一种两性壳聚糖的制备方法技术

一种两性壳聚糖的制备方法属于化学品领域。它是按以下步骤进行：（１）壳聚糖的羧基化：将壳聚糖溶于酸溶液中，在搅拌下加入环状酸酐的丙酮溶液，于６０～９０℃反应１～４ｈ；过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡２～７ｈ，沉淀物溶于蒸馏水中，用丙酮沉淀，沉淀物再依次用醇类溶剂和丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖；（２）羧基化壳聚糖的季铵化：将羧基化改性壳聚糖溶于碱溶液中，在搅拌下加入阳离子醚化剂的水溶液，于６０～１００℃反应８～１２ｈ；混合液缓慢加入丙酮中沉淀；过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡３～５ｈ，干燥，得两性壳聚糖。本发明专利技术使用的环状酸酐，不仅腐蚀性较低，而且使得羧基与主链有更长的间隔臂，有利于进一步的功能化反应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学品领域，特别涉及。
技术介绍
两性聚电解质(ampholytic polyelect rolyte)或两性聚合物 (polyampholyte)通常是指大分子链上同时带有阴、阳离子基团的高分子。这类 高分子性质较为独特，静电相互作用既可为排斥力，也可为吸引力，取决于分 子链中阴、阳离子基团的相对数目和溶液的pH值，在溶液性质方面具有明显的 反聚电解质效应。近年来有关壳聚糖两性聚电解质性质和应用的研究引起了广 泛的关注。壳聚糖(Chitosan，CTS)，又名甲壳胺、脱乙酰几丁质等，化学名为聚3- (1， 4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，其分子链中通常含有2-乙酰氨基葡萄糖和2-氨 基葡萄糖两种结构单元，两者的比例随脱乙酰化程度而异。壳聚糖经甲壳素脱 乙酰化反应后制得，是地球上含量仅次于纤维素的第二大天然有机化合物。壳 聚糖是唯一大量存在的碱性多糖，壳聚糖的单元环结构都和纤维素很类似。壳 聚糖大分子链上分布着许多氨基、羟基，还有一些^乙酰基等活性基团，可以 发生酰基化、羧甲基化、阳离子化、硫酸酯化等反应，还可以在葡萄糖单元上 接枝乙烯基单体或其它单体，合成聚合物多糖。两性壳聚糖由于在聚合物分子中引入了亲水的"COOH和季铵盐基团，侧基的引入同时破坏了壳聚糖致密的结晶结构，所以产物在水中的溶解性大为改 善。目前常见的两性壳聚糖的羧基化试剂主要是氯乙酸，壳聚糖侧链羧烃基间 隔臂较短，原料腐蚀性强，环境友好性差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供。 本专利技术的技术解决方案是它是按以下步骤进行(1) 、壳聚糖的羧基化将壳聚糖溶于酸溶液中，在搅拌下加入环状酸酐 的丙酮溶液，于60 9(TC反应1 4 h;反应结束后过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡2 7h，过滤后将沉淀物溶于蒸馏水中，用3 5倍体积的丙酮沉淀，沉淀物再 依次用醇类溶剂和丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖；(2) 、羧基化壳聚糖的季铵化将羧基化改性壳聚糖溶于碱溶液中，在搅 拌下加入阳离子醚化剂的水溶液，于60 10(TC反应8 12 h;反应结束后将反 应混合液缓慢加入丙酮中沉淀；过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡3 5 h，过滤后将 沉淀物干燥，得两性壳聚糖。本专利技术的技术效果是本专利技术对壳聚糖采用羧基化和季铵化改性，在壳聚 糖的分子链上引入了带有负电性的基团羧烃基和带正电荷的基团季铵盐基团。 使壳聚糖的分子链上含有两种不同电荷类型的取代基，两性壳聚糖的pH值稳定 性有很大改善，整个分子呈现出双电性特征，使得使其适用范围更加广泛。壳 聚糖侧链羧烃基的引入使得壳聚糖可以进一步功能化。本专利技术使用的环状酸酐， 不仅腐蚀性较低，而且使得羧基与主链有更长的间隔臂，有利于进一步的功能 化反应。 具体实施例方式为了进一步了解本专利技术的内容、特点，下面用具体实施例说明本专利技术，但 它们不对本专利技术作任何限制。本专利技术依次使用环状酸酐与阳离子醚化剂对壳聚糖进行改性，制备两性壳 聚糖。实施例一两性壳聚糖的制备包括下述步骤(1) 、壳聚糖的羧基化将壳聚糖溶于酸溶液中，在搅拌下加入环状酸酐 的丙酮溶液，于60 9(TC反应1 4 h;反应结束后过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡2 7h，过滤后将沉淀物溶于蒸馏水中，用3 5倍体积的丙酮沉淀，沉淀物再依次用醇类溶剂和丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖。所述壳聚糖的分子量为1000 3000000，脱乙酰度为50—99%。 所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、叔丁醇中的一种或几种。 所述酸为甲酸、乙酸、盐酸中的一种或几种，pH值为2 5。 所述环状酸酐为丁二酸酐、戊二酸酐、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐中的 一种或几种。壳聚糖的羧基化步骤中，壳聚糖环状酸酐为172: 0.05 0.45， m/n (质 量/物质的量浓度)。(2) 、羧基化壳聚糖的季铵化将羧基化改性壳聚糖溶于碱溶液中，在搅 拌下加入阳离子醚化剂的水溶液，于60 10(TC反应8 12 h;反应结束后将反 应混合液缓慢加入丙酮中沉淀；过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡3 5 h，过滤后将 沉淀物干燥，得两性壳聚糖。所述醇类溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、叔丁醇中的一种或几种。 所述碱溶液为KOH水溶液或NaOH水溶液的一种或其混合物，pH值为8 13。 所述阳离子醚化剂为2， 3-环氧丙基三甲基氯化铵和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵中的一种或其混合物。羧基化壳聚糖的季铵化步骤中，羧基化壳聚糖:阳离子醚化剂为172:0. 05 0.45， m/n。 实施例二-本实施例与实施例一不同的是，羧基化壳聚糖的合成步骤是将16. 0g壳聚糖溶于200 ml 2%的醋酸中，在搅拌下加入含4 g 丁二酸酐 的丙酮溶液100 ml，于6(TC反应4 h。反应结束后过滤，滤饼用甲醇100 ml 浸泡2 h，过滤后将沉淀物溶于50 ml蒸馏水中，用150 ml的丙酮'沉淀，沉淀 物再依次用50 ml甲醇和50 ml丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖19. 2 g。实施例三本实施例与实施例一不同的是，羧基化壳聚糖的合成步骤是 将16. 0 g壳聚糖溶于200 ml 3%的醋酸中，在搅拌下加入含4. 5 g邻苯 二甲酸酐的丙酮溶液100 ml，于8(TC反应4h。反应结束后过滤，滤饼用甲醇 100ml浸泡2h，过滤后将沉淀物溶于70ml蒸馏水中，用210 ml的丙酮沉淀， 沉淀物再依次用70 ml甲醇和70 ml丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖19. 7 g°实施例四本实施例与实施例一不同的是，羧基化壳聚糖的季铵化步骤是 将16. 4 g羧基化壳聚糖溶于80 ml PH值为9的NaOH溶液中，在搅拌下加 入含4.2g2， 3-环氧丙基三甲基氯化铵的水溶液，于8(TC反应8h。反应结束 后将反应混合液缓慢加入200 ml丙酮中沉淀。过滤，滤饼用200 ml乙醇浸泡3 h，过滤后将沉淀物干燥，得两性壳聚糖18.9 g。 .实施例五本实施例与实施例一不同的是，羧基化壳聚糖的季铵化步骤是 将16. 4 g羧基化壳聚糖溶于80 ml PH值为12的KOH溶液中，在搅拌下加 入含3.7 g 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的水溶液，于90 。C反应8 h。反应结 束后将反应混合液缓慢加入150ml丙酮中沉淀。过滤，滤饼用400 ml乙醇浸泡 3 h,过滤后将沉淀物干燥，得两性壳聚糖18.2 g。权利要求1、，其特征在于，它是按以下步骤进行(1)、壳聚糖的羧基化将壳聚糖溶于酸溶液中，在搅拌下加入环状酸酐的丙酮溶液，于60～90℃反应1～4h；反应结束后过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡2～7h，过滤后将沉淀物溶于蒸馏水中，用3～5倍体积的丙酮沉淀，沉淀物再依次用醇类溶剂和丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖；(2)、羧基化壳聚糖的季铵化将羧基化改性壳聚糖溶于碱溶液中，在搅拌下加入阳离子醚化剂的水溶液，于60～100℃反应8～12h；反应结束后将反应混合液缓慢加入丙酮中沉淀；过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡3～5h，过滤后将沉淀物干燥，得两性壳聚糖。2、 如权利要求1所述的两性壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为1000 3000000，脱乙酰度为50—99%。3、 如权利要求1所述的两性壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述环状酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两性壳聚糖的制备方法，其特征在于，它是按以下步骤进行：　（１）、壳聚糖的羧基化：将壳聚糖溶于酸溶液中，在搅拌下加入环状酸酐的丙酮溶液，于６０～９０℃反应１～４ｈ；反应结束后过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡２～７ｈ，过滤后将沉淀物溶于蒸馏水 中，用３～５倍体积的丙酮沉淀，沉淀物再依次用醇类溶剂和丙酮洗涤，干燥后得羧基化改性壳聚糖；　（２）、羧基化壳聚糖的季铵化：将羧基化改性壳聚糖溶于碱溶液中，在搅拌下加入阳离子醚化剂的水溶液，于６０～１００℃反应８～１２ｈ；反应结束后将反 应混合液缓慢加入丙酮中沉淀；过滤，滤饼用醇类溶剂浸泡３～５ｈ，过滤后将沉淀物干燥，得两性壳聚糖。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：查瑞涛，潘泉利，刘传海，陈玉香，
申请(专利权)人：牡丹江恒丰纸业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：23[]