[发明专利]一种DMC接枝酯化壳聚糖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种DMC接枝酯化壳聚糖；本发明还涉及上述DMC接枝酯化壳聚糖的制备方法。

背景技术

壳聚糖的季铵化改性是一类重要且研究较早的壳聚糖改性方法，它是在壳聚糖的氨基上引入季铵基团，或者把一个低分子季铵盐接到壳聚糖主链上而得到的一类壳聚糖衍生物。由于季铵化壳聚糖的水溶性比甲壳素和壳聚糖要好，使其能更好地发挥壳聚糖的功效。改性得到的壳聚糖季铵盐不但具有典型的季铵盐的性质，如抗菌抑菌性和吸湿保湿性，而且保持了壳聚糖原有良好的成膜性、絮凝性、生物相容性和生物降解等性能，使其在功能高分子材料、工业水处理、纺织品加工等领域有潜在的应用价值。另外，由于壳聚糖季铵盐中的季铵基团是连接在线性高分子骨架上的，这又使它可作为载体用于药物、助剂、生物材料的负载等，拓宽了它的应用范围。

但是壳聚糖溶解性差，如果直接将壳聚糖进行季铵化改性为非均相反应接枝效率低。并且壳聚糖进行季铵化改性后仅含有阳离子基团，在应用时其作用的活性基团种类有限，限制了其应用性能。通过化学修饰的方法对壳聚糖进行改性得到O-丁二酸壳聚糖，其有良好的水溶性并具有独特的性能，在医药、材料、日化、水处理等领域均有应用。将O-丁二酸壳聚糖进一步进行季铵化改性获得同时具有阳离子和阴离子的两性壳聚糖，从而使其应用的范围更加宽泛并提高其应用性能。

《化工进展》2011年第09期，第2055-2059页，张惠欣老师的论文公开了采用氯乙酸、丙烯酸和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖改性，制得羧甲基-季铵壳聚糖(CMQAC)和羧乙基-季铵壳聚糖(CEQAC)；通过用静态阻垢的方法对两性壳聚糖衍生物阻硫酸钙垢的性能进行了评价，用小瓶测试法测定不同季铵取代度的两性壳聚糖对异养菌的杀菌效果。结果表明改性后壳聚糖衍生物的阻垢和杀菌性能与壳聚糖相比有了明显提高。

《电镀与精饰》2012年第09期，第43-46页，冒爱荣老师的论文公开了以壳聚糖、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、氯乙酸为原料制备了两性壳聚糖。以两性壳聚糖为吸附剂，处理磷化废水。通过实验得到两性壳聚糖对磷化废水中锌离子和磷酸根的去除率分别达到78.9％和88.2％。

《中国海洋大学学报(自然科学版)》2013年第02期，第72-76页，焦淑芳老师的论文公开了采用氯乙酸为羧甲基化试剂、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为季铵阳离子化试剂，制备了羧甲基取代度为64.4％，季铵化取代度为98.4％的羧甲基壳聚糖季铵盐。采用zeta电位和烧杯混凝实验研究了羧甲基壳聚糖季铵盐对高岭土模拟水样的混凝特性。结果表明，羧甲基壳聚糖季铵盐可以明显改善高岭土悬浊液的混凝效果

综上所述，两性壳聚糖具有优良的应用性能，在医药、材料、日化、水处理等领域具有广阔的应用前景。目前研究较多的是以氯乙酸和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为原料合成两性壳聚糖，而将经过酯化反应得到壳聚糖衍生物与DMC改性得到的两性壳聚糖研究较少。将O-丁二酸壳聚糖与DMC反应得到的DMC接枝酯化壳聚糖，具有O-丁二酸壳聚糖优良的水溶性、生物相容性和季铵盐良好的杀菌抗菌性，同时其含有阳离子基和阴离子基使其表现出优秀的絮凝性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DMC接枝酯化壳聚糖，该壳聚糖的接枝效率高，分子量大且分布范围小，絮凝、杀菌性能好。

本发明还提供了上述DMC接枝酯化壳聚糖的制备方法，通过采用酯化反应对壳聚糖改性得到的O-丁二酸壳聚糖为原料，使其与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基聚合反应得到DMC接枝酯化壳聚糖。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种DMC接枝酯化壳聚糖，其化学式为：

本发明的另一技术方案是，上述DMC接枝酯化壳聚糖的制备方法，包括O-丁二酸壳聚糖与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵通过自由基聚合反应制得DMC接枝酯化壳聚糖。

更进一步的，本发明的特点还在于：