[發明專利]含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201410278380.5
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104031154A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 姚芳蓮;王進美;冀峰;葉磊;董殿宇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08B31/08
• 分類號: C08B31/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域

本發明涉及一種含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉及其制備方法，屬于淀粉技術領域。

背景技術

兩性離子類聚合物，英文名叫“zwitterionic”，與兩性聚合物、陽離子聚合物及陰離子聚合物不同，是指正負電荷在同一個重復單元中的聚合物，典型例子為聚甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸鹽。兩性離子聚合物作為一種優異的抗蛋白質非特異性吸附材料，它是利用兩性離子基團的強水合能力來達到抗吸附目的，將兩性離子基團引入到生物材料成為提高生物材料抗蛋白質吸附能力的一種重要方法。目前，兩性離子類聚合物主要是通過全合成得到，其生物相容性有待進一步提高。

淀粉是最常見的天然多糖之一，具備價格低廉性、無毒性和生物相容性，已經廣泛應用在生物材料中。由于淀粉本身不能有效抗蛋白質的非特異性吸附，因此需要對淀粉進行化學或生物變形。

目前所合成的含兩性離子的聚合物主要是將兩性離子單體和乙烯基類單體共聚合得到，含兩性離子的異丙基丙烯酰胺聚合物是其中的重要一類。近年來，含兩性離子聚合物的主要合成方法有原子轉移自由基聚合（ATRP）等，ATRP合成成本高，且銅離子不易除去，又存在端基溴基團，不適宜應用于生物體內，難于推廣應用。申請人檢索國內外的有關文獻，沒有發現采用淀粉為基材以醚化方法合成含兩性離子類抗吸附材料的技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉及其制備方法，所述的含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉具有抗蛋白質非特異性吸附的性能，其制備方法過程簡單，該含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉可應用于藥物載體、生物傳感器等領域中。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉，其特征在于：該含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉的結構式如式1所示，其中，淀粉為主鏈，在主鏈糖環的6號碳上接入兩性離子支鏈，兩性離子的取代度數值在0-0.50之間，分子量在幾千到幾百萬之間，其外觀為白色或淡黃色粉末，該3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉的紅外圖譜中的特征峰為（見圖1）：3600-3000?cm^-1之間的寬譜帶為主鏈上羥基的伸縮振動峰，860和767?cm^-1處為主鏈骨架的伸縮振動峰，1483?cm^-1處為3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉側基中N-C?的伸縮振動峰，1201?cm^-1處為S=O?的不對稱伸縮振動峰。

?

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

式1

上述結構的含兩性離子的3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉的制備方法，其特征在于包括以下過程：

（1）兩性離子化合物3-二甲基（氯丙基）銨丙磺酸鹽的制備：

將N,N-二甲胺基氯丙烷鹽酸鹽配制成質量分數為60%的水溶液，取與N,N-二甲胺基氯丙烷鹽酸鹽等摩爾的氫氧化鈉加入到N,N-二甲胺基氯丙烷鹽酸鹽水溶液中，攪拌分層，取上層，得到N,N-二甲胺基氯丙烷，按N,N-二甲胺基氯丙烷鹽酸鹽與丙烷磺內酯摩爾比為1：1.5，將丙烷磺內酯溶于1,2-二氯乙烷中，配制質量分數為12%的溶液A，將上面得到的N,N-二甲胺基氯丙烷全部加入到溶液A中，攪拌，于78℃下反應6?h，抽濾得到濾餅，并用1,2-二氯乙烷洗滌濾餅直到洗滌液達到清澈為止，室溫干燥24-30?h，得到白色的3-二甲基（氯丙基）銨丙磺酸鹽；

（2）兩性離子淀粉3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉的制備：

將質量分數為5%-40%的氫氧化鈉水溶液加到等體積質量分數為20%-50%的淀粉懸浮液中，攪拌，于40℃下反應1?h，得到堿化淀粉懸浮液，按淀粉糖環與3-二甲基（氯丙基）銨丙磺酸的摩爾比為1：（0.1-8），將3-二甲基（氯丙基）銨丙磺酸鹽配制質量分數為60%的水溶液B，將水溶液B加入到堿化淀粉懸浮液中，攪拌，于40-80℃下反應10?min-8?h，用冰乙酸中和反應體系至中性，將反應液滴加到甲醇中沉析，經離心分離得到濾餅，并用甲醇洗滌濾餅直到濾餅變為白色粉末，室溫真空干燥24-30h后，得到3-二甲基丙銨丙磺酸淀粉。