[发明专利]一种水解甲壳素和壳聚糖的方法

权利要求书

1.一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：以甲壳素或者壳聚糖为原料，用二元混合离子液体作为甲壳素或者壳聚糖的溶剂，用酸功能化离子液体作为水解的催化剂，加入水和强极性共溶剂，微波反应条件下进行水解反应。

2.根据权利要求1所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：二元混合离子液体的制备方法是：将咪唑、取代咪唑、吡啶中的一种和卤代烷烃放入乙腈溶剂中后，在80～100℃条件下反应8～48h，除去乙腈，除去未反应物和水份后得到离子液体I；将咪唑、取代咪唑、吡啶中的一种，在0～30℃下滴加等摩尔量的无机酸，在0～100℃条件下反应8～48h，除去未反应物和水份后得到离子液体II；将离子液体I和离子液体II按质量比7∶1～11∶1混合后得到二元混合离子液体。

3.根据权利要求2所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：咪唑、取代咪唑、吡啶中的一种和卤代烷烃之间的摩尔比为1∶1～1∶1.5。

4.根据权利要求1所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：酸功能化离子液体的阳离子为磺酸基功能化的烷基咪唑型和烷基吡啶型阳离子；酸功能化离子液体的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、硝酸根离子、醋酸根离子、草酸根离子、硫酸根离子、硫酸氢根离子、对甲基苯磺酸根、氟硼酸根离子、磷酸根离子、磷酸氢根、磷酸二氢根离子中的一种。

5.根据权利要求1或4所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：酸功能化离子液体的制备方法的步骤是：

(1)制备阴阳离子中间体

称取的1，3-丙磺酸内酯溶解在甲苯中，将1，3-丙磺酸内酯的溶解液置于冰水浴中，在磁力搅拌下滴加等摩尔量的咪唑或取代咪唑或吡啶中的一种，滴加完毕后30min内升温至20～30℃继续反应1～3h，将反应液抽滤，所得沉淀用乙酸乙酯洗涤2～4次，80～120℃下烘5h以上，即得到阴阳离子中间体；

(2)称取阴阳离子中间体溶解在水中，在磁力搅拌下滴加等摩尔量的酸(酸的种类依照目标离子液体阴离子的种类而定)，滴加完毕后升温至80～100℃反应1～3h，旋转蒸发除去水，即得到酸功能化离子液体。

6.根据权利要求1所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：所述的强极性共溶剂沸点高于100℃，极性强，是非质子型溶剂。

7.根据权利要求6所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：强极性共溶剂是二甲亚砜或甲酰胺或乙酰胺中的一种。

8.根据权利要求3和5和7所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：水解甲壳素和壳聚糖的具体操作步骤如下：

(1)甲壳素和壳聚糖的溶解

将甲壳素或壳聚糖溶解在二元混合离子液体中，搅拌下加热至80～130℃保持一段时间直至溶液透明，甲壳素或壳聚糖在二元混合离子液体中的浓度为0.5～17wt％，然后依次加入相对于甲壳素或壳聚糖重复单元摩尔量的0.1～10倍的水、相对于二元混合离子液体溶剂摩尔量0.1～2倍的强极性共溶剂、相对于甲壳素或壳聚糖重复单元摩尔量的1～10倍的酸功能化离子液体，100～130℃下搅拌0.5～1h；

(2)甲壳素和壳聚糖的水解

将甲壳素或壳聚糖的溶解液置于微波炉中，功率控制在100～1000W，反应时间为0.5～5min，用水淬灭反应，用碱中和后，加入无水乙醇沉淀出产物。

9.根据权利要求8所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：二元混合离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMImCl)与1-氢-3-甲基咪唑氯盐(HMImCl)按质量比7∶1～11∶1混合，或者1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMImCl)与1-氢-3-甲基咪唑氯盐(HMImCl)按质量比7∶1～11∶1混合。

10.根据权利要求8所述的一种水解甲壳素和壳聚糖的方法，其特征在于：碱采用氢氧化钠或氨水中的一种。