[发明专利]一种壳聚糖季铵盐的制备方法

摘要

本发明涉及一种壳聚糖季铵盐的制备方法，属于高分子的改性技术领域。其首先将壳聚糖通过Eschweiler–Clarke反应得到N,N‑二甲基壳聚糖；然后在离子液体环境下，加入季铵化试剂碳酸二甲酯将N,N‑二甲基壳聚糖季铵化；最后将反应产物溶液用有机溶剂洗涤后干燥，所得固体即为N,N,N‑三甲基壳聚糖。本发明采用的季铵化试剂碳酸二甲酯无毒，反应的产物为二氧化碳与甲醇，甲醇可循环利用重新制备碳酸二甲酯，绿色环保。同时，与硫酸二甲酯相比，碳酸二甲酯与胺类进行甲基化反应时具有较好的选择性。

主权项

1. 一种壳聚糖季铵盐的制备方法，其特征是：首先壳聚糖通过Eschweiler–Clarke 反应得到N, N‑二甲基壳聚糖；然后在离子液体环境下，加入季铵化试剂碳酸二甲酯将N, N‑二甲基壳聚糖季铵化；最后将反应产物溶液用有机溶剂洗涤后干燥，所得固体即为N, N, N‑三甲基壳聚糖；按重量份计具体步骤如下：（1）N, N‑二甲基壳聚糖的制备：a、将壳聚糖、甲醛、甲酸与蒸馏水依次加入配有冷凝管的三口瓶中，其中壳聚糖5份，甲醛15‑25份，甲酸10‑25份，蒸馏水80‑100份，开启磁力搅拌器，转速为100‑700r/min，在50‑80℃下反应20‑120小时，得到淡黄色溶液；b、将所得淡黄色溶液在0.05‑0.1MPa、45‑65℃下减压蒸馏25‑35min后，用碱性溶液调节pH为10‑13以形成大量凝胶，随后在0.05‑0.1MPa下真空抽滤，采用无水乙醇洗涤至中性，得到淡黄色凝胶状物质，60‑120℃下干燥后，研磨成淡黄色粉末；c、用酸性溶液溶解步骤b所得淡黄色粉末，继续加入酸性溶液调节至pH为3‑5，此时能够得到白色沉淀，用蒸馏水洗涤5‑10次，在‑30~‑60℃下冷冻干燥，即得到N, N‑二甲基壳聚糖；（2）N, N, N‑三甲基壳聚糖的制备：d、取离子液体100份加热至80‑120℃，搅拌的同时分3‑5次缓慢加入步骤（1）制备所得N, N‑二甲基壳聚糖1‑10份，搅拌速度为100‑700r/min；继续对所得混合液搅拌加热，搅拌速度为100‑700 r/min，加热温度为90‑130℃，直至N, N‑二甲基壳聚糖完全溶解；e、将步骤d所得N, N‑二甲基壳聚糖溶液调节至130‑170℃，加入季铵化试剂，加入量为N, N‑二甲基壳聚糖重量的5‑20倍，冷凝回流下充分搅拌反应2‑5h；搅拌速度为100‑700 r/min；f、将步骤e所得到的溶液用有机溶剂洗涤5‑10次，放入烘箱在60‑120℃下干燥，所得固体即为壳聚糖季铵盐N, N, N‑三甲基壳聚糖；步骤b所述碱性溶液为1mol/L的KOH溶液；步骤c所述酸性溶液为1mol/L的HCl溶液或HAC溶液。