一種o-吡啶酸酯殼聚糖及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子化合材料領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖化學(xué)改性的功能衍生物 0-吡啶酸酯殼聚糖及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們對(duì)物質(zhì)生活水平及環(huán)境要求的提高，人們?cè)絹?lái)越重視日常生活中所使用 的抗菌材料，常用的抗菌劑主要有三類：有機(jī)雜環(huán)抑菌材料、無(wú)機(jī)金屬礦物材料和天然抗菌 材料。其中天然抗菌材料對(duì)人體安全性高、來(lái)源于自然且符合綠色環(huán)保要求，近年來(lái)受到人 們的重視，因此天然抗菌劑的研宄和開(kāi)發(fā)利用將會(huì)成為應(yīng)用化學(xué)的一個(gè)新熱點(diǎn)。
[0003] 殼聚糖是甲殼素脫乙酰基的衍生物，是一種來(lái)源豐富、可再生、無(wú)毒、可降解的天 然高分子，在自然界中廣泛存在于昆蟲(chóng)、蟹和蝦的外殼以及菌類、藻類的細(xì)胞壁之中。近年 來(lái)，殼聚糖良好的生物相容性、吸附緩釋、成膜特性和較強(qiáng)的防腐保鮮能力已引起了廣泛的 關(guān)注和重視，在化工、環(huán)境保護(hù)和食品工業(yè)等方面的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研宄十分活躍。通過(guò)對(duì)殼聚糖 進(jìn)行烷基化、羥基化、酰基化、羧甲基化、季銨化、硫酸酯化等化學(xué)改性，能得到具有一定官 能團(tuán)的殼聚糖衍生物，能有效的改善殼聚糖的性能。有研宄表明：對(duì)殼聚糖進(jìn)行〇位的酯化 反應(yīng)可以有效改善其水溶性和提高抗菌性能。
[0004] 2, 3-吡啶二羧酸分子中含有一個(gè)吡啶環(huán)和兩個(gè)羧基，是合成煙酸、尼可剎米、氟苯 乙醚、莫西沙星等的中間體，能合成抗生素，也可用于合成含有喹啉或吡啶環(huán)的咪唑啉酮類 殺菌劑。有研宄表明：在抑菌材料中引入吡啶雜環(huán)能顯著提高殺菌劑的抑菌能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種新型的具有抗 菌效果的水溶性殼聚糖衍生物：〇-吡啶酸酯殼聚糖；
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述O-吡啶酸酯殼聚糖的制備方法；
[0007] 本發(fā)明的再一目的在于上述〇-吡啶酸酯殼聚糖的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種0-吡啶酸酯殼聚糖，該0-吡啶酸酯殼聚糖具有如式⑴所示的結(jié)構(gòu)式：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種〇-吡啶酸酯殼聚糖，其特征在于：該〇-吡啶酸酯殼聚糖具有如式（1)所示的 結(jié)構(gòu)式：
所述0-吡啶酸酯殼聚糖的重均分子量為5. 5X104?10. 5X10 4,n為100?400之間 的自然數(shù)。
2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的0-吡啶酸酯殼聚糖的制備方法，其特征在于包括如下步 驟： (1) 稱取干燥的2, 3-吡啶二羧酸置于三口燒瓶中，加入氯化亞砜和二甲基甲酰胺 (DMF);加熱到65?80°C回流7?9h;然后將反應(yīng)液冷卻至室溫，進(jìn)行減壓蒸餾，真空度保 持在0. 07?0. 09MPa，除盡未反應(yīng)的氯化亞砜，繼續(xù)蒸餾至80?110°C得到黃色油狀液體 即為2, 3-吡啶二羧酸酰氯； (2) 稱取干燥的殼聚糖置于三口燒瓶中，加入甲烷磺酸在冰浴條件下不斷攪拌；待殼 聚糖完全溶解后，逐滴滴加2, 3-吡啶二羧酸酰氯，在45?60°C下反應(yīng)11?13h;反應(yīng)結(jié)束 后利用丙酮進(jìn)行沉淀，將沉淀產(chǎn)物通過(guò)G4漏斗過(guò)濾，再用無(wú)水乙醇洗滌，真空環(huán)境下干燥 至恒重，透析后冷凍干燥得到0-吡啶酸酯殼聚糖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述的2, 3-吡啶二羧酸 與氯化亞砜的質(zhì)量比為1: (2?8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述的二甲基甲酰胺的 用量以每5?10g2, 3-R比啶二羧酸使用0. 1?0. 4mL二甲基甲酰胺來(lái)計(jì)算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中所述的殼聚糖為脫乙酰 度為95 %、粘均分子量為50000Da的殼聚糖，殼聚糖與甲烷磺酸的質(zhì)量比為1 : (3?10)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)所述的殼聚糖與2, 3-吡啶 二羧酸酰氯的質(zhì)量比為1 : (1?7)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的0-吡啶酸酯殼聚糖在制備抗菌生物材料、日用化工產(chǎn)品和工 業(yè)廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子化合材料領(lǐng)域，公開(kāi)了一種殼聚糖化學(xué)改性的功能衍生物O-吡啶酸酯殼聚糖及其制備方法與應(yīng)用。該O-吡啶酸酯殼聚糖具有如式(1)所示的結(jié)構(gòu)式。所述O-吡啶酸酯殼聚糖的制備方法包括以下步驟：以2,3-吡啶二羧酸在氯化亞砜中回流制備2,3-吡啶二羧酸酰氯；殼聚糖與2,3-吡啶二羧酸酰氯在甲烷磺酸的催化作用下合成O-吡啶酸酯殼聚糖。所述O-吡啶酸酯殼聚糖不僅具有良好的水溶性，且抗菌性相比殼聚糖有了很大的提高，可以應(yīng)用到抗菌材料、日用化學(xué)產(chǎn)品、工業(yè)廢水處理等眾多應(yīng)用領(lǐng)域.
【IPC分類】C08B37-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104558244
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410809354
【發(fā)明人】楊仁黨, 張明, 李知函
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日