[发明专利]一种龙胆醇接枝壳聚糖制备防海洋生物附着材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种龙胆醇接枝壳聚糖制备防海洋生物附着材料的方法。

背景技术

龙胆醇是人们首次从链霉菌中提取的一种有机化合物。它不仅具有很高的抗氧化、促进血管生成、抑制细胞凋亡的活性(J.Microbial.Biotechnol. 2016, 16, 475)，而且还对流感病毒H₁N₁和H₃N₂显示出抑制活性, 半数抑制浓度(IC50)值分别为 5.0和5.9 μmol·L^-1，选择指数(SI)分别为3.7和 3.0（Chin. Pharm. J.2014, 49, 632）。氯龙胆醇分离于我国南海，具有很强的抗菌、防污活性，对多种海洋污损生物的EC50达到0.67 μg/mL(Mar.Biotechnol.2006, 8, 634)，远远低于美国海军规定的防污剂标准（EC50≤25 μg/mL）。

虾蟹壳源生物活性物质壳聚糖（海洋高分子天然产物）具有良好的抗氧化活性、抗菌活性、生物相容性、生物可降解性，并且壳聚糖成膜处理后稳定，基本不溶解于水。然而，壳聚糖生物活性不足，单独作为抗菌材料效果不好。我国壳聚糖目前多以极其低廉的价格出口，需要对其深加工，以提高其附加值。壳聚糖，化学名称为β -(1,4)-2-氨基-2-脱氧-Ｄ-葡聚糖，是自然界中存在的唯一碱性多糖，其氨基（-NH₂）容易质子化成铵盐（-NH₃⁺），从而使其成为带阳电荷的聚电解质。

壳聚糖通过接枝海洋天然产物氯龙胆醇,合成氯龙胆醇壳聚糖两性离子聚合物，提高壳聚糖的生物相容性及分子的功能化位点，使其具有防黏连的特性。氯龙胆醇壳聚糖两性离子高分子功能材料的季铵盐正电荷与微生物细胞壁上带负电荷的基因结合，破坏微生物细胞壁，导致溶菌作用和微生物细胞的死亡。季铵盐能使微生物蛋白质变性，降低微生物细胞膜半透性和维持微生物生命的养分摄入量，导致微生物细胞死亡，达到杀菌效果。本发明将具有成膜性、抗菌性、对Cu²⁺的选择吸附性能的壳聚糖和龙胆醇接枝制备具有防污活性的功能高分子材料，开发出自抛光、低表面能的环境友好型海洋防污涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种龙胆醇接枝壳聚糖制备防海洋生物附着材料的方法。该方法制备工艺简单易行、原材料廉价易得且环保无污染。

1.为实现上述目的，本发明包括以下合成步骤：

a) 壳聚糖和醛基类化合物发生反应制备亚胺类化合物；

b) 在还原剂的作用下，亚胺类的化合物经还原制备得到N-烷基化壳聚糖；

c) 在碱性条件下，N-烷基化壳聚糖与龙胆醇反应制备龙胆醇接枝壳聚糖新型防污剂。

2.根据权利要求1所述一种龙胆醇接枝壳聚糖制备防海洋生物附着材料的方法，其特征在于：壳聚糖和醛基类化合物生成亚胺类化合物的反应温度优先选择为20 °C~100 °C；以0.01%~10%的醋酸溶液为反应溶剂；反应时间优先选择为5 h~30 h；

3.根据权利要求1所述的一种龙胆醇接枝壳聚糖制备防海洋生物附着材料的方法，其特征在于：在还原剂的作用下，亚胺类的化合物经还原制备N-烷基化壳聚糖，反应温度优先选择20 °C~100 °C；0.01%~10%的醋酸溶液为反应溶剂；反应时间优先选择为1 h~20 h；还原剂优先选择为叠氮化钠、连二亚硫酸钠、水合肼、硼氢化钠、四氢铝锂。

4.根据权利要求1所述的一种龙胆醇接枝壳聚糖制备防海洋生物附着材料的方法，其特征在于：在碱性条件下，N-烷基化壳聚糖与卤代化合物反应制备壳聚糖季铵盐化合物的反应温度优先选择为10 °C~100°C；溶剂优先选择为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮；碱优先选择为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、偏硼酸钠。

附图说明

图1 为龙胆醇接枝壳聚糖结构式；

图2 为龙胆醇接枝壳聚糖反应过程图；

图3 为龙胆醇接枝壳聚糖的红外谱图。

具体实施方式

实施案例：