技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種溫敏性甲殼素及其制備方法。

背景技術(shù)

甲殼素(Chitin)又名幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)、殼蛋白、殼多糖、聚乙酰氨基葡萄糖，化學(xué)名為(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，是以β-1,4糖苷鍵相連的線性生物高分子，是僅次于纖維素的第二大可再生天然高分子材料。但甲殼素由于分子內(nèi)及分子間的氫鍵作用難溶于普通溶劑，這很大程度上限制了甲殼素的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

丙烯酰胺甲殼素是一種分子結(jié)構(gòu)中有羧基和酰胺基的水溶性陰離子聚合物，具有良好的生物相容性、吸濕保濕性、生物降解性、吸附絮凝性、成膜性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)、食品加工、紡織、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。通常丙烯酰胺甲殼素的合成是利用甲殼素6位上羥基的活性與丙烯基通過接枝反應(yīng)制備，所用的中間體一般為丙烯酰胺，以過硫酸鹽作為引發(fā)劑，反應(yīng)介質(zhì)為堿性異丙醇、高濃度的堿，制備的產(chǎn)品分子量降解嚴(yán)重，反應(yīng)過程中用到有機(jī)試劑，環(huán)境污染大。通過引發(fā)劑接枝制備的丙烯酰胺甲殼素不具有溫敏性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種具有溫敏性的丙烯酰胺甲殼素及其制備方法，該制備方法簡單易操作、反應(yīng)溫和、產(chǎn)率高、且環(huán)境友好。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種溫敏性甲殼素，其結(jié)構(gòu)式為：

其中，0.2＜X+Y≤0.4。

上述溫敏性甲殼素的制備方法，包括步驟：

1）將甲殼素溶于NaOH和CO(NH₂)₂的混合溶液得到甲殼素溶液；

2）將丙烯酰胺加入到步驟1）所制得的甲殼素溶液中，于0℃～20℃下攪拌8～15小時(shí)，用稀鹽酸調(diào)節(jié)甲殼素溶液的pH值至中性，其中，甲殼素單體與丙烯酰胺的摩爾比為1:（3～15）；

3）對步驟2）所得的中性甲殼素溶液進(jìn)行透析，至其中的氯化鈉完全去除，干燥透析后得到的液體，即得到海綿狀丙烯酰胺甲殼素。

上述步驟1）具體為：

將甲殼素加入到NaOH和CO(NH₂)₂的混合溶液中，并于-40～-18℃下冷凍4～24小時(shí)后，經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁频觅|(zhì)量百分比濃度為0.5～10%的甲殼素溶液，其中，NaOH和CO(NH₂)₂的混合溶液中，NaOH的質(zhì)量百分比為6～12%，CO(NH₂)₂的質(zhì)量百分比為2～8%。

所述的甲殼素溶解到NaOH和CO(NH₂)₂的混合溶液中的優(yōu)選方案為：將甲殼素加入到NaOH和CO(NH₂)₂的混合溶液中，并于-40～-25℃下冷凍4～15小時(shí)后，經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁频觅|(zhì)量百分比濃度為3～10%的甲殼素溶液，其中，NaOH和CO(NH₂)₂的混合溶液中，NaOH的質(zhì)量百分比為6～12%，CO(NH₂)₂的質(zhì)量百分比為2～8%。

上述步驟3）中，采用冷凍干燥法干燥透析后得到的液體。

上述溫敏性甲殼素可用作注射凝膠。

本發(fā)明涉及的主要化學(xué)反應(yīng)式如下：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明方法反應(yīng)溫和，對甲殼素分子的破壞小，產(chǎn)品的取代度高，所得的丙烯酰胺甲殼素具有溫度敏感性。

2、將本發(fā)明丙烯酰胺甲殼素溶于水中，通過調(diào)節(jié)丙烯酰胺甲殼素水溶液的pH值和濃度可調(diào)整丙烯酰胺甲殼素的最低臨界溶解溫度。

3、本發(fā)明方法簡單易操作、產(chǎn)率高、環(huán)境友好，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

4、本發(fā)明溫敏性甲殼素可直接完全溶于水，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)、食品加工、紡織、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為甲殼素和實(shí)施例2所得丙烯酰胺甲殼素的紅外光譜對比圖，其中，（a）為甲殼素的紅外光譜圖，（b）為實(shí)施例2所得丙烯酰胺甲殼素的紅外光譜圖；（c）為實(shí)施例2所得的羧基以羧酸形式存在的丙烯酰胺甲殼素的紅外光譜圖；

圖2為實(shí)施例2所得丙烯酰胺甲殼素的氫核磁共振譜¹HNMR圖；

圖3為實(shí)施例3所得溫度敏感丙烯酰胺甲殼素加熱和冷卻過程的流變數(shù)據(jù)圖。