二乙烯三胺改性羧甲基殼聚糖的制備及抗菌性能研究.pdf

1、O-羧甲基殼聚糖為水溶性高分子，含有游離氨基，能結(jié)合酸分子，因而具有許多特殊的物理化學(xué)性質(zhì)和生理功能。目前研究表明，O-羧甲基殼聚糖及其衍生物能夠有效地抑制細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)和繁殖，與一般抗菌劑相比，它具有無(wú)毒、穩(wěn)定、廣譜、良好的生物相溶性和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。雖然有很多O-羧甲基殼聚糖制備成抗菌劑和制成抗感染材料的報(bào)道，但是由于其抗菌性能有限難以在實(shí)際生活中推廣。
　　 本課題用二乙烯三胺改性O(shè)-羧甲基殼聚糖，制備不同氨基含量、氨

2、基鏈長(zhǎng)度、氨基鏈數(shù)量的O-羧甲基殼聚糖，得到三種二乙烯三胺改性的羧甲基殼聚糖，分別是G1.0、G2.0和G3.0。本課題對(duì)每個(gè)反應(yīng)的合成工藝進(jìn)行探索和優(yōu)化，對(duì)三種產(chǎn)品的抗菌性能進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)，確定O-羧甲基殼聚糖的二乙烯三胺型酰胺化改性的最優(yōu)合成路線和抗菌性能指標(biāo)。本課題制備的G1.0，以期在保證產(chǎn)品水溶性的同時(shí)，提高產(chǎn)品的抗菌性能，使G1.0能為新型環(huán)保安全有效的食品防腐劑的研究提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)為新型果蔬保鮮劑的研究提供技術(shù)支持;制

3、備的G2.0，以期得到抗菌效果好，附著能力強(qiáng)的新型抗菌敷料，為新型生物活性抗菌敷料的研究提供理論基礎(chǔ);制備的G3.0，以期得到抗菌效果優(yōu)良，生物兼容性好的組織工程材料，為新型組織工程材料的研究提供理論基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)G1.0的制備及抗菌性能研究。以O(shè)-羧甲基殼聚糖、丙烯酸甲酯和二乙烯三胺為原料，合成G1.0，反應(yīng)分兩步完成，第一步為O-羧甲基殼聚糖與丙烯酸甲酯進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物G0.5，

4、第二步為二乙烯三胺伯胺上的氫與G0.5上的甲氧基置換，得到產(chǎn)物G1.0。通過(guò)控制不同的反應(yīng)時(shí)間和不同的反應(yīng)投料比，得到五組產(chǎn)品，用電位滴定法將五組產(chǎn)品進(jìn)行氨基含量測(cè)定，然后做FTIR和1H NMR表征進(jìn)行結(jié)構(gòu)確定，接著測(cè)試了五組不同氨基含量產(chǎn)品的溶解性能情況。結(jié)果表明:G1.0的最佳合成條件為兩步反應(yīng)溫度均為30℃，時(shí)間均為3天，投料比均為2∶1;五組不同條件合成的產(chǎn)物氨基含量分別為7.14％、8.05％、8.95％、9.79％、11.

5、52％; FTIR表征和1H NMR表征證明二乙烯三胺成功接枝到G1.0上;水溶性測(cè)試表明G1.0的溶解性能比O-羧甲基殼聚糖有所改善，隨著取代度的增加，G1.0的溶解性能變好，但是當(dāng)取代度進(jìn)一步增加，溶解性能反而略有降低。G1.0對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效果優(yōu)于大腸桿菌，當(dāng)氨基含量越高，G1.0的抗菌效果越好，但是當(dāng)G1.0的氨基含量進(jìn)一步增加，抗菌效果略有降低;pH值越降低，G1.0的抗菌效果越強(qiáng);G1.0的濃度越大，G1.0的抗菌效

6、果越強(qiáng)，但是抗菌圈的增大幅度不是和濃度呈正比，當(dāng)產(chǎn)品濃度增加，抗菌圈增大幅度越來(lái)越小。
　　 (2) G2.0的制備及抗菌性能研究。以G1.0、丙烯酸甲酯和二乙烯三胺為原料，合成G2.0，反應(yīng)分兩步完成，第一步為G1.0與丙烯酸甲酯進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物G1.5，第二步為二乙烯三胺伯胺上的氫與G1.5上的甲氧基置換，得到產(chǎn)物G2.0。通過(guò)控制不同的反應(yīng)時(shí)間和不同的反應(yīng)投料比，得到五組產(chǎn)品，用點(diǎn)位滴定法將五組產(chǎn)品進(jìn)行氨基

7、含量測(cè)定，然后做FTIR和1H NMR表征進(jìn)行結(jié)構(gòu)確定。結(jié)果表明:G2.0的最佳合成條件為兩步反應(yīng)溫度均為30℃，時(shí)間均為3天，投料比均為2∶1;五組不同條件合成的產(chǎn)物氨基含量分別為0.132、0.146、0.158、0.173、0.187;FTIR表征和1H NMR表征證明二乙烯三胺成功接枝到G2.0上;水溶性測(cè)試表明G2.0部分溶于水，隨著取代度的增加，G2.0的溶解性能變差。G2.0對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效果優(yōu)于大腸桿菌，當(dāng)氨基含

8、量越高，G2.0的抗菌效果越好，當(dāng)氨基含量進(jìn)一步增加，從0.158增加到0.187，抗菌效果略有下降。當(dāng)G2.0的濃度越高，G2.0的抗菌效果越好。
　　 (3) G3.0的制備及抗菌性能研究。以G2.0、丙烯酸甲酯和二乙烯三胺為原料，合成G1.0，反應(yīng)分兩步完成，第一步為G2.0與丙烯酸甲酯進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物G2.5，第二步為二乙烯三胺伯胺上的氫與G2.5上的甲氧基置換，得到產(chǎn)物G3.0。通過(guò)控制不同的反應(yīng)時(shí)間和

9、不同的反應(yīng)投料比，得到五組產(chǎn)品，用點(diǎn)位滴定法將五組產(chǎn)品進(jìn)行氨基含量測(cè)定，然后做FTIR和1H NMR表征進(jìn)行結(jié)構(gòu)確定。結(jié)果表明:G3.0的最佳合成條件為兩步反應(yīng)溫度均為30℃，時(shí)間均為3天，投料比均為3∶1;五組不同條件合成的產(chǎn)物氨基含量分別為0.199、0.211、0.225、0.238、0.251;FTIR表征和1H NMR表征證明二乙烯三胺成功接枝到G3.0上;水溶性測(cè)試表明G3.0完全不溶于水。G3.0對(duì)金黃色葡萄球菌比大腸桿菌