[發明專利]一種基于偶合和酶促接枝共聚制備絲素基吸水材料的方法

有效

• 申請號: 201810329412.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108623759B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 王平;郭曉曉;崔莉;余圓圓;王強
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F289/00
• 分類號: C08F289/00;C08F220/06;C08J5/18;A61K8/02;A61K8/64;A61L15/32
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種基于偶合和酶促接枝共聚制備絲素基吸水材料的方法，屬于紡織化學技術領域。本發明方法通過含乙烯基芳胺重氮化制備重氮鹽，然后與絲素偶合反應，最后酶促絲素與親水性乙烯基單體接枝共聚，增加絲素基材料的親水性。具體工藝與步驟如下：(1)絲素溶液制備；(2)含乙烯基重氮鹽的制備；(3)絲素蛋白偶合反應；(4)酶促絲素與親水性乙烯基單體接枝共聚；(5)絲素基吸水材料的成型。與采用化學交聯法在絲素上引入乙烯基單體，再利用過硫酸鹽或紫外輻照法等化學方法引發絲素與親水性乙烯基單體接枝共聚相比，本發明具有接枝共聚效率高、酶處理條件緩和及絲素基吸水材料吸水性好的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于偶合和酶促接枝共聚制備絲素基吸水材料的方法，屬于紡織化學技術領域。

背景技術

絲素蛋白是蠶絲的主要成分，由18種氨基酸組成，其中多數為極性較低的乙氨酸和丙氨酸鏈段，其余包括極性氨基酸，如谷氨酸、天門冬氨酸、絲氨酸和酪氨酸等。絲素具有良好的生物相容性和環境友好性，以絲素蛋白加工的再生蛋白材料具有無毒、無刺激性等特點。吸水性材料是帶有許多親水基團的高分子聚合物，不僅具有極高的吸水功能，且保水功能也較好(加壓下不脫水或脫水很少)。一般來說，理想的吸水材料干燥后，其吸水能力仍可恢復，可反復使用。溶液聚合法是一種以水為載體，將單體溶解后進行聚合反應的方法，其中丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)單體是合成吸水材料的常用原料，但由于其聚合物存在不易生物降解、易污染環境的缺點，不同程度上影響了其應用。

因此，考慮若將具有良好生物分解性能的絲素蛋白，構建出一種吸水性能優良、且具有生物降解性的吸水材料，則對于拓展絲素蛋白用途、改善吸水材料的生態性具有重要意義。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于偶合和酶促接枝共聚制備絲素基吸水材料、其制備方法和應用。本發明通過偶合反應和催化絲素與親水性乙烯基單體接枝共聚，增加絲素基材料的親水性。

絲素中含約10％的酪氨酸，酪氨酸側基苯環上含有酚羥基，有較高的反應活性，能與多種芳胺的重氮鹽發生偶合反應。若將含有乙烯基的芳胺重氮化，并與絲素中酪氨酸進行偶合反應，則可在絲素蛋白上引入乙烯基團；與此同時，辣根過氧化物酶(HRP)有較強催化活性，在以雙氧水(H₂O₂)為氧化劑，乙酰丙酮(ACAC)為引發劑的體系中，能催化乙烯基單體間發生聚合(例如：催化含乙烯基絲素蛋白與親水性乙烯基單體之間接枝共聚)，這為絲素蛋白的親水化改性和絲素基親水材料的制備提供了新思路。

根據上述思路，本發明開發了如下方法進行絲素基吸水材料制備：

第一步：將含乙烯基的芳胺重氮化制備重氮鹽，并與絲素蛋白進行偶合反應，在絲素蛋白分子上引入乙烯基；

第二步：在上述基礎上，以HRP/H₂O₂/ACAC催化體系，酶促絲素與親水性乙烯基單體之間接枝共聚，實現絲素蛋白親水化改性，制備絲素基親水材料。

本發明的第一個目的是提供一種絲素基吸水材料的制備方法，所述方法利用含乙烯基重氮鹽與絲素蛋白偶合反應，然后酶促絲素與親水性乙烯基單體接枝共聚，制備絲素基吸水材料。

在一種實施方式中，所述方法包括：絲素溶液制備；含乙烯基重氮鹽的獲取；含乙烯基重氮鹽與絲素蛋白發生偶合反應；酶促絲素與親水性乙烯基單體接枝共聚。

在一種實施方式中，所述方法還包括絲素基吸水材料的成型。

在一種實施方式中，所述絲素溶液制備是將桑蠶絲加入到溴化鋰或氯化鈣的水溶液體系中，制備絲素蛋白溶液。

在一種實施方式中，所述絲素溶液的處理工藝處方及條件：將脫膠后的蠶絲加入到溴化鋰或氯化鈣的乙醇溶液中，在50～80℃攪拌至溶解，然后以去離子水透析24～48小時，制得絲素蛋白溶液。