基于Mannich反應(yīng)的蠶絲蛋白功能化修飾劑的合成及應(yīng)用性能研究
發(fā)布時間:2022-02-09 00:31
蠶絲具有外觀華麗、光澤優(yōu)雅、手感柔順及衛(wèi)生保健等特點,自古以來被廣泛應(yīng)用于紡織材料中。近年來,因其良好的生物相容性和可降解性又被應(yīng)用于生物材料基料研究中。但是,作為一種蛋白質(zhì)材料,蠶絲存在易黃變、脆損、折皺等儲存穩(wěn)定性問題,通常需要采用一些功能化修飾方法改善其性能。本文借鑒Mannich反應(yīng)修飾原理,制備6只含有伯胺結(jié)構(gòu)的染料型修飾劑,利用染料具有顏色、易于定量分析的特性,考察了氨基類型、位置以及水溶性對Mannich反應(yīng)修飾效率的影響。結(jié)合相對固色率和密度泛函數(shù)理論(DFT)分析結(jié)果,獲得如下結(jié)論:當(dāng)修飾劑具備芳伯胺結(jié)構(gòu)、良好的水溶性并且氨基空間位阻較小時,修飾劑對蠶絲的Mannich反應(yīng)修飾效率較高。該研究結(jié)果為設(shè)計合成其它蠶絲蛋白用功能化修飾劑奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)上述研究結(jié)果,設(shè)計合成了具有水溶性的芳伯胺型紫外線吸收劑(S-H-1)和受阻胺光穩(wěn)定劑(S-H-2),采用紅外光譜、質(zhì)譜和核磁氫譜表征其分子結(jié)構(gòu)。紫外-可見吸收光譜表明,兩種光穩(wěn)定劑均具有紫外吸收性能,并且在可見光區(qū)無吸收,不會引起應(yīng)用材料著色問題。利用Mannich反應(yīng)修飾原理,S-H-1和S-H-2修飾后的蠶絲織物表...
【文章來源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
絲纖維結(jié)構(gòu)圖
圖 1.2 絲素蛋白結(jié)構(gòu)圖蠶絲蛋白的氨基酸數(shù)目、種類和順序構(gòu)成蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu),蠶絲蛋白多肽鏈之間由于氫鍵作用形成周期性的卷曲和折疊等構(gòu)成其二級結(jié)構(gòu),蠶絲蛋白的二級結(jié)構(gòu)則包括重鏈和輕鏈構(gòu)成的結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)。結(jié)晶區(qū)的肽鏈主要由甘氨酸,丙氨酸和絲氨酸等結(jié)構(gòu)較為簡單的氨基酸有序排列而成,而側(cè)基更多的氨基酸則主要集中在無定形區(qū),如酪氨酸、組氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等。因此,結(jié)晶區(qū)由于結(jié)構(gòu)緊密,對化學(xué)試劑有一定的穩(wěn)定性;無定形區(qū)結(jié)構(gòu)比較疏松,側(cè)基較多,支鏈反應(yīng)性基團(tuán)和極性基團(tuán)較多,含有更多具有活潑官能團(tuán)的氨基酸殘基。蠶絲絲素發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)和與其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),如交聯(lián)、改性、染色等主要發(fā)生在無定形區(qū)[39-40]。1.2.2 蠶絲素的黃變機理蠶絲在加工、貯存和使用過程中,由于受到太陽光、熱、氧、微生物以及化學(xué)介質(zhì)等外界作用的影響,其化學(xué)組成和形貌結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列的變化,比如泛
圖 1.4 酪氨酸光降解示意圖色氨酸在蠶絲黃變中也起到一定的作用,色氨酸在1O2的作用下會生成過氧化吲哚化合物(如圖 1.5 所示),過氧化吲哚衍生物會轉(zhuǎn)變成 3α-H 和黃色的 N-甲酰犬尿氨酸(N-formylkynurenine),而 3α-H 也可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成 N-甲酰犬尿氨酸,N-甲酰犬尿氨酸還會生成有顏色的犬尿素(Kynurenine);而 N-甲酰犬尿氨酸和犬尿素比色氨酸對光更敏感,可以近一步產(chǎn)生1O2,從而加深蠶絲蛋白的降解[58-60]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二苯乙烯苯型熒光增白劑的研究進(jìn)展[J]. 梁曉燕,霍景沛,胡曉洪,鄧前軍,袁毅樺,魏紅陽,陳東初,劉婭莉. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2018(02)
[2]苯并三唑結(jié)構(gòu)紫外線吸收劑對蠶絲耐光穩(wěn)定性能的影響[J]. 王宗乾,酈金炯,張胡林. 紡織學(xué)報. 2016(07)
[3]Mannich反應(yīng)的最新研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 劉玉婷,吳倩倩,尹大偉,李荻揚. 有機化學(xué). 2016(05)
[4]基于Mannich反應(yīng)的水溶性芳伯胺染料對蠶絲染色及性能研究[J]. 范素菊,歐其,汪仁良,高懷慶,崔志華,陳維國. 浙江理工大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[5]UVA-HALS復(fù)合型光穩(wěn)定劑的合成及表征[J]. 程羽君,崔志華,陳美芬,陳維國,王超. 浙江理工大學(xué)學(xué)報. 2014(11)
[6]蠶絲織物黃變原因及改善措施[J]. 瞿永. 上海紡織科技. 2011(05)
[7]受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)在聚合物材料上的應(yīng)用[J]. 郭振宇,王玉民,寧培森,丁著明. 塑料助劑. 2011(02)
[8]2-(2′-乙酰氧基-5′-溴甲基苯基)-2H-苯并三唑的合成[J]. 馬威,劉勇,張淑芬. 化工學(xué)報. 2010(11)
[9]熒光增白劑的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 袁躍華,朱永軍,田茂忠. 山西大同大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(05)
[10]兩性熒光增白劑的合成及其性能[J]. 楊曉宇,曹成波,周晨,胡順鵬. 山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2010(04)
碩士論文
[1]提高超細(xì)纖維織物耐光色牢度的研究[D]. 范佩琳.浙江理工大學(xué) 2016
[2]棉織物上二苯乙烯—均三嗪型熒光增白劑的光汗復(fù)合牢度的研究[D]. 陳若陽.東華大學(xué) 2014
[3]DSD酸—三嗪熒光增白劑的合成與性能研究[D]. 王名揚.山東大學(xué) 2013
[4]香豆素類熒光增白劑的合成與表征及其在毛皮上的應(yīng)用[D]. 高志輝.陜西科技大學(xué) 2012
[5]單線態(tài)氧與L-色氨酸和L-酪氨酸相互作用的研究[D]. 陳海華.江南大學(xué) 2008
[6]海參精氨酸激酶的反應(yīng)半胱氨酸巰基的初步研究[D]. 趙峰.清華大學(xué) 2005
本文編號:3616047
【文章來源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
絲纖維結(jié)構(gòu)圖
圖 1.2 絲素蛋白結(jié)構(gòu)圖蠶絲蛋白的氨基酸數(shù)目、種類和順序構(gòu)成蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu),蠶絲蛋白多肽鏈之間由于氫鍵作用形成周期性的卷曲和折疊等構(gòu)成其二級結(jié)構(gòu),蠶絲蛋白的二級結(jié)構(gòu)則包括重鏈和輕鏈構(gòu)成的結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)。結(jié)晶區(qū)的肽鏈主要由甘氨酸,丙氨酸和絲氨酸等結(jié)構(gòu)較為簡單的氨基酸有序排列而成,而側(cè)基更多的氨基酸則主要集中在無定形區(qū),如酪氨酸、組氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等。因此,結(jié)晶區(qū)由于結(jié)構(gòu)緊密,對化學(xué)試劑有一定的穩(wěn)定性;無定形區(qū)結(jié)構(gòu)比較疏松,側(cè)基較多,支鏈反應(yīng)性基團(tuán)和極性基團(tuán)較多,含有更多具有活潑官能團(tuán)的氨基酸殘基。蠶絲絲素發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)和與其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),如交聯(lián)、改性、染色等主要發(fā)生在無定形區(qū)[39-40]。1.2.2 蠶絲素的黃變機理蠶絲在加工、貯存和使用過程中,由于受到太陽光、熱、氧、微生物以及化學(xué)介質(zhì)等外界作用的影響,其化學(xué)組成和形貌結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列的變化,比如泛
圖 1.4 酪氨酸光降解示意圖色氨酸在蠶絲黃變中也起到一定的作用,色氨酸在1O2的作用下會生成過氧化吲哚化合物(如圖 1.5 所示),過氧化吲哚衍生物會轉(zhuǎn)變成 3α-H 和黃色的 N-甲酰犬尿氨酸(N-formylkynurenine),而 3α-H 也可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成 N-甲酰犬尿氨酸,N-甲酰犬尿氨酸還會生成有顏色的犬尿素(Kynurenine);而 N-甲酰犬尿氨酸和犬尿素比色氨酸對光更敏感,可以近一步產(chǎn)生1O2,從而加深蠶絲蛋白的降解[58-60]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二苯乙烯苯型熒光增白劑的研究進(jìn)展[J]. 梁曉燕,霍景沛,胡曉洪,鄧前軍,袁毅樺,魏紅陽,陳東初,劉婭莉. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2018(02)
[2]苯并三唑結(jié)構(gòu)紫外線吸收劑對蠶絲耐光穩(wěn)定性能的影響[J]. 王宗乾,酈金炯,張胡林. 紡織學(xué)報. 2016(07)
[3]Mannich反應(yīng)的最新研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 劉玉婷,吳倩倩,尹大偉,李荻揚. 有機化學(xué). 2016(05)
[4]基于Mannich反應(yīng)的水溶性芳伯胺染料對蠶絲染色及性能研究[J]. 范素菊,歐其,汪仁良,高懷慶,崔志華,陳維國. 浙江理工大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[5]UVA-HALS復(fù)合型光穩(wěn)定劑的合成及表征[J]. 程羽君,崔志華,陳美芬,陳維國,王超. 浙江理工大學(xué)學(xué)報. 2014(11)
[6]蠶絲織物黃變原因及改善措施[J]. 瞿永. 上海紡織科技. 2011(05)
[7]受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)在聚合物材料上的應(yīng)用[J]. 郭振宇,王玉民,寧培森,丁著明. 塑料助劑. 2011(02)
[8]2-(2′-乙酰氧基-5′-溴甲基苯基)-2H-苯并三唑的合成[J]. 馬威,劉勇,張淑芬. 化工學(xué)報. 2010(11)
[9]熒光增白劑的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 袁躍華,朱永軍,田茂忠. 山西大同大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(05)
[10]兩性熒光增白劑的合成及其性能[J]. 楊曉宇,曹成波,周晨,胡順鵬. 山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2010(04)
碩士論文
[1]提高超細(xì)纖維織物耐光色牢度的研究[D]. 范佩琳.浙江理工大學(xué) 2016
[2]棉織物上二苯乙烯—均三嗪型熒光增白劑的光汗復(fù)合牢度的研究[D]. 陳若陽.東華大學(xué) 2014
[3]DSD酸—三嗪熒光增白劑的合成與性能研究[D]. 王名揚.山東大學(xué) 2013
[4]香豆素類熒光增白劑的合成與表征及其在毛皮上的應(yīng)用[D]. 高志輝.陜西科技大學(xué) 2012
[5]單線態(tài)氧與L-色氨酸和L-酪氨酸相互作用的研究[D]. 陳海華.江南大學(xué) 2008
[6]海參精氨酸激酶的反應(yīng)半胱氨酸巰基的初步研究[D]. 趙峰.清華大學(xué) 2005
本文編號:3616047
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