一种两性离子纤维素及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种两性离子纤维素及其制备方法与应用。所述制备方法包括如下步骤：S1，巯基酸类化合物和含碳碳双键的氨基磺酸内盐通过巯基和碳碳双键的迈克尔加成反应得到两性离子中间体；S2，将上述操作制得的两性离子中间体于均相体系中接枝于纤维素上得到所述两性离子纤维素。本发明专利技术于均相中将两性离子接枝于纤维素上制得两性离子纤维素，具有接枝效果好的特点。果好的特点。果好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种两性离子纤维素及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于两性离子材料
，具体涉及一种两性离子纤维素及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]纤维素是自然界中分布最广、产量最大的可再生资源，具有可生物降解性、生物相容性和可衍生化等特点。然而纤维素大分子的高结晶度导致其难溶难熔，制约了其作为基础原材料的开发和利用。因此通过纤维素的衍生化，改善其水溶性和油溶性，可以更好的开发丰富的纤维素资源。其中，两性离子纤维素是纤维素的一种衍生物，可通过化学反应将两性离子与纤维素上的羟基连接起来。两性离子纤维素在保留纤维素原有的优良性质的同时，由于两性离子上带有相同数量的正、负电荷，整体显电中性，正、负离子周围强烈吸附大量水分子，形成一层水化层。这层水化层能够阻碍蛋白质、细菌等在其表面的吸附，因此两性离子纤维素具有超出天然纤维素的优越的生物相容性。然而目前，两性离子纤维素的制备方法多为纤维素表面改性接枝两性离子，接枝效果不好。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种两性离子纤维素的制备方法，其是于均相中将两性离子接枝于纤维素上制得两性离子纤维素，具有接枝效果好的特点。
[0004]本专利技术还提出一种两性离子纤维素的制备方法。
[0005]本专利技术还提出一种由上述制备方法制得的两性离子纤维素。
[0006]本专利技术还提出一种纤维素凝胶。
[0007]本专利技术还提出一种生物材料。
[0008]本专利技术还提出上述两性离子纤维素的应用。
[0009]本专利技术的第一方面，提出了一种两性离子纤维素的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1，巯基酸类化合物和含碳碳双键的氨基磺酸内盐通过巯基和碳碳双键的迈克尔加成反应得到两性离子中间体；
[0011]S2，将上述操作制得的两性离子中间体于均相体系中接枝于纤维素上得到所述两性离子纤维素。
[0012]根据本专利技术实施例的两性离子纤维素的制备方法，至少具有以下有益效果：所制得的两性离子纤维素是由两性离子中间体于均相体系中接枝于纤维素上，其不同于传统的纤维素表面改性接枝两性离子制得两性离子纤维素，本专利技术中的两性离子接枝效果更好，所得两性离子纤维素的性能更优秀，如生物相容性、抗蛋白粘附等性能均得到提高。
[0013]本专利技术采用简单高效的两步反应，反应活性高，反应条件简单，成本低，其中，巯基和碳碳双键的反应属于点击反应中的迈克尔加成反应类型，其特点是高效、原子经济、条件温和。且本专利技术中于均相中对纤维素进行接枝，所选用的溶剂体系跟纤维素溶解体系相匹
配，反应现象明显，所得两性离子纤维素以沉淀析出，无需繁杂的检测手段即可判断反应情况。所制得的两性离子纤维素应用方式比表面改性更多样，不仅可作为抗粘附涂层，还可以与其它天然生物医用材料复合制备纤维素凝胶。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述制备方法中，对原料进行脱水处理后再使用。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述均相体系包括含二甲基乙酰胺的溶剂体系或离子液体体系。
[0016]二甲基乙酰胺，简写为DMAc。
[0017]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述离子液体包括BMIMCl、BMIMBr或BMIM
‑
BF4中的至少一种。
[0018]BMIMCl：1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐；BMIMBr：1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑溴盐；BMIM
‑
BF4：1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，制得的两性离子纤维素的取代度为0.6
‑
0.9。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述纤维素包括莱赛尔纤维、精制棉、莫代尔纤维、铜氨纤维或粘胶纤维中的至少一种。
[0021]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述纤维素包括莱赛尔纤维。
[0022]通过上述实施方式，纤维素为莱赛尔纤维。在溶解时，莱赛尔纤维的溶液更均一，表现为溶液澄清透明；进而为下一步反应提供了均匀的反应环境，其反应效果会更好。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述巯基酸类化合物包括巯基脂肪酸和巯基芳香酸中的至少一种。
[0024]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述巯基酸类化合物包括巯基丙酸、巯基丁酸、巯基戊酸、巯基己酸、巯基苯甲酸、巯基苯乙酸或巯基苯丙酸中的至少一种。
[0025]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述巯基酸类化合物包括巯基丙酸、巯基丁酸、巯基戊酸或巯基己酸中的至少一种。
[0026]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述巯基酸类化合物包括3
‑
巯基丙酸、2
‑
巯基丙酸、4
‑
巯基丁酸、3
‑
巯基丁酸或2
‑
巯基丁酸中的至少一种。
[0027]其中，3
‑
巯基丙酸，简写为3
‑
MPA；邻巯基苯甲酸，又名硫代水杨酸，简写为TSA。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐中，所述碳碳双键位于所述氨基磺酸内盐的端部。
[0029]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐还包括羰基，所述碳碳双键与所述羰基共轭。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐中，所述碳碳双键位于所述氨基磺酸内盐中远离所述磺酸甜菜碱基团的一端。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述磺酸甜菜碱基团包括
[0032]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐包括含碳碳双键的氨基丙磺酸内盐、含碳碳双键的氨基丁磺酸内盐或含碳碳双键的氨基戊磺酸内盐中的至少一种。
[0033]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含碳碳双键的氨基丙磺酸内盐包括N，N
‑
二甲基(甲基丙烯酰氧乙基)氨基丙磺酸内盐或N，N
‑
二甲基(甲基丙烯酰氧丙基)氨基丙磺酸内盐中的至少一种。
[0034]其中，N，N
‑
二甲基(甲基丙烯酰氧乙基)氨基丙磺酸内盐，简写为DMAPS。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述巯基酸类化合物与所述含碳碳双键的氨基丙磺酸内盐的摩尔比为1：(1
‑
1.2)。
[0036]在本专利技术的一些实施方式中，所述纤维素脱水葡萄糖单元与所述巯基酸类化合物的摩尔比为1：(3
‑
15)。
[0037]在本专利技术的一些实施方式中，所述纤维素脱水葡萄糖单元与所述巯基酸类化合物的摩尔比约为1：8。
[0038]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1包括如下步骤：巯基酸类化合物和含碳碳双键的氨基磺酸内盐的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两性离子纤维素的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，巯基酸类化合物和含碳碳双键的氨基磺酸内盐通过巯基和碳碳双键的迈克尔加成反应得到两性离子中间体；S2，将上述操作制得的两性离子中间体于均相体系中接枝于纤维素上得到所述两性离子纤维素。2.根据权利要求1所述的一种两性离子纤维素的制备方法，其特征在于，所述均相体系包括含二甲基乙酰胺的溶剂体系或离子液体体系；优选地，所述纤维素包括莱赛尔纤维、精制棉、莫代尔纤维、铜氨纤维或粘胶纤维中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种两性离子纤维素的制备方法，其特征在于，所述巯基酸类化合物包括巯基脂肪酸和巯基芳香酸中的至少一种；优选地，所述巯基酸类化合物包括巯基丙酸、巯基丁酸、巯基戊酸、巯基己酸、巯基苯甲酸、巯基苯乙酸或巯基苯丙酸中的至少一种；优选地，所述巯基酸类化合物包括巯基丙酸、巯基丁酸、巯基戊酸或巯基己酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种两性离子纤维素的制备方法，其特征在于，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐中，所述碳碳双键位于所述氨基磺酸内盐的端部；优选地，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐中，所述碳碳双键位于所述氨基磺酸内盐中远离所述磺酸甜菜碱基团的一端；优选地，所述含碳碳双键的氨基磺酸内盐包括含碳碳双键的氨基丙磺酸内盐、含碳碳双键的氨基丁磺酸内盐或含碳碳双键的氨基戊磺酸内盐中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种两性离子纤维素的制备方法，其特征在于，步骤S2中，通过两性离子中间体上的羧基与纤维素上的羟基间的酯化反应，从而使两性离子中间体接枝于所述纤维素上；优选地，所述制备方法包括如下步骤：S1，巯基酸类化合物和含碳碳双键的氨基磺酸内盐的混合液Ⅰ，通过巯基和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云奇，张磊，韦凯旋，郑立新，周金生，李珺，
申请(专利权)人：深圳华源再生医学有限公司，
类型：发明
国别省市：