一种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及通过对超支化聚缩水甘油醚进行修饰，制得含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚，并作为甲醛捕获剂使用。其具有优良的水溶性，无毒无害可谓完全绿色，可以应用于需要清除包括甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛等有害醛类的场景，包括制革工艺，装修除醛，汽车内部除醛，泡棉后处理工艺等，其残留可以通过水洗去除，避免了有机试剂的参与。避免了有机试剂的参与。

【技术实现步骤摘要】
一种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种基于含有氨基酸及其衍生物的酰基超支化聚缩水甘油醚结构的改性化合物用作醛类捕获剂。

技术介绍

[0002]2002年，世界卫生组织将甲醛列入第一类致癌物质。甲醛的两个来源，一是自然界本身，比如树木森林的燃烧、动植物的新陈代谢、阳光对水中腐殖质的照射等；二是来源于人为活动，包括燃料的不完全燃烧、工业原料的应用、从装修装潢产品中的挥发等。而人为因素也是目前空气中甲醛的主要来源。随着日用品安全标准以及生活环境质量要求的逐渐提高，一方面需要从源头上对传统工艺进行除醛操作优化，另一方面也需要在后期对挥发出的甲醛进行捕获。因此，催生了市场上的各种甲醛捕获剂。
[0003]目前报道的甲醛去除方法，主要分为植物去除法、化学去除法、物理去除法以及光催化氧化去除法。其中，甲醛物理去除法多采用多孔材料，例如活性炭粉、分子筛、沸石等具有吸附作用的材料。这些多孔材料具有高表面积，大的孔体积值以及材料本身物理化学性质稳定等优势，因此被广泛应用于甲醛捕获。但物理吸附具有容易解吸附，且达到吸附平衡较快的特点，因此无法持续有效的去除甲醛。同时，物理吸附法容易受外界环境条件影响，比如温度、压力、甲醛浓度等，从而导致吸附稳定性差。而光催化氧化法，多使用有机或者无机纳米粒子等光催化剂，例如纳米二氧化钛、纳米金颗粒等，将光能转化为化学能从而将甲醛催化降解为对人体无害的物质。虽然该方法具有催化效率高、用时短、催化剂可循环使用等优点，但一般需要在紫外光照射的条件下才能进行反应，因此应用范围受到了限制。而植物去除甲醛的方法虽然简单易行，但该方法的净化速率十分缓慢，因此多用作后期捕获甲醛的辅助措施。
[0004]而在甲醛化学去除法中，目前报道的方法有：应用含α
‑
氢的化合物，利用其活泼亚甲基与甲醛发生亲和加成反应以消除甲醛；甲醛与亚硫酸盐在常温下反应生成羟甲基磺酸盐；甲醛与强氧化性物质发生反应生成有机酸类从而去除甲醛；使用酚类化合物作为醛类捕获剂，利用酚与醛反应形成酚醛树脂的特性消除甲醛；甲醛与氨及其衍生物可以发生化学反应生成席夫碱，得到稳定的产物，达到减少甲醛污染的作用。
[0005]目前胺类甲醛捕获剂多使用小分子胺进行复配，或者使用含氨基的两亲性大分子共聚物，如丙烯酰胺和苯乙烯乳液聚合后经过霍夫曼降解反应制成含有伯氨基的聚合物。
[0006]目前报道的胺类甲醛捕获剂，存在着效果不稳定、制剂成本高、价格昂贵等问题。此外，根据目前报道的超支化甲醛捕获剂其超支化结构大多都采用聚酰胺作为其超支化核心。然而聚酰胺这种结构水溶性不佳，且其水溶性随着聚合度的升高而降低。低水溶性进一步限制了该捕获剂在大多数领域的应用。而且部分聚酰胺的聚合单体属于有毒有害物质，因此造成合成的捕获剂本身有可能具有毒性。
[0007]1，现有甲醛捕获剂无法实现高聚合度或高比例捕获基团分子结构的水溶性
[0008]2，现有甲醛捕获剂结构非绿色产品
[0009]本专利技术目的在于合成对环境绿色友好的氨基酸衍生物大分子甲醛捕获剂，在高聚合度或高比例捕获基团存在下，仍能保持较好的水溶性，从而可以推广到大多数领域应用。

技术实现思路

[0010]现有的甲醛捕获剂有使用超支化骨架的，但是其骨架结构为聚酰胺结构，当捕获基团的数量上升时会导致较差的水溶性，影响使用。
[0011]本专利技术要解决的技术问题之一在于提供一种使用含有氨基酸及其衍生物的酰基改性的超支化聚缩水甘油醚(HPG)作为骨架，水溶性好，以甘油作为基础单元绿色环保。
[0012]本专利技术要解决的技术问题之二在于提供一种水溶性好，绿色环保，有效捕获基团比例高的醛类捕获剂。
[0013]本专利技术要解决的技术问题之三在于提供一种合成含有氨基酸及其衍生物的酰基改性的具有HPG骨架的醛类捕获剂的方法。
[0014]本专利技术要解决的技术问题之四在于提供一种将含有氨基酸及其衍生物的酰基改性的具有HPG骨架作为醛类捕获剂，并用于甲醛吸收。
[0015]含有氨基酸及其衍生物的酰基改性的超支化聚缩水甘油醚系将超支化聚缩水甘油醚(HPG)作为骨架的甲醛捕获剂则是亲水的骨架结构，可以接入相对多的捕获基团而不影响水溶性。
[0016]本专利技术公开几种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性的超支化聚缩水甘油醚改性化合物的结构用于醛类捕获剂，该类化合物为水溶性醛类捕获剂。该类化合物配制成水溶液不依赖其它助剂(如分散剂或乳化剂)。其结构为分子量300～5000的超支化聚缩水甘油醚(R
HPG
‑
OH)通过酯化反应对羟基进行酯化封端，其封端基团可以为含有氨基酸及其衍生物的酰基，如氨基甲酰基，氨基乙酰基，氨基丁二酰基等，其原理为捕获剂本身为大分子不会挥发，其氨基可以跟醛类反应生成双键而捕获醛类。本专利技术可以应用于需要清除包括甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛等有害醛类的场景，包括制革工艺，装修除醛，汽车内部除醛，泡棉后处理工艺等，其残留可以通过水洗去除，避免了有机试剂的参与。
[0017]本领域普通技术人员将理解“约”，并且在使用该术语的上下文中将在某种程度上变化。如果术语的使用对于本领域普通技术人员来说是不清楚的，考虑到使用它的上下文，“约”将意味着高达特定术语的加或减20％。
[0018]本文中所述的“主要由
……
组成”指构成该混合物的主要成分。如无特别说明，通常重量百分比含量高于50％即可称为主要成分。主要成分可以是纯净物，也可以由一类结构或化学性质相近、本领域技术人员能够知晓它们通常能归为一类的混合物组成。
[0019]本文中任何有关温度范围、pH范围、重量(质量)范围、分子量范围、百分比范围等，不论是否使用“范围”或“各个范围”的措词进行表达，都包括所指定的端点以及两端点间的各点。
[0020]一方面，本专利技术涉及一种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚，该含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚将超支化聚缩水甘油醚(式A)进行封端改性后包含超支化聚缩水甘油醚基体(R
HPG
‑
)及封端基团，该封端基团为含有氨基酸及其衍生物的酰基。
[0021]在本专利技术的一种或多种具体实施方式中，所述封端基团为含有氨基酸及其衍生物的酰基优选为式B的右半部分R
’‑
CH(NH2)
‑
CO
‑
基团，其中R
’
＝H、甲基、异丙基、异丁基、甲基乙基硫醚或苯甲基；优选为氨基甲酰基、氨基乙酰基、氨基丁二酰基等。
[0022]在本专利技术的一种或多种具体实施方式中，所述封端基团为含有氨基酸及其衍生物的酰基中的氨基还可以经过保护，优选为式C的右半部分R
’‑
CH(NH
‑
Rp)
‑
CO
‑
基团，其中R
’
＝H、甲基、异丙基、异丁基、甲基乙基硫醚或苯甲基；优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚，其特征在于：超支化聚缩水甘油醚进行封端改性而包含封端基团，所述封端基团为R
’‑
CH(NH
‑
Rp)
‑
CO
‑
中的至少一种，其中R
’
＝H、甲基、异丙基、异丁基、甲基乙基硫醚或苯甲基；Rp选自H或用来保护氨基并能方便地脱保护的基团。2.如权利要求1所述的含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚，其特征在于：Rp选自H、芴甲氧羰基或叔丁氧羰基。3.如权利要求2所述的含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚，其特征在于：所述封端基团为氨基甲酰基、氨基乙酰基、氨基丁二酰基中的至少一种。4.如权利要求2所述的含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚，其特征在于：所述超支化聚缩水甘油醚的数均分子量选自300～5000，所述超支化聚缩水甘油醚的分子量分布选自1.02
‑
2.00。5.一种合成权利要求1
‑
4中任意一项所述的一种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚的制备方法，其特征在于包含以下步骤：(1)向反应器中加入1摩尔份超支化聚缩水甘油醚；(2)加入1
‑
20摩尔份包含R
’‑
CH(NH2)
‑
CO
‑
或R
’‑
CH(NH
‑
Rp)
‑
CO
‑
的酸或酯与0.1
‑
40摩尔份催化剂，其中R
’
＝H、甲基、异丙基、异丁基、甲基乙基硫醚或苯甲基，Rp＝H、芴甲氧羰基或叔丁氧羰基，催化剂选自二环己基碳二亚胺、4
‑
二甲氨基吡啶、三甲基氯硅烷、碱金属低级醇碱的至少一种；(3)常温反应，反应结束后过滤掉沉淀物；(4)纯化。6.一种合成权利要求1
‑
4中任意一项所述的一种含有氨基酸及其衍生物的酰基改性超支化聚缩水甘油醚的制备方法，其特征在于包含以下步骤：(1)向反应器中加入1份摩尔当量超支...

【专利技术属性】
技术研发人员：强薇，夏凉，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：