一種陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在堿性條件下，環(huán)氧季銨鹽與膠原多肽發(fā)生反應(yīng)，將季銨基團(tuán)引入到蛋白結(jié)構(gòu)中制備陽(yáng)離子蛋白材料，膠原多肽中伯氨基的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)40％。陽(yáng)離子蛋白材料的分子鏈中帶有大量正電荷，具有優(yōu)良的抗菌性，是一種低毒、環(huán)保的抑菌抗菌材料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天然高分子領(lǐng)域，涉及蛋白類(lèi)材料的改性方法，尤其涉及一種具有抗 菌性的陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 膠原多肽是一種由多種氨基酸組成的蛋白質(zhì)，是動(dòng)物皮的主要水解產(chǎn)物，通常來(lái) 源于制革，制藥和食品生產(chǎn)過(guò)程中的廢棄物或副產(chǎn)物，價(jià)格相對(duì)低廉。膠原多肽具有許多優(yōu) 良的化學(xué)和物理性能，同時(shí)也具有合成高分子材料所沒(méi)有的生物學(xué)性能，在醫(yī)藥、食品、化 妝品、皮革等領(lǐng)域具有十分重要的地位。然而，天然的膠原多肽具有一定的缺陷，如機(jī)械性 能差，易霉變等，需要通過(guò)化學(xué)改性的方法克服膠原多肽本身的缺陷，提高其應(yīng)用性。
[0003] 常用的化學(xué)改性方法主要有利用戊二醛、碳化二亞胺、環(huán)氧化合物、乙醛酸、含二 硫化合物的二羧酸化合物、?；B氮化合物、1，6_己二異氰酸酯、環(huán)烯醚萜類(lèi)化合物、金屬 絡(luò)合物等進(jìn)行的交聯(lián)改性，利用烯類(lèi)單體和聚氨酯進(jìn)行的接枝改性（馬兆國(guó)，丁志文.蛋 白質(zhì)的化學(xué)改性及在皮革工業(yè)中的應(yīng)用[J].皮革與化工，2010, 27(5) :11-14)。陽(yáng)離子蛋 白是通過(guò)化學(xué)改性將陽(yáng)離子引入到多肽結(jié)構(gòu)中，從而改變蛋白材料的水溶性、抗菌性、勻染 性、修護(hù)性等。早期的合成主要是通過(guò)甲醛對(duì)蛋白質(zhì)與二乙醇胺的曼尼希反應(yīng)得到叔胺，在 偏酸性條件下叔胺基部分質(zhì)子化得到弱陽(yáng)離子蛋白（王鴻儒，李富飛.陽(yáng)離子蛋白填充劑 的制備與應(yīng)用[J].皮革化工，2002, 19(4) :20-22)，通過(guò)?；磻?yīng)也能得到陽(yáng)離子多肽 (張曉峰.陽(yáng)離子膠原蛋白共聚物的合成、表征與應(yīng)用研究[D].陜西科技大學(xué)，2012)，將 蛋白水解產(chǎn)物（多肽化合物）與?；?，在堿催化作用下生成陽(yáng)離子表面活性劑，即為有名 的Schotten -Baumann反應(yīng)，生成的陽(yáng)離子多肽化合物具有很好的表面活性，該反應(yīng)中酰 基氯的水解導(dǎo)致收率僅有25 % - 50 %。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，該方法得到 的陽(yáng)離子蛋白材料具有良好的抗菌活性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，步驟如下：
[0007] (1)配置濃度為2?14wt %膠原多肽水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值在7. 0?13,升溫 至 30 ?65°C ;
[0008] ⑵按環(huán)氧季銨鹽與膠原多肽中伯氨基的摩爾比為1?2:1的量，將環(huán)氧季銨鹽滴 加入步驟（1)的溶液中；
[0009] (3)攪拌條件下保持溫度30?65°C，反應(yīng)1?8小時(shí)后停止，將溶液pH調(diào)至中 性；
[0010] (4)減壓蒸餾除去60?90%的水分，經(jīng)-60?-40°c冷凍干燥1?2天，即得固體 陽(yáng)離子蛋白材料。 toon] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1)中所述的膠原多肽選自動(dòng)物明膠及其水解物，分子 量范圍5?150kD，更優(yōu)選5?50kD ;
[0012] 優(yōu)選的，步驟（1)中調(diào)節(jié)溶液的pH值在9?11。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（2)中所述的環(huán)氧季銨鹽的結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，步驟如下： ⑴配置濃度為2?14wt %膠原多肽水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值在7.0?13,升溫至 30 ?65? ; (2) 按環(huán)氧季銨鹽與膠原多肽中伯氨基的摩爾比為1?2:1的量，將環(huán)氧季銨鹽滴加入 步驟（1)的溶液中； (3) 攪拌條件下保持溫度30?65°C，反應(yīng)1?8小時(shí)后停止，將溶液pH調(diào)至中性； ⑷減壓蒸餾除去60?90%的水分，經(jīng)-60?-40°C冷凍干燥1?2天，即得固體陽(yáng)離 子蛋白材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述的 膠原多肽選自動(dòng)物明膠及其水解物，分子量范圍5?150kD。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述的 膠原多肽分子量范圍5?50kD。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，其特征在于，步驟（1)中調(diào)節(jié)溶 液的pH值在9?11。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，其特征在于，步驟（2)中所述的 環(huán)氧季銨鹽的結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
式⑴中札選自Q?C18的烷經(jīng)，R2選自Q?C18的烷經(jīng)，R3選自Q?C 18的烷烴或 結(jié)構(gòu)如式（Π )所示的含硅有機(jī)基團(tuán)，式（II)中&選自（^?(：18的烷烴，R5選自（^?(： 18的 烷烴、och3、OCH2CH3, R6 選自 Q ?c18 的烷烴、och3、OCH2CH3, R7 選自 Q ?c18 的烷烴、och3、 och2ch3 ；
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽(yáng)離子蛋白材料的制備方法，其特征在于，步驟（2)中所述的 環(huán)氧季銨鹽為環(huán)氧丙基二甲基十二烷基氯化銨或二乙基-2, 3-環(huán)氧丙基-[3-(甲基二甲氧 基）]硅丙基氯化銨。
【文檔編號(hào)】C07K14/78GK104193821SQ201410451686
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】李俊英, 楊鵬飛, 李天鐸, 崔月芝, 王世杰, 劉亞明, 崔曉, 郝傳明 申請(qǐng)人:齊魯工業(yè)大學(xué)