一種陽離子蛋白材料的製備方法

2023-10-25 16:20:27

一種陽離子蛋白材料的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種陽離子蛋白材料的製備方法。本發明採用的技術方案是在鹼性條件下，環氧季銨鹽與膠原多肽發生反應，將季銨基團引入到蛋白結構中製備陽離子蛋白材料，膠原多肽中伯氨基的反應轉化率可達40％。陽離子蛋白材料的分子鏈中帶有大量正電荷，具有優良的抗菌性，是一種低毒、環保的抑菌抗菌材料。
【專利說明】一種陽離子蛋白材料的製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於天然高分子領域，涉及蛋白類材料的改性方法，尤其涉及一種具有抗 菌性的陽離子蛋白材料的製備方法。

【背景技術】
[0002] 膠原多肽是一種由多種胺基酸組成的蛋白質，是動物皮的主要水解產物，通常來 源於製革，製藥和食品生產過程中的廢棄物或副產物，價格相對低廉。膠原多肽具有許多優 良的化學和物理性能，同時也具有合成高分子材料所沒有的生物學性能，在醫藥、食品、化 妝品、皮革等領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，如機械性 能差，易黴變等，需要通過化學改性的方法克服膠原多肽本身的缺陷，提高其應用性。
[0003] 常用的化學改性方法主要有利用戊二醛、碳化二亞胺、環氧化合物、乙醛酸、含二 硫化合物的二羧酸化合物、醯基疊氮化合物、1，6_己二異氰酸酯、環烯醚萜類化合物、金屬 絡合物等進行的交聯改性，利用烯類單體和聚氨酯進行的接枝改性（馬兆國，丁志文.蛋 白質的化學改性及在皮革工業中的應用[J].皮革與化工，2010, 27(5) :11-14)。陽離子蛋 白是通過化學改性將陽離子引入到多肽結構中，從而改變蛋白材料的水溶性、抗菌性、勻染 性、修護性等。早期的合成主要是通過甲醛對蛋白質與二乙醇胺的曼尼希反應得到叔胺，在 偏酸性條件下叔胺基部分質子化得到弱陽離子蛋白（王鴻儒，李富飛.陽離子蛋白填充劑 的製備與應用[J].皮革化工，2002, 19(4) :20-22)，通過醯基化反應也能得到陽離子多肽 (張曉峰.陽離子膠原蛋白共聚物的合成、表徵與應用研究[D].陝西科技大學，2012)，將 蛋白水解產物（多肽化合物）與醯基氯，在鹼催化作用下生成陽離子表面活性劑，即為有名 的Schotten -Baumann反應，生成的陽離子多肽化合物具有很好的表面活性，該反應中醯 基氯的水解導致收率僅有25 % - 50 %。


【發明內容】

[0004] 針對現有技術的不足，本發明提供一種陽離子蛋白材料的製備方法，該方法得到 的陽離子蛋白材料具有良好的抗菌活性。
[0005] 本發明的技術方案如下：
[0006] -種陽離子蛋白材料的製備方法，步驟如下：
[0007] (1)配置濃度為2?14wt %膠原多肽水溶液，調節溶液的pH值在7. 0?13,升溫 至 30 ?65°C ;
[0008] ⑵按環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1?8小時後停止，將溶液pH調至中 性；
[0010] (4)減壓蒸餾除去60?90%的水分，經-60?-40°c冷凍乾燥1?2天，即得固體 陽離子蛋白材料。 toon] 根據本發明，優選的，步驟（1)中所述的膠原多肽選自動物明膠及其水解物，分子 量範圍5?150kD，更優選5?50kD ;
[0012] 優選的，步驟（1)中調節溶液的pH值在9?11。
[0013] 根據本發明，優選的，步驟（2)中所述的環氧季銨鹽的結構式如式（I)所示：
[0014]

【權利要求】
1. 一種陽離子蛋白材料的製備方法，步驟如下： ⑴配置濃度為2?14wt %膠原多肽水溶液，調節溶液的pH值在7.0?13,升溫至 30 ?65? ; (2) 按環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1?8小時後停止，將溶液pH調至中性； ⑷減壓蒸餾除去60?90%的水分，經-60?-40°C冷凍乾燥1?2天，即得固體陽離 子蛋白材料。
2. 根據權利要求1所述的陽離子蛋白材料的製備方法，其特徵在於，步驟（1)中所述的 膠原多肽選自動物明膠及其水解物，分子量範圍5?150kD。
3. 根據權利要求1所述的陽離子蛋白材料的製備方法，其特徵在於，步驟（1)中所述的 膠原多肽分子量範圍5?50kD。
4. 根據權利要求1所述的陽離子蛋白材料的製備方法，其特徵在於，步驟（1)中調節溶 液的pH值在9?11。
5. 根據權利要求1所述的陽離子蛋白材料的製備方法，其特徵在於，步驟（2)中所述的 環氧季銨鹽的結構式如式（I)所示：
式⑴中札選自Q?C18的烷經，R2選自Q?C18的烷經，R3選自Q?C 18的烷烴或 結構如式（Π )所示的含矽有機基團，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. 根據權利要求1所述的陽離子蛋白材料的製備方法，其特徵在於，步驟（2)中所述的 環氧季銨鹽為環氧丙基二甲基十二烷基氯化銨或二乙基-2, 3-環氧丙基-[3-(甲基二甲氧 基）]矽丙基氯化銨。
【文檔編號】C07K14/78GK104193821SQ201410451686
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】李俊英, 楊鵬飛, 李天鐸, 崔月芝, 王世傑, 劉亞明, 崔曉, 郝傳明 申請人:齊魯工業大學