мас. 95 ініціатора в перерахунку на масу мономерів.

24. Кульки за п. 20, де полімер є результатом полімеризації з використанням лауроїлпероксиду, бензоїлпероксиду, азобісізобутиронітрилу, 2,2'-азобіс(2-метилпропіонітрилу) або 2,2'-азобіс(2- метилбутиронітрилу).

25. Кульки за будь-яким з пп. 1-24, які мають середній діаметр 10-100 мкм.

26. Кульки за будь-яким з пп. 1-25, які є пористими.

27. Кульки за п. 26, які мають об'єм пор 0,2-1,5 мл/г.

28. Кульки за п. 26, які мають об'єм пор 0,5-1,5 мл/г.

29. Кульки за будь-яким з пп. 26-28, які мають площу поверхні БЕТ 200-500 ме/г.

30. Кульки за будь-яким з пп. 26-29, які мають площу поверхні БЕТ 50-500 мг/г.

31. Кульки за будь-яким з пп. 26-30, які мають середній діаметр пор 30-300 А.

32. Кульки за будь-яким з пп. 26-31, які мають середній діаметр пор 50-200 А.

33. Спосіб одержання кульок за будь-яким з пп. 1-32, який включає: суспензійну полімеризацію (а) мономерної фази, що містить пороутворювач, ініціатор, некислотний мономер та зшиваючий реагент, що має полярні функціональні групи, одна з яких є гідрофільною, а інша є гідрофобною, та (б) водної фази, що містить стеричний стабілізатор; та витягування із реакційної суміші добре сформованих сферичних кульок, які мають середній діаметр 10-1000 мкм, не сформованих в кластери, і які містять «10 об. 95 дрібних частинок діаметром «10 мкм.

34. Спосіб за п. 33, який проводять у присутності неполярного пороутворювача.

35. Спосіб за п. 34, де пороутворювач являє собою толуол.

36. Спосіб за пп. 33, 34 або 35, де суспензійну полімеризацію здійснюють в присутності структурного аналога СТНА (специфічних для тютюну нітрозамінів) з одержанням молекулярно вдрукованого полімеру, зв'язаного із СТНА структурним аналогом, та видалення структурного Зо аналога СТНА з кульок.

37. Спосіб за будь-яким з пп. 33-36, де водна фаза містить будь-який із наступних компонентів: а) полівініловий спирт в такій кількості, що залишки полівінілового спирту знаходяться в кульках, б) співполімер поліетиленоксиду та поліпропіленоксиду та (с) гідроксіетилцелюлозу.

38. Спосіб за п. 37, де кількість полівінілового спирту становить 2,5-4,5 мас. 95 в перерахунку на масу мономерів та кількість ініціатора становить 2,5-5 мас. 95 ініціатора в перерахунку на масу мономерів.

39. Тютюновий продукт, що містить тютюн та кульки, як визначено в будь-якому з пунктів 1-32.

40. Курильний виріб, що містить кульки, як визначено в будь-якому з пунктів 1-32.

41. Фільтр для тютюнового диму для курильного виробу, що містить кульки, як визначено в будь-якому з пунктів 1-32.

42. Спосіб видалення нітрозовмісної сполуки з матеріалу, що містить нітрозовмісну сполуку і нікотин, причому вказаний спосіб включає контактування матеріалу з кульками відповідно до будь-якого з пунктів 1-32.

43. Спосіб за п. 42, в якому матеріал містить тютюн або його похідне.

44. Спосіб за п. 42, в якому: тютюн обробляють екстрагуючою рідиною з отриманням екстракту; екстракт обробляють полімером; і матеріал, що залишився в екстракті, повторно об'єднують з тютюновим матеріалом.

45. Спосіб за п. 42, де в якому полімер промивають після обробки екстракту і нікотин витягують з промивних розчинів.

46. Спосіб за п. 43, в якому нікотин з промивних розчинів повторно об'єднують з обробленою рідиною.

47. Спосіб за п. 42, який включає: отримання листового тютюну; обробку листя кульками для зменшення вмісту СТНА в листі; виготовлення з них призначеного для споживання тютюнового продукту.

48. Спосіб за п. 42, який є частиною аналізу, виявлення, кількісного визначення, відділення, екстракції, хроматографії, приготування зразка, хімічних сенсорів або твердофазної екстракції.

49. Спосіб за п. 42, який здійснюють на біологічній рідині.

50. Спосіб за п. 42, де тютюновий продукт одержують термічним розкладанням матеріалу, що містить тютюн, замінник тютюну або їх суміш.

51. Спосіб за п. 42, де тютюновий продукт одержують нагріванням матеріалу до температури, меншої за температуру його горіння.

52. Спосіб за п. 42, де тютюновий продукт одержують спалюваннями матеріалу.

53. Набір, що включає кульки за будь-яким з пп. 1-32, та додатково включає один або декілька з наступних компонентів: (а) колонку для твердофазної екстракції ("ТФЕ"), хроматографії або іншої методики фільтрування; (Б) деяку кількість будь-яких із зазначених вище кульок, розділені на окремі порції, придатні для завантаження в колонку для фільтрування; (с) колонку для ТФЕ, хроматографії або іншого фільтрування, заповнену деякою кількістю будь- яких із зазначених вище кульок; (4) реагенти для кондиціонування колонки; (є) реагенти для елюювання колонки і регенерації кульок; і (Ї) один або більшу кількість наступних об'єктів: шпатель, мірний циліндр, стакан або інший засіб для операцій з інгредієнтами. Я ! нн ос я о и нн нн нн а Енн СОУ ВОК КИ КМ КОН ОО В ОН и А КО о и НІШ ші хв Бо 5 ВН нм о и ННЯ пошаною п ПІ у и ІВ КЕ і Ка ЗУ М є З

Фіг. 1 п и я а и шен АН Ин ЕН НИ А ИН о ИН нин пи нан нн в КОД А ВАНН Ех : ї ї ї МУ і я М; за Кжу

Фіг. 2

7 2 ! Диш; Ї

Фіг. З

Кількість нікотину, що запиотився в розчині я стадія 1 ще 0 пт ГДГРУТАТУ ГР лег рууя чат тур пк СХ ни 2 Ж С С ння пив вання вання я ГЕ лле ттттттттттТтт нн ши ШИ МОМ То ЕЮжАС РОК 1 503 С РМА 50 фт

Фіг. 4а Кількість ММ, що залишився в розчині - стадія Ба НН ТТПТПТТПТПТПТТПЛТПТПТППТПТПТПТПТПппьпьЯиНОППТПТТТТ О00МО1 тн ля ни виш ЯН кою ЕН 0000007 дво тин во нити стен ин ХОМ ОТО ЕШАС РОН СОЮЗ СЮ РУА 5 офрт

Фіг. 46 Кількість нікотину, що залишився в розчині - стадія 5 ЕН-ЗМВЗВБВЗУуЮюЮННнНКНКШЦТЦГТЦТГТГТТШТТШТШТШШТШШШШШЗШШЗШЗШЗШЗШЗШЗ3 ви ТТ ар ик -З пт ХМ Та ЕСАС РОК ЇЇ ССЗ РУА ОС рт

Фіг. 4:

Кількість МММ, що залишився в розчині - стадія 2 пдв ретттттретЕтттттт 0- йд сей вт 1 ДИ ее вві 77 1 15111 ХМ ТО ЕЮАЄ РОК її СОЮЗ СЯ РУ ОС по

Фіг. 4г Зміна розміру частинок полімеру при зміні концентрації РУСН Г Тен ення ння пня | сення | сен нн ві!!! чн. | 7111117 х ш ши іс ес ШИ Я п ПО х ві! Р чжя - 1 1 ев | | ї:Г ЖЬ й вю1| щЩ(| Щщ з! 8 ою Су щ и ПОВНО ОЛОВО ОЛООООВНННОННО НОООООННВНННН іонні І РЕЧИ НК ПИМОИНННННЯ ПООООНННННННКІ ПКККККННННОКЯ ПОООООООНОННКЯ КООООКОННННННКЯ НОКОККАВ 2 З 4 РУСОН, масо

Фіг. 5

Вплив резгентів на розмір частинок і руда ра ДА. 0 що 7 чеше нн же шнншшш й овФ:хгтитшшшшш : за вон хІ. Ініціатор РУМОНІРУСН о Хіленіціатор

Фіг. 6 Екстраговано, 35, тільки завантаження

90.00, НТ ШИ А А Лл ОП - - О« О о ВОЮ ле, Я ОО ЛИ О ОО ОСС «ІПТЛ/ДУВПІЛТ ТО тою тт вві 5 ( ( - 2 2 --- н Л нв вагю вою тт зоб ОО ОО 2000 дшеея З

10.00 тт дсеЇИШЗЄ С С СЛ ЛШ (Ж (Ж 2 Й (1 « «4 5-2 4 --5 4 4 - ----- 4 -- ----4----ї Нікотин ММ Мк ЧАТ АВ Середнє значення СТНА

Фіг. та

Екстраговано, бо, завантаження ї промивка зоо0 Є Ж Є « Є ЄЮ Є Є Є Є Є Є Є Є - - - --2 «22 й 52 - . .- 5 - - 5 БЕБЕВ- 8з000--- ю А ри юю тЙЙЙИЙИЙИЙИЙИЙИЙЙИНН- юр иишшишшшлллшчлчлчлЛляєхЖж и и и т тити й и ти ий од пи ІНН я ЙЙЩ-ЖЩ-6.6767КЩ(ЩК.Ж666.66866Щ--В.Щ..-- 000 Бікотнн МИ Ук ЧАТ МАВ Середнє значення СТНА

Фіг. 76 Коефіцієнти для екстракції нікотних (тільки завантаження) 2 сс иВ8Н 6 А ( рН НН ж -2-- 225 к 5 - о| руудиттй сжжжіжжка. СЛ Й зх 11 р --Я Є -ЯЛ Є «0 2-52 Пн РОН ЕЛМА 1 ЕДМАЛ

Фіг. Ва

Коефіцієнти для середнього ступеня екстракції СТНА (тільки завдитиження) от тттплтрЬот й (3Д/д520 . »Ж( обої 1-1 й А -н ові иИННШНтК ДЯ ПООО ОО кеоооній л00 шини РУОН ЕДМА ! ЕДМАЧ фіг. 86 Коефіцієнти для екстракції нікотину (завантаження я проза 42020005 02020202 2 2 Л -Я6 53 -- й А ДУ а ет А А вл М- 06 -- 707- ( «Щ- 31 ТТ И ТИ ТИ ЛИ ТЛ ЛИ ЛИ ЛЛ ЛЛтдту!утчмї РУОН вЕДМА | РУОНІ ЕДМАІ

Фіг. Ве

Коефіцієнти для середнього ступеня екстракції СТНА (завантяження промивка) 1 Й ях (- ! лик, "ГПет Да дД й о А А ДА. ло р иШОлвИ ЯИ ФТЛОІТОЛЛЛЛТЛЛТВИЖТНТИСТИТИТИНТИЛИОТОТИТЬОЬООИООНОННННИ РУОН вЛМА І РМОНЯ ДМА

Фіг. г Екстракція нікотину (завантаження промивка) - з г СХ ук т ШАНИ 15893 ЛЯ щ БИ МИ я 23 у ВАСУ іх Бкха ж я до с: ; у 14. Ї -щ 1в -- я се ан Р 25 30 35 б 45 РУСН

Фіг. За Середня екстракція СТНА (завантаження ї промивка) в з їх ся пре ук х ща ке Хо в ор ВО Я в ЗБЕ в Я п, Я ка о сх рак есе З ОКХ 15 ж, а я сенсу ко «а ой кв ВВ о 135 20 25 30 55 40 45 РУОН

Фіг. 96

Коефіцієнти екстракції, завантаження К проминка, зазначень в порядку глюювання при НРІ С

3. -- С мМ им 5 МАВ Пав С Ше: шк | А зе хи -8 и і вРУуєн ЕДМА Ініціятор ВУОНя ЕДМА?І

Фіг. 10