CN110229251A - 一种微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体制备方法及用途 - Google Patents

一种微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体制备方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种离子液体的制备方法，即通过交联剂以及助剂的选择得到微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的制备方法。以强酸型离子交换树脂、盐酸、硫酸、硝酸、水杨酸、乳酸、醋酸或抗坏血酸活化的酸性多糖，如多聚半乳糖醛酸、肝素、当归多糖、黄芪多糖、海参糖胺聚糖、黑木耳酸性多糖、黄原胶以及结冷胶等，与氨基酸直接合成氨基酸离子液体，再通过适量交联剂进行交联，如柠檬酸铝或者硅酸钠，获得微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。该离子液体可用于健康护肤和环保净化等用途。

Description

一种微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体制备方法及用途
技术领域
本发明涉及一种生物相容性离子液体的制备方法，即通过交联剂以及微量元素的选择得到微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的制备方法。
背景技术
氨基酸离子液体是以氨基酸为阴离子或阳离子的离子液体，具有良好的环境友好性、生物相容性和生物降解功能，并且原料来源广泛，生产成本低。类似于常规离子液体,氨基酸离子液体也具有高热稳定性,可忽略的蒸汽压,宽的液态稳定区间等性质。活化的酸性多糖与氨基酸通过中和反应获得的离子液体，使得氨基酸有了更丰富的空间结构。离子液体中，库伦力的存在对氨基酸起到了缓释作用，如果用于护肤领域则持续为皮肤提供保湿因子，起到了持续保湿的功能；另外离子液体中含有大量的羟基以及羧基，由于电位差异，这些官能团能够吸附在人造板、纺织品（非织造布）、皮革、塑料、橡胶等材料表面，与材料中的游离甲醛和VOCs等有害物质形成竞争吸附，促进游离甲醛和VOCs的脱附，在足够的通风后，材料中的有害物质得到了净化，可用于室内和车内空气净化。
发明内容
本发明涉及一种可用于健康和环保净化用途的氨基酸离子液体以及其制备方法，即以强酸型离子交换树脂、盐酸、硫酸、硝酸、水杨酸、乳酸、醋酸或抗坏血酸活化的酸性多糖，如多聚半乳糖醛酸、肝素、当归多糖、黄芪多糖、海参糖胺聚糖、黑木耳酸性多糖、黄原胶以及结冷胶，与氨基酸直接合成氨基酸离子液体，再通过适量交联剂进行交联，如柠檬酸铝或者硅酸钠，获得微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。所述的氨基酸可以是苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、组氨酸、亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸等。本发明不局限于上述酸性多糖、活化剂、交联剂以及氨基酸。
本发明微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的制备方法，它包括如下步骤：
(1) 将酸性多糖，如多聚半乳糖醛酸、肝素、当归多糖、黄芪多糖、海参糖胺聚糖、黑木耳酸性多糖、黄原胶以及结冷胶，溶解于含有助剂氯化钠、氯化钾、小苏打或者碳酸钠的水溶液中，搅拌混合均匀，记为A；
(2) 用强酸型离子交换树脂、盐酸、硫酸、硝酸、水杨酸、乳酸、醋酸或抗坏血酸活化步骤(1)混合液A，获得活化液B；
(3) 将氨基酸溶液与步骤(2)的活化液B混合，在剧烈电磁搅拌下，加入适量的氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)或者氧化钙(CaO)助剂，加热温度控制在40-75℃，反应10-15h 后，生成酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液；
(4) 将柠檬酸铝或者硅酸钠的水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在40-75℃，反应10-15h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；
(5) 用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液3-6小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在40-75℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
发明的有益效果：
本发明提供的是一种新型的离子液体，开发了离子液体的新品种；
本发明采用活化的功能性酸性多糖与氨基酸直接反应，很大程度上保留了功能性多糖的活性位点，同时氨基酸的引入又丰富了其空间结构，使得离子液体的官能团更具有活性，从而满足其设计目的，适用于健康和环保净化领域。
根据本发明提供的方法，其制备过程是不排放污染物的原子经济反应，属于对环境友好的绿色制备过程。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例 1 ：
(1) 将0.6g肝素以及0.1g 结冷胶溶解于1L 2％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用0.1mol/L的硫酸活化2h，获得活化液A；将0.5 mol的赖氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.1 mol的氧化锌(ZnO)，加热温度控制在75℃，反应14h 后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.01mol/L柠檬酸铝水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在45℃，反应10h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在60℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 2 ：
(1) 将1.2g黄原胶以及0.1g 结冷胶溶解于1L 3％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用0.1mol/L的乳酸活化2h，获得活化液A；将1 mol的精氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.1 mol的氧化镁(MgO)，加热温度控制在70℃，反应14h 后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.02mol/L硅酸钠水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在45℃，反应10h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在60℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 3 ：
(1) 将1.1g多聚半乳糖醛酸以及0.1g 结冷胶溶解于1L 1％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用强酸型离子交换树脂活化2h，获得活化液A；将0.7 mol的精氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.1 mol的氧化钙(CaO)，加热温度控制在70℃，反应14h 后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.01mol/L柠檬酸铝水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在50℃，反应9h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在60℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 4 ：
(1) 将0.9g黑木耳酸性多糖以及0.1g 结冷胶溶解于1L 2％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用0.2mol/L的抗坏血酸活化2h，获得活化液A；将0.8 mol的精氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.05 mol的氧化钙(CaO)，加热温度控制在70℃，反应14h 后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.02mol/L柠檬酸铝水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在55℃，反应10h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在60℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 5 ：
(1) 将0.8g海参糖胺聚糖以及0.1g 结冷胶溶解于1L 1％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用0.2mol/L的水杨酸活化2h，获得活化液A；将0.9 mol的精氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.05 mol的氧化锌(ZnO)，加热温度控制在60℃，反应14h后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.01mol/L硅酸钠水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在60℃，反应10h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在60℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 6 ：
(1) 将0.7g当归多糖以及0.1g 结冷胶溶解于1L 1％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用0.2mol/L的盐酸活化2h，获得活化液A；将1 mol的精氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.06 mol的氧化锌(ZnO)，加热温度控制在65℃，反应14h 后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.02mol/L硅酸钠水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在65℃，反应10h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在65℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 7 ：
(1) 将0.5g黄芪多糖以及0.1g 结冷胶溶解于1L 3％的NaCl和小苏打溶液中，充分搅拌混合均匀，用0.1mol/L的盐酸活化2h，获得活化液A；将1 mol的精氨酸缓慢加入活化液A，在剧烈电磁搅拌下，加入0.07 mol的氧化镁(MgO)，加热温度控制在60℃，反应14h 后，获得酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液B；将0.01mol/L柠檬酸铝水溶液缓慢加入步骤(3)的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在65℃，反应10h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液；用硼酸盐缓冲液透析步骤(4) 的水溶液4小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在60℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
实施例 8 ：
(1) 取一份实施例2中的微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体，加水稀释20倍，用0.01mol/L的氢氧化钠水溶液调节PH至6.5，加入适量稳定化助剂泛醇以及防腐剂后，获得基于微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体爽肤水，具有很好的保湿和锁水功能。
实施例 9 ：
(1) 取一份实施例3中的微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体，加水稀释10倍，用0.6mol/L的氢氧化钠水溶液调节PH至10，加入适量稳定化助剂乙二胺四乙酸二钠，获得基于微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的空气净化液，该空气净化液对甲醛和VOCs有很好的去除效果，适用于楼宇和车内饰空气净化。

Claims (8)

1.一种可用于健康和环保领域的微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体，其特征在于其由酸性多糖阴离子和氨基酸阳离子组成。
2.权利要求 1 中的酸性多糖，如多聚半乳糖醛酸、肝素、当归多糖、黄芪多糖、海参糖胺聚糖、黑木耳酸性多糖、黄原胶以及结冷胶，溶解于含有助剂氯化钠、氯化钾、小苏打或者碳酸钠的水溶液中，搅拌混合均匀，并用强酸型离子交换树脂、盐酸、硫酸、硝酸、水杨酸、乳酸、醋酸或抗坏血酸对酸性多糖进行活化，获得活化液。
3.权利要求 1 中的氨基酸，可以是苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、组氨酸、亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸等，将氨基酸溶液与权利要求 2 中的活化液混合，在剧烈电磁搅拌下，加入适量的氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)或者氧化钙(CaO)助剂，加热温度控制在40-75℃，反应10-15h 后，生成酸性多糖氨基酸离子液体的水溶液。
4.将柠檬酸铝或者硅酸钠的水溶液缓慢加入权利要求 3 中的水溶液中，在剧烈电磁搅拌下，加热温度控制在40-75℃，反应10-15h 后，生成微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体的水溶液。
5.用硼酸盐缓冲液透析权利要求 4 中的水溶液3-6小时以除去多余的盐离子，将其在真空条件下旋转蒸发脱水，然后在40-75℃真空干燥24 小时，或直接通过喷雾干燥即得产品微交联酸性多糖氨基酸盐离子液体。
6.权利要求 2 中的助剂氯化钠、氯化钾、小苏打或者碳酸钠的水溶液的质量分数为1%至10%，活化后的溶液PH为2至6。
7.权利要求 3 中的酸性多糖与氨基酸的质量比为1:1至1:200，酸性多糖与氧化物助剂的质量比为3:1至1:1。
8.权利要求 4 中的柠檬酸铝或者硅酸钠的水溶液摩尔分数为0.01~1 mol/L。
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