一种具有荧光性质的改性多糖及其制备方法和应用_2

文档序号:9342283阅读:来源:国知局
037]其中,所述共溶剂选自所述离子液体和所述有机溶剂中的至少任意两种。例如,可以是所述离子液体的至少两种形成的共溶剂、所述有机溶剂的至少两种形成的共溶剂、或者所述离子液体的至少一种与所述有机溶剂的至少一种形成的共溶剂。
[0038]其中,所述均相溶液的质量百分浓度为0.001-60%,优选为0.01_30%。
[0039]本发明还提供以下技术方案:
[0040]一种荧光材料,其特征在于,所述荧光材料包括本发明的具有荧光性质的改性多糖。
[0041]—种荧光材料,其由上述均相溶液制备而得。
[0042]其中,所述材料具有黄绿色荧光特性。具体地,所述材料为膜、涂层、纤维、胶束或微球。
[0043]其中,由所述均相溶液制备所述荧光材料,如固体粉末、膜(如柔性薄膜)、涂层、纤维、丝、胶束或微球等,是采用本领域技术人员已知的常规制备方法制备。以固体粉末为例,将所述均相溶液直接倒入水或碱性水溶液中,所获得的沉淀用冷冻干燥法可获得固体荧光粉末。以柔性薄膜为例,采用刮膜法,用刮膜器将所述均相溶液刮成一定厚度的液膜,在一定温度下,溶剂挥发完后即可得到均匀的柔性薄膜。以涂层为例,将所述均相溶液直接涂覆在基体上,溶剂挥发干后即可得到荧光涂层。以纤维为例,以上述均相溶液为原料,采用电纺丝技术或溶液纺丝技术即可获得荧光纤维或丝。以胶束为例,将所述均相溶液加入到不良溶剂中,在超声辅助条件下即可得到稳定的荧光胶束。以微球为例,采用乳液溶剂挥发法可以获得具有一定尺寸的荧光微球。
[0044]本发明的有益效果是:
[0045]本发明提供的具有荧光性质的改性多糖,不仅具有极高的荧光强度,而且,由于其中茈的含量较低,材料本体仍以多糖高分子材料为主,因而可以在发挥其优异荧光特性的同时,仍保持着原有多糖高分子材料优异的加工性能,方便加工成固体粉末、膜、涂层、纤维、丝、胶束或微球等各种形态的材料,可用作荧光染料、涂料、薄膜、纤维、油墨,具有重要的实用价值。
【附图说明】
[0046]图1纯醋酸纤维素与实施例1的含茈醋酸纤维素酯衍生物的FTIR的对比图。
[0047]图2纯醋酸纤维素与实施例1中的含茈醋酸纤维素酯衍生物的1H-NMR的对比图。
[0048]图3实施例中的荧光材料的发光强度曲线。
[0049]图4各种含茈醋酸纤维素酯荧光材料制品在365nm紫外灯下的实物荧光照片,从左至右依次为荧光粉末、涂层、柔性膜、丝。
【具体实施方式】
[0050]本发明中所述的取代度通过以下方法确定:
[0051]I)制定标准曲线,由于具有区别于多糖或多糖衍生物的紫外可见特征吸收峰,因而可以通过紫外可见吸收光谱标准曲线法测定多糖或多糖衍生物中基团的取代度。首先按取代度范围为0-0.5配置一系列质量浓度为100 μ g/mL的标准溶液;然后分别测试其紫外可见吸收光谱。最后建立起取代度-最大吸光度标准曲线。
[0052]2)测定取代度,同样配制质量浓度为100 μ g/mL的待测样品溶液,测试其紫外可见吸收光谱,根据取代度-最大吸光度标准曲线获得待测样品中基团的取代度。
[0053]如前所述,本发明公开的具有荧光性质的改性多糖是通过多糖或多糖衍生物与含茈的酰化剂的酰化反应制备得到的;以醋酸纤维素和均茈四甲酸为例,其反应式如下式所示:
[0054]本发明利用多糖或多糖衍生物(如淀粉、葡聚糖、壳聚糖、甲壳素、海藻酸、纤维素及纤维素衍生物等)高分子链上周期性分布的羟基基团,通过酰化过程引入含茈结构的荧光基团,从而起到隔离荧光基团作用,以消除茈类荧光分子聚集诱导淬灭现象,从而获得了一类成本低廉、高效实用的具有荧光性质的改性多糖。由所述改性多糖制备的荧光材料既保留了茈光功能基团的荧光特性,又具有多糖类高分子材料优异性质,易于加工成型,可制成薄膜、纤维、涂层、微球及胶束等各种形貌,在薄膜、纤维、涂料、油墨、染料等领域具有重要的实用价值。
[0055]下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述,但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
[0056]实施例1
[0057]0.47g醋酸纤维素(CA)、0.004g茈四甲酸(PTCA)、0.006g DMAP、0.25g DCC溶解于250mL DMF溶液中,150°C的油浴中,回流反应lh。反应结束后,旋蒸除去大部分DMF后,将反应浓溶液加入到甲醇中,经沉淀、洗涤、干燥可得到取代度为0.0013的含茈醋酸纤维素酯衍生物(记为CA-g-perylene)。
[0058]实施例2
[0059]0.46g 乙基纤维素(MC)、0.05g 茈四甲酸、0.006g DMAP、0.25g DCC 溶解于 250mLDMF溶液中,150°C的油浴中,回流反应lh。反应结束后,旋蒸除去大部分DMF后,将反应浓溶液加入到约10mL 0.001mol/L的氢氧化钠溶液中,经沉淀、洗涤、干燥可得到取代度为0.032的含茈乙基纤维素酯衍生物(记为MC-g-perylene)。
[0060]实施例3
[0061]0.53g 硝化纤维素(CN)、0.05g 茈四甲酸、0.006g DMAP、0.25g DCC 溶解于 250mLDMF溶液中,150°C的油浴中,回流反应0.8h。反应结束后,旋蒸除去大部分DMF后,将反应浓溶液加入到约150mL氢氧化钠(0.001mol/L)和甲醇(v/v,4:l)的混合溶液中,经沉淀、洗涤、干燥可得到取代度为0.012的含茈硝化纤维素酯衍生物(记为CN-g-perylene)。
[0062]实施例4
[0063]0.33g 直链淀粉、0.055g 茈四甲酸、0.006g DMAP、0.25g DCC 溶解于 100g 1-烯丙基-3-甲基咪唑氯型离子液体中,80°C的油浴中,反应3h。反应结束后,将反应浓溶液加入到约150mL氢氧化钠(0.0Olmol/L)和甲醇(v/v,4:l)的混合溶液中,经沉淀、洗涤、干燥可得到取代度为0.009的含茈淀粉衍生物。
[0064]实施例5
[0065]0.33g壳聚糖、0.05g茈四甲酸、0.006g DMAP、0.25g DCC溶解于 10gl-丁基-3-甲基咪唑醋酸离子液体中,80 °C的油浴中,反应4h。反应结束后,将反应浓溶液加入到约150mL甲醇溶液中,经沉淀、洗涤、干燥可得到取代度为0.011的含茈壳聚糖衍生物。
[0066]实施例6
[0067]0.33g 葡聚糖、0.055g 茈四甲酸、0.006g DMAP、0.25g DCC 溶解于 10gN-甲基吡咯烷酮溶剂中,80°C的油浴中,反应3h。反应结束后,将反应浓溶液加入到约150mL水溶液中,经沉淀、洗涤、干燥可得到取代度为0.015的含茈葡聚糖衍生物。
[0068]实施例7实施例1的含茈醋酸纤维素酯衍生物的结构表征
[0069]根据所述方法合成出的实施例1的含茈醋酸纤维素酯衍生物的化学结构可以通过FTIR及1H-NMR得到确认(见图1、2)。
[0070]如图1所示,FTIR图谱中,和纯醋酸纤维素(CA)对比,3058cm 1归属于茈结构中苯环C-H伸缩振动峰;734和702cm 1归属于苯环C-H的面外弯曲振动峰,1260cm 1归属于残余-C00H中C-O伸缩振动峰。
[0071]如图2所示,1H-NMR图谱中,和纯醋酸纤维素(CA)对比,除了 δ = 1.5-2.0ppm甲酰基团中氢(3Η)及δ = 2.5-5.5ppm的纤维素骨架上氢(7H)外,在δ = 8.13ppm及δ=7.95ppm出现了花结构中苯环上的氢(4氏和4H b)。
[0072]实施例8含茈多糖或多糖衍生物的荧光材料制品
[0073]以实施例1的取代度为0.0013的含茈醋酸纤维素酯衍生物为例,其固体粉末可以充分溶解于DMF溶剂中形成均相溶液,并以此加工成各种纤维素荧光材料,具体可以是固体
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