[发明专利]一种细菌纤维素硫酸酯的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种细菌纤维素的硫酸酯化改性方法，属于化工领域。

技术背景：

细菌纤维素(BC)是由某些微生物(包括醋酸菌属(Aceto bacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、假单胞杆菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achrombacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、气杆菌属(Aerobacter)、固氮菌属(Azotobacter)、根瘤菌属(Rhizabium)和八叠球菌属(Sarcina))发酵生成的由D-吡喃葡萄糖以β-1，4-糖苷键连接而成的直链多糖。与植物纤维素相比，细菌纤维素具有纯度高、吸水持水率高、聚合度高、力学性能强、呈超细纳米纤维三维网状结构、高比表面积和良好的生物相容性等性能，在食品、化工、膜材料、生物材料等领域获得广泛关注和研究。

纤维素硫酸酯是指纤维素大分子链中糖元上的羟基被硫酸基所取代而生成的纤维素衍生物，纤维素硫酸酯荷负电性，具有良好水溶性、成膜性、良好的热稳定性以及常见多糖硫酸酯的抗肿瘤、抗病毒、抗凝血等生物活性，目前，在涂料工业、石油及天然气的钻探工程、食品、化妆品、洗涤用品、医药工业等领域有着广泛应用。

本发明以细菌纤维素为原料，通过硫酸酯化改性制备细菌纤维素硫酸酯，以获得具有高分子量、高粘度和良好物理化学及生物学性能的纤维素硫酸酯。

发明内容：

本发明提供一种细菌纤维素硫酸酯的制备方法，其中包括以下步骤：

(1)对生物合成的细菌纤维素进行脱蛋白、脱脂肪及无机盐处理，得到纯净细菌纤维素；

(2)在反应介质中，在室温或加热条件下，以硫酸酯化试剂对纯净细菌纤维素进行硫酸酯化改性；

(3)反应完成后，将反应产物加入乙醇或丙酮中进行沉降，过滤、洗涤，干燥，得细菌纤维素硫酸酯。

即一种细菌纤维素硫酸酯的制备方法，其特征在于在反应介质中，在室温或加热条件下，以硫酸酯化试剂对细菌纤维素进行硫酸酯化改性，反应完成后，进一步分离纯化、干燥，得细菌纤维素硫酸酯。

优选的，原料为生物合成的细菌纤维素，生物合成中所涉及的微生物醋酸菌属(Acetobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、假单胞杆菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achrombacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、气杆菌属(Aerobacter)、固氮菌属(Azotobacter)、根瘤菌属(Rhizabium)和八叠球菌属(Sarcina)中的一种或多种。

优选的，反应在有机溶剂以及DMAc/LiCl的一种或多种中进行；有机溶剂包括DMF、DMSO、THF、乙醚、丙醇的一种或多种，反应介质用量为10-100ml/g细菌纤维素。

优选的，反应所用硫酸酯化试剂为SO₃、ClSO₃H以及SO₃复合物的一种或多种，硫酸酯化试剂用量为0.5～12mol/mol葡萄糖残基；SO₃复合物包括SO₃/吡啶、SO₃/DMF、SO₃/DMSO、SO₃/TMA、SO₃/叔胺的一种或多种。

优选的，反应在室温或加热条件下进行，升温范围为室温-90℃，反应时间为0.5～10小时。

本发明针对细菌纤维素的结构特点，在有机溶剂或DMAc/LiCl中，在室温或加热条件下，以硫酸酯化试剂对生物合成的细菌纤维素进行化学改性，沉降、进一步分离纯化、干燥，得细菌纤维素硫酸酯。细菌纤维素纯度高，不含有普通植物纤维素中共生的木质素、半纤维素、蛋白质、脂肪等杂质，分离提纯过程简单，环境影响小，成本低。而且，细菌纤维素聚合度高，可达DP 8000，是制备材料用分子量大、粘度高纤维素硫酸酯的理想原料。水溶性好、高粘度的细菌纤维素硫酸酯在制备聚电解质微胶囊、透析膜、血管支架材料、组织工程支架材料等方面具有良好应用前景。

具体实施方式：