[发明专利]一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂及制备方法

权利要求书

1.一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂结构式如下：

其中n=100～3000；

以壳聚糖、月桂醛和硼氢化钠为原料合成了N,N-双十二烷基壳聚糖中间体，以气体SO₃作为磺化剂,在二甲基甲酰胺溶剂中与上述中间体反应生成一种易溶于水的高分子阴离子型表面活性剂；亲水性的磺酸基团直接与壳聚糖分子直接相连，无任何疏水性的碳链存在；

所述的高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将浓度为1～5wt%的醋酸水溶液和无水乙醇按1：0.2～1体积比配制混合溶液，随后将壳聚糖加入上述混合溶液中，其中壳聚糖的浓度为混合溶液的1～5wt%，于室温下溶胀形成淡黄色粘稠液体并升温至50～100℃，在搅拌的条件下缓慢滴加20~80wt%的月桂醛无水乙醇溶液，滴加完毕继续搅拌12～48 h，之后缓慢滴加8～15 wt %的还原剂水溶液并控制在1 h内滴加完毕继续搅拌反应12～48 h；再次在搅拌的条件下缓慢滴加20~80wt%的月桂醛无水乙醇溶液，滴加完毕继续搅拌12～48 h，之后缓慢滴加8～15 wt %的还原剂水溶液并控制在1 h内滴加完毕继续搅拌反应12～48 h；反应完成后加入碱液调节体系的pH至7～10，经抽滤得到淡黄色固体，该固体用乙醇索氏提取4～8 h，得到烷基化壳聚糖，以壳聚糖中的-NH₂计，壳聚糖和月桂醛的摩尔比为1：2～6，壳聚糖和还原剂的摩尔比为：1：2～6；

所述还原剂为硼氢化钠；

（２）按二甲基甲酰胺与烷基化壳聚糖比例为20～100 mL：1g，在10～80℃下，将上述烷基化壳聚糖加入装有二甲基甲酰胺的反应器中充分溶解，将气体三氧化硫与露点低于-60℃干燥空气混合，使三氧化硫所占体积比为2～10%，将混合气体加热至50～140℃后通入反应器中进行硫酸化反应，控制气体三氧化硫加入量是以壳聚糖中的-NH₂计，壳聚糖与通入的三氧化硫的摩尔比为1:1～10，并控制反应温度在15～80℃下反应；反应结束后，老化30～60min，然后用碱液对产物进行中和至pH为7～9、无水乙醇醇析出产物、产物复溶于水、装入透析袋透析24 h、旋转蒸发除去水、真空干燥得到最终产物。

2.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，醋酸水溶液的浓度为2.5～4wt%。

3.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，醋酸水溶液与无水乙醇的体积比为1：0.5～1。

4.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，壳聚糖的浓度为混合溶液的1.5～3wt%。

5.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，以壳聚糖中的-NH₂计，壳聚糖与月桂醛的摩尔比为1：2.1～4。

6.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，以壳聚糖中的-NH₂计，壳聚糖与硼氢化钠的摩尔比为1：2.1～4。

7.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，壳聚糖与月桂醛的反应温度为50～80℃。

8.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，壳聚糖与还原剂的反应温度为50～80℃。

9.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，月桂醛的乙醇溶液的浓度为20～50%。

10.如权利要求1所述的一种高分子阴离子型壳聚糖表面活性剂，其特征在于所述步骤（1）中，还原剂的水溶液浓度为10～15%。