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《醇溶性壳聚糖衍生物合成及结构表征_许晨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第23卷第5期水处理技术Vol.23No.51997年10月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTOct.,1997醇溶性壳聚糖衍生物合成及结构表征许晨卢灿辉丁马太(福建师范大学高分子研究所,福州350007)(厦门大学化学系,厦门361005)摘要以环氧丙基三甲基氯化铵、乙基缩水甘油醚为试剂,合成了壳聚糖氨基N上取代的2-羟丙基三甲基氯化铵、1-乙氧基-2-羟丙基壳聚糖(HE-chitosan)。实验表明:这种壳聚糖衍生物在甲醇、乙二醇丙三醇中可以均匀溶解,在二甲亚砜、氯乙醇等多种有
2、机溶剂中可部分溶解。并用红外光谱及核磁共振谱作了结构表征。关键词:壳聚糖,衍生物,醇溶性壳聚糖是自然界中产量仅次于纤维素的一种天然高分子。由结构单元为2-氨基-D葡萄糖[1]重复组成的聚氨基多糖。活性侧基-氨基的存在,赋予壳聚糖较之其它类多糖更强的功能性。壳聚糖与聚丙烯酸钠离子复合膜由于其独特的离子效应和电荷诱变作用,对醇-水体系表[2]现出极高的选择分离性和分离传质通量。在壳聚糖氨基N上的壳聚糖羟丙基三甲基氯化铵在水溶液中可直接溶解,成膜性能良好。在高湿度条件下吸收水、低湿度条件下放出水,具有类[
3、3]似透明质酸的水份调节功能。合成具有醇溶性的壳聚糖衍生物在高性能选择分离膜、精细化工产品制造等领域具有重要意义。本文用环氧丙基三甲基氯化铵、乙基缩水甘油醚同时对壳聚糖进行化学结构修饰,既保留了似壳聚糖羟丙基三甲基氯化钠一样极佳的水溶性,又能在甲醇、乙二醇、丙三醇、氯乙醇、甲酰胺、二甲亚砜等多种有机溶剂中溶解,为壳聚糖的研究、利用、开辟了新的途径。1材料与方法1.1材料[4]壳聚糖(脱乙酰度92%)自制。其余试剂均为化学纯。1.2HE-chitosan的制备取2.0g壳聚糖置于三颈瓶中,加18ml异
4、丙醇,水浴加热,搅拌下升温至60℃,再加入20ml37%环氧丙基三甲基氯化铵与10ml乙基缩水甘油醚。恒温搅拌反应4h后,出料过滤。滤饼用85%丙酮水溶液洗涤、抽滤、真空干燥,置干燥器内备用。甲壳质的衍生物化也按相同步骤进行。1.3样品精制取所合成的HE-chitosan0.5g,加5ml蒸馏水使其溶解,加40ml丙酮沉淀、抽滤,除去滤¹收稿日期:1996-07-01国家自然科学基金资助项目¹第23卷第5期许晨等,醇溶性壳聚糖衍生物合成及结构表征267液,反复三次后,滤饼用少量蒸馏水溶解,置入透析袋
5、中透析48h,并不断更换蒸馏水,浓缩至一定体积时再加丙酮重新沉淀、抽滤、真空干燥,所得样品供红外、核磁共振检测用。1.4样品在溶剂中的溶解上述合成的HE-chitosan各取0.1g,分别加入已事先加有2ml各种溶剂的试管中,振荡搅拌,观察其溶解性。1.5核磁共振测定11.5.1H-NMR测定将精制过的HE-chitosan溶解于D2O中,制得浓度为5%的溶液。氢谱和碳谱测定所用的均为VaianUnity500型光谱仪。以DSS为内标,磁场强度为499.88MHz,谱线宽度为4268.91Hz,松驰
6、时间为0.2s,于60℃扫描65536次,记录质子去偶的H-NMR。131.5.2C-NMR测定将精制过的HE-chitosan溶于D2O中,制得浓度为10%的溶液,以环已烷为内标,磁场强度为125.706MHz,谱线宽度为19002.4Hz,松驰时间0.2s,于60℃扫描65536次,记录质子去13偶的C-NMR。1.6红外光谱测定将精制的HE-chitosan、壳聚糖、甲壳质分别和KBr混合压片,以KBr为参比,用岛津408红外分光光度计分析。2结果与讨论2.1结构表征2.1.1红外光谱分析图1
7、中曲线A和曲线B分别为壳聚糖和HE-chitosan的红外光谱图。由二者比较可知:壳聚糖衍生物化前后的红外谱图基本相似,典型的差别是:曲线-1B中的1595cm处由伯胺基的N-H变形振动引起的中强吸收峰消失,而在-11480cm处出现季铵盐基团中甲基的不对称变形振动吸收峰。表明壳聚糖分子的亲核中心-氨基已经发生取代。这个结论也为后面的核磁共振谱所支持。图2中曲线A与曲线B分别为甲壳质和经过衍生物化反应后甲壳质的红外谱图。曲线A、B的特征吸收峰完全相图1chitosan(A)和HF-chitosan(
8、B)的红外光谱图同,若使取样量相同的话,可以获得完全重复的红外谱图,表明甲壳质在本合成实验条件下,并不发生衍生物化反应。壳聚糖由甲壳质脱去乙酰基的产物,较之甲壳质多了C2位的氨基,图2的结果也间接证明了在本实验条件下,壳聚糖衍生物化反应只发生于C2位氨基上,而不是C6位的羟基上。268水处理技术第23卷第5期2.1.2核磁共振分析图3、图4分别为HE-chitosan的13113C-NMR、H-NMR谱图。从C-NMR中对HE-chitosan各碳进行归属。D=100
