[發明專利]一種N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710547251.5
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107312110B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 侯昭升;尹勝男
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;C07H15/12;C07H1/00;C02F1/28;A01N47/34;A01P1/00;C02F101/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明公開了一種N?氨基硫脲?O?季銨鹽殼寡糖及制備方法和應用。其結構式為：制備方法為采用甲醛與殼寡糖上的氨基進行反應獲得N?亞甲基殼寡糖，然后采用3?氯?2?羥丙基三甲基氯化銨與所述N?亞甲基殼寡糖中C₆位上的羥基進行反應獲得N?亞甲基?O?季銨鹽殼寡糖，最后采用氨基硫脲與所述N?亞甲基?O?季銨鹽殼寡糖的碳氮雙鍵進行加成反應獲得N?氨基硫脲?O?季銨鹽殼寡糖。本發明不僅解決了殼寡糖、殼聚糖衍生物吸附性差，易被溶解腐蝕的問題，而且在酸性、中性、堿性水溶液中均可使用。同時，提高了其抑菌性能，在金屬離子的吸附和抑制細菌上有很好的效果。

技術領域

本發明涉及一種N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖及制備方法和應用。

背景技術

現代工業的急劇發展，造成水資源污染日益嚴重，甚至波及到了地下水的安全問題。同樣，大量存在的腐蝕現象和微生物污染，嚴重影響工業設施、公共衛生設施和日用設施的使用安全。一些材料如金屬腐蝕抑制劑、金屬離子吸附劑和抑菌劑的使用，大多依賴于化學合成材料。傳統材料的低效、高耗能以及化學合成過程中帶來的污染、材料使用過程帶來的新污染，使得開發并使用綠色環保的天然源產物的水處理劑、防腐劑和殺菌劑勢在必行。可減少純化學合成試劑和材料的使用，同樣符合可持續發展的思路。

殼寡糖是殼聚糖主鏈斷裂后的降解物，也稱幾丁寡糖，學名寡糖葡萄糖胺。是殼聚糖經物理、化學或酶降解而成的水溶性好、功能作用大、生物活性高、聚合度為的低分子量殼聚糖。殼寡糖是自然界中唯一含有正電荷的堿性氨基寡糖，綠色天然、無副作用，因而能夠作為一類新的生理活性物質。

中國專利CN201510539571.7公開了一種硫脲乙酸接枝殼聚糖重金屬吸附劑的制備方法，它是通過硫脲乙酸接枝殼聚糖進行改性，雖然使其吸附穩定性有所提高，但該種硫脲乙酸接枝殼聚糖缺乏有效的親水基團，在水中的絮凝效果較差，因此吸附性不理想，這使其在應用中受到許多限制。

發明內容

從現有技術對殼寡糖的改性在吸附即殺菌性能上的表現，本申請發明人發現其存在以下問題：殼寡糖吸附性能差、易被溶解腐蝕，無法在酸性或堿性水溶液中長期使用。

為了解決現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖，其結構式如下：

其由殼寡糖經氨基及C₆位的羥基經過改性獲得，其中，所述殼寡糖的數均分子量為200～3000。

本發明的目的之二是提供一種N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖的制備方法，采用甲醛與殼寡糖上的氨基進行反應獲得N-亞甲基殼寡糖，然后采用3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨與所述N-亞甲基殼寡糖中C₆位上的羥基進行反應獲得N-亞甲基-O-季銨鹽殼寡糖，最后采用氨基硫脲與所述N-亞甲基-O-季銨鹽殼寡糖的碳氮雙鍵進行加成反應獲得N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖。

本發明首先對采用甲醛對殼寡糖上的氨基進行反應，使氨基轉變為N-亞甲基，防止在殼寡糖上C6位上的羥基進行季銨化改性同時對氨基進行季銨化反應，還能將氨基轉化成其他基團，方便進行其他化合反應。其次，本發明采用氨基硫脲與碳氮雙鍵進行加成反應，反應效率高，且反應過程中不產生其他雜質，無需進行分離。本方法制備的N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖，不僅解決了殼寡糖、殼聚糖衍生物吸附性差，易被溶解腐蝕的問題，而且在酸性、中性、堿性水溶液中均可使用。同時，提高了其抑菌性能，在金屬離子的吸附和抑制細菌上有很好的效果。

本發明的目的之三是提供一種上述N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖或上述方法制備的N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖在抑制細菌或金屬離子吸附中的應用。

本發明的目的之四是提供一種上述N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖或上述方法制備的N-氨基硫脲-O-季銨鹽殼寡糖在廢水處理中的應用。

本發明的有益效果為：