[發(fā)明專利]離子液體中有機(jī)堿催化合成半纖維素接枝聚乳酸的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610010079.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105601890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉傳富;張雪琴;孫潤(rùn)倉(cāng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G63/08
• 分類號(hào): C08G63/08;C08G63/81;C08B37/14
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅嘯秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離子液體中有機(jī)堿催 化合成半纖維素接枝聚乳酸的方法。

背景技術(shù)

隨著石油等不可再生資源的日益短缺以及環(huán)境問(wèn)題的不斷加劇，尋找綠色 可再生的能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源已經(jīng)成為人們急需解決的問(wèn)題。木質(zhì)纖維生物質(zhì)具 有來(lái)源廣泛、儲(chǔ)量大、可再生、再生周期短、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到人 們的重視，在農(nóng)業(yè)、生物、醫(yī)藥以及化工等領(lǐng)域有著舉足輕重的作用。半纖維 素作為木質(zhì)纖維生物質(zhì)三大組分之一，由于具有結(jié)構(gòu)不均一、低分子量、低聚 合度以及強(qiáng)親水性等缺點(diǎn)而一直被人們所忽視。近十年來(lái)，隨著人們對(duì)由可再 生資源合成生物聚合物研究的深入而掀起了對(duì)半纖維素利用的高潮。其中，開(kāi) 環(huán)接枝共聚是一種極為有效且最常用的方法，可以明顯改善聚合物的物理化學(xué) 性質(zhì)，并賦予聚合物不同功能的官能團(tuán)。

以往關(guān)于木質(zhì)纖維生物質(zhì)的接枝共聚改性主要集中在纖維素上，通常是在 不破壞纖維素固有性質(zhì)的前提下，以纖維素作為反應(yīng)基底，在金屬催化劑(如 氯化鋰和辛酸亞錫)以及高溫條件下接枝脂肪族聚酯。但接枝效率較低，高溫 反應(yīng)條件造成能源浪費(fèi)且接枝過(guò)程中易發(fā)生轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)而降低反應(yīng)效率，而且 金屬催化劑不易于完全除去，影響了產(chǎn)物在生物、醫(yī)藥以及電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種離 子液體中有機(jī)堿催化合成半纖維素接枝聚乳酸的方法。

本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種離子液體中有機(jī)堿催化合成半纖維素接枝聚乳酸的方法，包括以下制 備步驟：

將半纖維素加入到離子液體中，溶解后得到半纖維素溶液，然后加入L-丙 交酯單體和有機(jī)堿催化劑，在20～150℃溫度下反應(yīng)3～48h；反應(yīng)結(jié)束后加入猝 滅劑猝滅反應(yīng)，反應(yīng)液經(jīng)透析后冷凍干燥，所得固體經(jīng)洗滌、干燥，得到半纖 維素接枝聚乳酸。

優(yōu)選地，所述半纖維素中木聚糖質(zhì)量百分含量≥55％。

優(yōu)選地，所述離子液體為氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑、氯化1-丁基-3-甲基咪 唑、溴化1-丁基-3-甲基咪唑、氯化1-己基3-甲基咪唑、溴化1-己基3-甲基咪唑 或碘化1-己基3-甲基咪唑。

優(yōu)選地，所述的離子液體在使用前先在70℃、0.1MPa下減壓真空干燥72h 或110℃下常壓干燥12h或-40℃下冷凍干燥36h。

優(yōu)選地，所述半纖維素與離子液體的質(zhì)量體積比為1:(10～60)g/mL。

優(yōu)選地，所述L-丙交酯單體與半纖維素中所含木糖單元的摩爾比為 (1～50):1。

優(yōu)選地，所述有機(jī)堿催化劑為4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮雜二環(huán)十一碳-7- 烯、1,5,7-三氮雜二環(huán)[4.4.0]癸-5-烯和7-甲基-1,5,7-三氮雜二環(huán)[4.4.0]癸-5-烯中的 任意一種；有機(jī)堿催化劑的用量為半纖維素中所含木糖單元摩爾量的0.2％-4％。

優(yōu)選地，所述的猝滅劑是指水。

優(yōu)選地，所述的洗滌是指采用二氯甲烷抽提洗滌。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明的合成方法使用半纖維素作為原料，接枝改性后可明顯改善半 纖維素的性能，為半纖維素的利用提供技術(shù)支持；

(2)本發(fā)明的合成方法使用離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，綠色高效；

(3)本發(fā)明的合成方法使用有機(jī)堿作為催化劑，反應(yīng)完成后催化劑可用水 完全洗除，且不會(huì)對(duì)產(chǎn)物性能造成影響，拓寬了產(chǎn)物在生物、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng) 域的應(yīng)用；

(4)本發(fā)明的合成方法可在溫和條件下進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)能耗低，產(chǎn) 物取代度高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的半纖維素接枝聚乳酸的二維核磁HSQC圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方 式不限于此。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的一種離子液體中有機(jī)堿催化合成半纖維素接枝聚乳酸的方法， 具體合成路線如下：