水溶性交联壳聚糖的制备及其用途制造技术

本发明专利技术涉及水溶性交联壳聚糖的制备及其用途。本发明专利技术的水溶性交联壳聚糖通过分子印迹技术，以不同金属离子为模板，与二醛分子得到交联交联壳聚糖，通过硼氢化钠氢化西弗碱，利用过氧化氢氧化水解得到水溶性交联壳聚糖。可以特定的吸附金属离子，应用于金属的富集、环境污染金属的净化、人体有害金属的促排、放射性核素损伤的治疗和促排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖的制备及其用途。本专利技术的水溶性交联壳聚糖通过 分子印迹技术，以不同金属离子为模板，与二醛分子反应得到交联壳聚糖，通过硼氢化钠氢 化西弗碱，利用过氧化氢氧化水解得到水溶性交联壳聚糖。可以特定的吸附金属离子，应 用于金属的富集、环境污染金属的净化、人体有害金属的促排、放射性核素损伤的治疗和促 排。
技术介绍
壳聚糖(Chitosan简称CTQ是甲壳素脱乙酰基的产物，化学名称为(1，4)_2_氨 基-2-脱氧-β -D-葡萄糖，是一种具有良好生物降解性、生物相容性、生物活性和物理机械 性能的天然高分子。壳聚糖及其衍生物与金属离子配位的研究依赖于它们分子链中存在的大量羟基、 氨基，由于这些基团的存在，使壳聚糖通过氢键或盐键形成具有类似网状结构的笼形分子， 从而对金属离子有着稳定的配位作用。试验证明，壳聚糖不吸附天然水中的K2+，Na+, Ca2+， Mg2+，CF, S042—，C032—，HCO32-等离子，不影响天然水的本底浓度，对 Cu2+，Cd2+，Zn2+, Ni2+，Ag+， Hg2+，Bi3+，1 2+有很强的吸附能力，是含重金属离子废水处理及贵重金属回收的理想材料， 目前国内外已有对壳聚糖及其衍生物用于含重金属离子废水处理的大量研究。除了良好的 重金属离子螯合特性，壳聚糖还具有很好的生物活性，生物相容性，无毒，可生物降解等优 点，并已经广泛应用于医药领域。由于壳聚糖及其衍生物与金属离子很好的配位作用，使其呈现出许多特殊的物理 化学性质和生物活性，从而使其在废水处理、食品工业、化工、农业、生物工程和医药等方面 得到了广泛的应用。但由于壳聚糖在酸性条件下易溶解流失，不利于重复使用及重金属离子的回收， 因此常采用化学交联的方法制备壳聚糖吸附剂。通过醛基、环氧基等官能团与壳聚糖分子 结构中的胺基、羟基发生反应实现壳聚糖的交联是目前最常用的壳聚糖交联方法。采用醛 交联剂与胺基反应生成西弗碱交联壳聚糖，最后通过将西弗碱还原为胺基，能够得到高胺 基含量的交联壳聚糖。交联壳聚糖(CCTQ的双官能团或多官能团交联粒子被证明在酸性介质中能与金 属离子形成螯合物，吸收能力与交联度有关，目前研究较成熟，交联形成的吸附树脂已经广 泛用于污水、饮用水、河水、海水中重金属离子的净化。比较CCTS与CTS对重金属离子的 螯合，证明CCTS比CTS的性能更好CTS螯合Cu2+的能力为74%，当用戊二醛交联，使乙醛 胺的比例达到0. 7时，CCTS螯合Cu2+达96%，乙醛胺的比例超过0. 7使得结合能力降低。 CCTS的同种交联又优于异种交联，同种交联更易于破坏粒子的晶体状态能增强CTS的水化 程度，从而离子吸收能力更强。目前对CCTS螯合UO22+的研究中较多对CCTS进行再次的修 饰改性以提高其螯合力和实用性。本专利技术在大量实验的基础上，通过分子印迹技术合成了以不同金属离子为模板，与二醛分子反应得到交联壳聚糖，利用过氧化氢氧化水解得到水溶性交联壳聚糖。将壳聚 糖与金属离子反应形成配合物，经交联并脱除金属离子形成“模板”，该种吸附剂对“模板” 金属离子有较高的吸附容量。壳聚糖与金属离子的配合物中，胺基和羟基与金属离子间形 成配位键，配位键不仅存在方向性和饱和性，配位健作用下的胺基或羟基官能团之间及其 与金属离子之间的距离较大。因此，金属离子的预配位能在一定程度上提高交联壳聚糖对 金属离子的吸附能力。通过金属离子模板得到的交联壳聚糖可以吸附特定的金属离子，应 用于金属的富集、环境污染金属的净化、人体有害金属的促排、放射性核素损伤的治疗和促 排。
技术实现思路
本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖及其用途。本专利技术的水溶性交联壳聚糖通过分子印 迹技术，以不同金属离子为模板，与二醛分子得到交联交联壳聚糖，利用过氧化氢氧化水解 得到水溶性交联壳聚糖。分子印迹技术利用模板技术的原理，又称分子烙印(molecular Imprinting)，属 超分子化学中主客体化学范畴，源于高分子化学、生物化学、材料科学等学科的一门交叉学 科。这种方法具有很好的发展潜力，已广泛应用于色谱分离、抗体或受体摸拟、生物传感以 及酶的模拟和催化合成等。分子印迹技术和“模板”技术原理实际上是相同的，是一种极为 方便而有效的制备对不同物质分子具有预定选择性的聚合物的技术。水溶性交联壳聚糖， 通过分子印迹技术制备，以不同金属离子为模板，优选的利用Cu2+、Zn2\ Fe2+/3\ Cr3+、Cd2+、 Ag+Jb2+等。本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖制备过程中通过二醛分子得到交联反应产物，优选 的使用乙二醛和戊二醛。本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖由过氧化氢氧化水解得到，可以利用不同浓度的过 氧化氢水溶液在不同温度得到不同分子量的交联壳聚糖，优选的过氧化氢水溶液的浓度为 5 25%范围内，温度为40 80°C。天然高分子絮凝剂由于价廉、易得、无毒、对某些废水有独到的处理效果，已被环 境界所重视。壳聚糖及其衍生物作为天然高分子絮凝剂的一种，由于它独特的一些性能，已 成为絮凝剂开发的热点。本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖根据模板金属离子的不同可以吸附 特定的金属离子，应用于金属的富集和环境中污染金属的净化，例如金属Hg2+、Cd2+、Pl32+。本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖根据模板金属离子的不同可以吸附特定的金属离 子，应用于人体有害金属的促排、放射性核素损伤的治疗和促排，如Pb2+和U6+。下列化合物只是来说明本专利技术的领域，而非限定其范围E-CTS 乙二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；E-H-CTS 乙二醛交联壳聚糖(氢化后)；Cu-E-CTS 铜离子模板乙二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；Cu-E-H-CTS 铜离子模板乙二醛交联壳聚糖(氢化后)；Zn-E-CTS 锌离子模板乙二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；Zn-E-H-CTS 锌离子模板乙二醛交联壳聚糖(氢化后)；Ag-E-CTS 银离子模板乙二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；Ag-E-H-CTS 银离子模板乙二醛交联壳聚糖(氢化后)；P-CTS 戊二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；P-H-CTS 戊二醛交联壳聚糖(氢化后)；Cu-P-CTS 铜离子模板戊二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；Cu-P-H-CTS 铜离子模板戊二醛交联壳聚糖(氢化后)；Zn-P-CTS 锌离子模板戊二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；Zn-P-H-CTS 锌离子模板戊二醛交联壳聚糖(氢化后)；Ag-P-CTS 银离子模板戊二醛交联壳聚糖(未氢化西弗碱结构)；Ag-P-H-CTS 银离子模板戊二醛交联壳聚糖(氢化后)；具体实施例方式下面用实施例具体说明本专利技术，这些实施例不应理解为任何意义上的对本专利技术的 限制。实施例1铜离子模板乙二醛交联壳聚糖树脂的制备称取壳聚糖10克悬浮于75ml 10%的CuSO4中搅拌2h，浸泡过夜，抽虑除去溶液 后，用水洗涤直到用NM2法(5gNa&溶于20ml蒸馏水中)检验不出Cu2+为止，然后压干，压 干后将它悬浮于60ml水中，加入3. 75ml 50%的乙二醛，室温搅拌池使之交联，滤去液体， 固体用乙醇，乙醚各洗涤一次。再用0. lmol/1的盐酸溶液将Cu2+洗脱，让后用水本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及水溶性交联壳聚糖通过分子印迹技术，以不同金属离子为模板，与二醛分子得到交联壳聚糖，利用过氧化氢氧化水解得到水溶性交联壳聚糖。

【技术特征摘要】
1.本发明涉及水溶性交联壳聚糖通过分子印迹技术，以不同金属离子为模板，与二醛 分子得到交联壳聚糖，利用过氧化氢氧化水解得到水溶性交联壳聚糖。2.根据权利要求1所述水溶性交联壳聚糖，其特征在于通过分子印迹技术制备，以不 同金属离子为模板，优选的利用Cu2+、Zn2\ Fe2+/3\ Cr3+、Cd2+、Ag+、Pb2+等。3.根据权利要求1所述水溶性交联壳聚糖，其特征在制备过程中通过二醛分子得到交 联反应产物，优选的使用乙二醛和戊二醛。4.根据权利要求1所述水溶性交联壳聚糖，其特征在由过氧化氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜合作，刘丽宏，刘河，张晓菲，雷宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军第二炮兵总医院，
类型：发明
国别省市：11[]