一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，以馬來酸酐為原料，向其水溶液中滴加氨水，于水浴150℃條件下攪拌反應(yīng)0.5~1h，得到聚琥珀酰亞胺；再以L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽與聚琥珀酰亞胺反應(yīng)得到復(fù)合聚天冬氨酸；所述聚琥珀酰亞胺與L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽的摩爾比為1：0.5~2；所述聚琥珀酰亞胺與L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽的反應(yīng)條件為80~380℃反應(yīng)0.5~2h；所述馬來酸酐與氨水的摩爾比為1:0.5~1.2，所述氨水以NH3計。本發(fā)明提供的復(fù)合聚天冬氨酸對硫酸鈣和硫酸鋇的阻垢性能優(yōu)異。
【專利說明】一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚天冬氨酸的改性方法，尤其涉及一種天冬氨酸改性聚天冬氨酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚天冬氨酸(Polyaspartic acid)是一種氨基酸聚合物,具有優(yōu)異的足夠性能，同時其機構(gòu)主鏈上的肽鍵易受微生物作用而斷裂，屬于易生物降解物質(zhì)。聚天冬氨酸是受海洋動物代謝過程啟發(fā)而開發(fā)成功的一種綠色阻垢劑，特別適用于抑制冷卻水、鍋爐水及反滲透膜處理中的碳酸鈣等的成垢，可防止垢堵塞管道和地層，提高熱效率，阻止金屬的腐蝕。聚天冬氨酸具有線型聚酰胺結(jié)構(gòu)，是氨基連接的縮氨酸，類似蛋白質(zhì)的酰胺鍵結(jié)構(gòu)，分子鏈有α型和β型，具有良好的生物相容性，可在環(huán)境中快速完全降解，不會對環(huán)境產(chǎn)生影響。聚天冬氨酸，簡稱PASP，其制造工藝清潔，是公認的綠色阻垢劑和水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
[0003]由于聚天冬氨酸分子中含有大量的-C00H、-NHCO-等極性基團，并且在聚天冬氨酸每個結(jié)構(gòu)單元中，有4個氧原子和I個氮原子，氧和氮原子極易與水分子形成氫鍵，使其具有很好的親水性和水溶性；此外，側(cè)鏈上的-COOH在水溶液中很容易電離，形成羧基負離子(-C00-)，它能與多種離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使聚天冬氨酸在水溶液中具有很好的化學(xué)活性。但由于聚天冬氨酸分子中官能團種類單一，導(dǎo)致其性能單一，應(yīng)用受到限制。為了改善聚天冬氨酸的性能，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，近年來國內(nèi)外對聚天冬氨酸的改性進行了大量的研究。
[0004]經(jīng)過改性的聚 天冬氨酸保持了聚天冬氨酸的環(huán)境友好性和可生物降解性；同時，由于在分子中引入了其它活性基團，可作為水處理劑、仿生材料以及藥物載體等使用，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。但是，作為一種新型的可生物降解的高分子材料，要想有更廣泛的應(yīng)用、更具市場競爭力、代替目前使用的不可生物降解材料，還需進一步優(yōu)化合成條件、改進合成方法、探索新的改性方法，以進一步提高其使用性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。總之，環(huán)境友好型聚天冬氨酸衍生物必將成為新的研究熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，可以豐富聚天冬氨酸結(jié)構(gòu)中的官能團種類，改善其阻垢性能。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，以馬來酸酐為原料，向其水溶液中滴加氨水，于水浴150°C條件下攪拌反應(yīng)0.5~lh，得到聚琥珀酰亞胺；再以L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽與聚琥珀酰亞胺反應(yīng)得到復(fù)合聚天冬氨酸。
[0008]優(yōu)選的方案中，所述聚琥珀酰亞胺與L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽的摩爾比為1:
0.5~2。[0009]優(yōu)選的方案中，所述聚琥珀酰亞胺與L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽的反應(yīng)條件為80~38(TC 反應(yīng) 0.5~2h。
[0010]進一步優(yōu)選的方案中，所述馬來酸酐與氨水的摩爾比為1:0.5~1.2，所述氨水以
NH3 計 ο
[0011]本發(fā)明提供的改性方法合成了以天冬氨酸為支鏈的聚天冬氨酸。本發(fā)明制備的復(fù)合聚天冬氨酸，具有更好的阻垢性能。與單純的聚天冬氨酸相比，其阻垢率提高了 20%以上。
[0012]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013](I)工藝過程簡單，合成速度快，產(chǎn)率高；
[0014](2)本發(fā)明提供的方法制備的復(fù)合聚天冬氨酸不含磷；
[0015](3)本發(fā)明提供的方法制備的復(fù)合聚天冬氨酸具有良好的生物降解性能；
[0016](4)本發(fā)明提供的方法制備的復(fù)合聚天冬氨酸由于不含磷，可大大降低反滲透膜及反滲透系統(tǒng)的生物污染和細菌超標問題；
[0017](5)本發(fā)明提供的方法制備的復(fù)合聚天冬氨酸對硫酸鈣和硫酸鋇的阻垢性能優(yōu)
巳
【具體實施方式】
[0018]下面的實施例可以 使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0019]實施例1
[0020]一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，包括以下步驟:
[0021](I)按摩爾比1:1向馬來酸酐的水溶液中滴加氨水(以NH3計)，于水浴150°C條件下攪拌反應(yīng)lh，得到聚琥珀酰亞胺；
[0022](2)再以L-天冬氨酸與步驟(1)制備的聚琥珀酰亞胺，按摩爾比0.5:1，于300°C反應(yīng)0.5h，得到復(fù)合聚天冬氨酸。
[0023]實施例2
[0024]一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，包括以下步驟:
[0025](I)按摩爾比1:0.6向馬來酸酐的水溶液中滴加氨水(以NH3計)，于水浴150°C條件下攪拌反應(yīng)0.5h，得到聚琥珀酰亞胺；
[0026](2)再以L-天冬氨酸與步驟(1)制備的聚琥珀酰亞胺，按摩爾比1:1，于100°C反應(yīng)lh，得到復(fù)合聚天冬氨酸。
[0027]實施例3
[0028]一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，包括以下步驟:
[0029](I)按摩爾比1:1.2向馬來酸酐的水溶液中滴加氨水(以NH3計)，于水浴150°C條件下攪拌反應(yīng)0.8h，得到聚琥珀酰亞胺；
[0030](2)再以L-天冬氨酸鹽與步驟(1)制備的聚琥珀酰亞胺，按摩爾比2:1，于200°C反應(yīng)2h，得到復(fù)合聚天冬氨酸。
[0031]實施例4
[0032]一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，包括以下步驟:[0033](I)按摩爾比1:0.8向馬來酸酐的水溶液中滴加氨水(以NH3計)，于水浴150°C條件下攪拌反應(yīng)lh，得到聚琥珀酰亞胺；
[0034](2)再以L-天冬氨酸鹽與步驟(1)制備的聚琥珀酰亞胺，按摩爾比1.5:1，于350°C反應(yīng)1.5h，得到復(fù)合聚天冬氨`酸。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合聚天冬氨酸的改性方法，其特征在于:以馬來酸酐為原料，向其水溶液中滴加氨水，于水浴150°c條件下攪拌反應(yīng)0.5~lh，得到聚琥珀酰亞胺；再以L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽與聚琥珀酰亞胺反應(yīng)得到復(fù)合聚天冬氨酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于:所述聚琥珀酰亞胺與L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽的摩爾比為1:0.5^2ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性方法，其特征在于:所述聚琥珀酰亞胺與L-天冬氨酸或L-天冬氨酸鹽的反應(yīng)條件為8(T380°C反應(yīng)0.5~2h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項權(quán)利要求所述的改性方法，其特征在于:所述馬來酸酐與氨水的摩爾比為1:0.5^1.2，所述氨水以NH3計。
【文檔編號】C02F5/12GK103819669SQ201210464165
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】鄒金娥 申請人:鄒金娥