[发明专利]一种6-丙烷磺酸基甲壳素及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及农药领域，具体涉及一种6‑丙烷磺酸基甲壳素的制备方法和应用。本发明公开一种6‑丙烷磺酸基甲壳素及其制备方法和应用，所述制备方法将分为四步。以甲壳素、氢氧化钠、对甲苯磺酰氯、氯仿、叠氮化钠、二甲基亚砜、三苯基膦、N‑甲基吡咯烷酮、1,3‑丙烷磺酸内酯和醋酸为原料，先制备6‑对甲苯磺酰基甲壳素，然后合成6‑叠氮甲壳素，再制备得到6‑氨基甲壳素，最后得到6‑丙烷磺酸基甲壳素。本发明的优点是：增加了甲壳素的溶解性，抑菌测定结果表明6‑丙烷磺酸基甲壳素的抑菌活性明显高于甲壳素和6‑磺酸基甲壳素，且对真菌的抑制作用接近阳性对照，可以广泛应用于农药等领域。

技术领域

本发明涉及农药领域，可应用于农药行业，具体涉及一种6-丙烷磺酸基甲壳素的制备方法和应用。

背景技术

海产品加工业每年产生大量废物，废物处理可能引起环境和人类健康问题，因此从甲壳类动物壳中提取甲壳素是减少废物量的有效解决方案。作为天然的可再生资源，甲壳素具有独特的物理化学特性和生物活性，同时经过化学改性后，甲壳素可以转化为具有生物学特性的高价值的、有用的产品，并应用于多个领域。磺酸化是一种常见的修饰方法，磺酸化衍生物有较好的水溶性，但通常是没有抑菌活性的。我先采用常用的磺酸化方法(三氧化硫吡啶复合物为磺酸化试剂)，合成了6-磺酸基甲壳素，发现修饰后产物的抑菌活性与原料相比几乎没有提高，即产物确实没有抑菌活性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了6-丙烷磺酸基甲壳素的制备方法和应用。先以甲壳素为原料，加入对甲苯磺酰氯制备出6-对甲苯磺酰基甲壳素，再将6-对甲苯磺酰基甲壳素与叠氮化钠反应，得到6-叠氮甲壳素，随后将叠氮基团还原得到6-氨基甲壳素，最后与1,3-丙烷磺酸内酯反应得到6-丙烷磺酸基甲壳素。

具体技术方案如下：

一种6-丙烷磺酸基甲壳素，所述6-丙烷磺酸基甲壳素结构式如下：

其中聚合度n的平均取值范围为300～3000。

所述6-丙烷磺酸基甲壳素可应用于农药领域。

6-丙烷磺酸基甲壳素的制备方法，以甲壳素、氢氧化钠、对甲苯磺酰氯、氯仿、叠氮化钠、二甲基亚砜、三苯基膦、N-甲基吡咯烷酮、1,3-丙烷磺酸内酯和醋酸为原料，先制备6-对甲苯磺酰基甲壳素，然后合成6-叠氮甲壳素，再制备得到6-氨基甲壳素，所得的6-氨基甲壳素与1,3-丙烷磺酸内酯，在醋酸溶液中反应后直接透析，冷冻干燥后得所述6-丙烷磺酸基甲壳素，包括如下步骤：

(1)6-对甲苯磺酰基甲壳素的制备：称取一定量的甲壳素分散于氢氧化钠溶液中，先减压反应1～6小时，恢复常压后依次加入相应比例的碎冰、对甲苯磺酰氯的氯仿溶液，于-5～5℃反应0.5～4小时，室温下继续反应0.5～4小时，然后在水中进行沉淀、抽滤并洗涤至中性得到滤饼，即得6-对甲苯磺酰基甲壳素；

(2)6-叠氮甲壳素的制备：称取一定量上述6-对甲苯磺酰基甲壳素与相应比例叠氮化钠，加入一定体积的二甲基亚砜，于60～100℃反应2～7小时，然后在乙醇中进行沉淀、抽滤得到滤饼，即得6-叠氮甲壳素；

(3)6-氨基甲壳素的制备：称取一定量上述6-叠氮甲壳素与相应比例三苯基膦，加入一定体积的N-甲基吡咯烷酮，在25～80℃反应1～8小时，然后在乙醇中进行沉淀、抽滤得到滤饼，即得6-氨基甲壳素；

(4)6-丙烷磺酸基甲壳素的制备：称取一定量上述6-氨基甲壳素与相应比例1,3-丙烷磺酸内酯，加入一定体积的醋酸溶液，在25～100℃反应6～48小时，然后透析、冻干，即得6-丙烷磺酸基甲壳素。

上述步骤(1)所述甲壳素、氢氧化钠、冰、对甲苯磺酰氯、氯仿、用量为：1g甲壳素、用5～50mL质量分数为42％的氢氧化钠溶液、5～50g碎冰、1～15g对甲苯磺酰氯、5～50mL氯仿；