一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法

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一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法
申请号	CN202210578542.1	申请日	2022-05-26	公开(公告)号	CN117166234A	公开(公告)日	2023-12-05
申请人	成都大学;			发明人	程杰; 罗洲; 符钟丹; 曹睿淇; 肖书剑; 涂文应; 王邦旭; 赵兴涛; 白婷; 张佳敏; 王卫;
摘要	一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法，涉及酯化修饰粘胶纤维的制备方法。本发明方法是以市售粘胶纤维为原料，先制备预处理粘胶纤维，后制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用个酰氯反应液，再制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品；本发明采用系统获得性抗性信号分子对粘胶纤维进行酯化修饰改性，由于系统获得性抗性信号分子对微生物具有光谱抗性，使制得的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品抗菌性能显著提升，达到96％以上。本发明方法可广泛应用于制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品。采用本发明方法制备出的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品，可广泛应用于工业、民用、医学领域中。
权利要求	1.一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法，其特征在于所述方法的具体步骤如下： (1)制备预处理粘胶纤维首先配制出氢氧化钠质量分数为0.5～2.5％的预处理液并泵入预处理罐，再按照粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶8～20(kg/L)的比例，将粘胶纤维分散于预处理罐中，升温至75～85℃，搅拌处理0.5～3h。预处理完成后放液，收集经预处理后的粘胶纤维。对收集的预处理粘胶纤维，按预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶8～40(kg/L)的比例加入蒸馏水清洗。清洗完成后进行离心分离，离心机转速为500～2000r/min。收集离心沉淀，对收集的离心沉淀，即为预处理粘胶纤维； (2)制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液先按照系统获得性抗性信号分子∶氯化亚砜的质量比为1∶(15～25)的比例，将所述的系统获得性抗性信号分子和氯化亚砜加入到反应容器中，后迅速连接接装有氯化钙的干燥管的回流冷凝管。用质量浓度为8～20％的氢氧化钠溶液吸收尾气。然后置于油浴中慢慢加热至65～75℃，磁力搅拌2～4h至无气体产生。然后反应产物70℃油泵减压旋转蒸发，蒸出多余的氯化亚砜。收集产物，最后加入按照收集到的产物∶二氯甲烷的质量比为1∶(2～4)的比例，将二氯甲烷加入到反应液中，即为系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液。所述的系统获得性抗性信号分子为水杨酸、水杨酸甲酯、壬二酸、甘油‑3‑磷酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、哌啶酸、N‑羟基哌啶酸和脱氢枞酸； (3)制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维第(2)步完成后，先将第(2)步制得的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液装入滴液漏斗中，粘胶纤维∶吡啶的质量比为1∶(10～15)的比例，将所述的粘胶纤维和吡啶加入到三口反应容器中，连接回流冷凝管、温度计和滴液漏斗，然后置于油浴中加热至50℃。然后按照(40～100)滴/min的速率滴加第(2)步制得的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液，反应5～10h。然后再50℃油泵减压旋转蒸发，蒸出吡啶和二氯甲烷。再加水溶解，离心除去未反应的系统获得性抗性信号分子，就制备出系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维。将制备出的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维置于50～70℃的真空烘箱中处理5～10h，即制备出系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维。 2.按照权利要求1所述的一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法的具体步骤，其特征在于：第(1)步中，氢氧化钠质量分数为0.5％，所用的粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶8(kg/L)，温度为75℃，搅拌处理0.5h。所用的预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶8(kg/L)。离心机转速为500r/min；第(2)步中，水杨酸与氯化亚砜的质量比为1∶15，氢氧化钠溶液的质量浓度为8％，反应温度为65℃，搅拌2h。所述产物与二氯甲烷的质量比为1∶2；第(3)步中，粘胶纤维与吡啶的质量比为1∶10，滴加速率为40滴/min，反应5h。烘箱温度为50℃，处理5h。制备出的壬二酸酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌率达到96.16％。 3.按照权利要求1所述的一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法的具体步骤，其特征在于：第(1)步中，氢氧化钠质量分数为2.0％，所用的粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶ 15(kg/L)，温度为80℃，搅拌处理2h。所用的预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶20(kg/L)。离心机转速为1000r/min；第(2)步中，壬二酸与氯化亚砜的质量比为1∶20，氢氧化钠溶液的质量浓度为15％，反应温度为70℃，搅拌3h。所述产物与二氯甲烷的质量比为1∶3；第(3)步中，粘胶纤维与吡啶的质量比为1∶12，滴加速率为80滴/min，反应8h。烘箱温度为60℃，处理8h。制备出的壬二酸酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌率达到97.84％。 4.按照权利要求1所述的一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法的具体步骤，其特征在于：第(1)步中，氢氧化钠质量分数为2.5％，所用的粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶ 20(kg/L)，温度为85℃，搅拌处理3h。所用的预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶40(kg/L)。离心机转速为2000r/min；第(2)步中，N‑羟基哌啶酸与氯化亚砜的质量比为1∶25，氢氧化钠溶液的质量浓度为 20％，反应温度为75℃，搅拌4h。所述产物与二氯甲烷的质量比为1∶4；第(3)步中，粘胶纤维与吡啶的质量比为1∶15，滴加速率为100滴/min，反应10h。烘箱温度为70℃，处理10h。制备出的N‑羟基哌啶酸酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌率达到98.24％。
说明书全文	一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法技术领域 [0001] 本发明属于粘胶纤维修饰技术领域，具体涉及一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法。背景技术 [0002] 粘胶纤维的主要成份纤维素系由D‑葡萄糖以β‑1，4糖苷键连接成的高分子聚合物。粘胶纤维与天然棉纤维的理化性质相似，具有良好的吸湿性、透气性、染色性和可纺性，成为服饰织物工业的重要原料。但是粘胶纤维也存在亲肤性差、弹性差、柔软度差、保暖性差、洗后易缩水和对微生物耐受性差的缺点。人体体液中混杂着油脂、盐分、水分以及代谢产物，极易损害衣物，并助长了细菌霉菌的滋生，微生物的增殖易导致粘胶纤维的损伤和人体感染。因此，对粘胶纤维进行改性，提高粘胶纤维的理化性能，特别是提高粘胶纤维的抗菌性，成为近年来研究人员研究的热点方向。 [0003] 植物代谢产物在植物防御中起着重要作用，它们可以直接伤害正在攻击的病原体，阻止病原体进入植物组织。系统获得性抗性是植物中可诱导的防御形式之一，它能在初始感染部位及以外的部位产生持久和广谱免疫。许多化合物被鉴定为系统获得性抗性信号分子，包括水杨酸、水杨酸甲酯、壬二酸、甘油‑3‑磷酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、哌啶酸、N‑羟基哌啶酸和脱氢枞酸。 [0004] 通过粘胶纤维与天然系统获得性抗性信号分子进行酯化反应，在粘胶纤维结构上引入系统获得性抗性信号分子，提高粘胶纤维的抗菌性，扩大了在工业、民用、医学领域行业的应用。 [0005] 为解决采用现有方法制得的改性粘胶纤维抗菌性较差的问题，2018年10月30日公布的公布号为CN108716118A的“一种茶多酚修饰粘胶纤维的制备工艺”专利，公开的方法是：以茶多酚和粘胶纤维为原料，依次制备表面活性剂预处理粘胶纤维、纤维素酶水解粘胶纤维、吸附茶多酚粘胶纤维和接枝茶多酚粘胶纤维，获得茶多酚修饰粘胶纤维产品。用该方法制得的粘胶纤维产品的主要缺点是：(1)茶多酚修饰粘胶纤维产品的抗菌性主要体现在茶多酚的酚羟基上，而酚羟基的抗氧化性和抗菌性有限，导致茶多酚修饰粘胶纤维的抗菌性不高。又如2019年10月25日公布的公布号为CN110373900A的“一种壳寡糖接枝粘胶纤维的制备方法”专利，公开的方法是：以壳寡糖和粘胶纤维为原料，依次制备预处理粘胶纤维、预处理β‑葡萄糖苷酶、含壳寡糖的有机溶液和壳寡糖接枝粘胶纤维，获得壳寡糖接枝粘胶纤维产品。用该方法制得的壳寡糖接枝粘胶纤维产品的主要缺点是：(1)制备壳寡糖接枝粘胶纤维时，需将β‑葡萄糖苷酶加入含粘胶纤维和壳寡糖的有机溶剂中，而有机溶剂会导致酶活降低，进而导致壳寡糖接枝效率不高，从而影响壳寡糖接枝粘胶纤维产品的性能。又如2022年03月25日公布的公布号为CN114232336A的“一种大麻二酚改性粘胶纤维及其制备方法”专利，公开的方法是：将大麻二酚和偶氮二异庚腈加入到溶剂中，制得混合溶液。然后将粘胶纤维置于混合溶液中进行接枝反应，最后进行洗涤、干燥制得大麻二酚改性粘胶纤维产品。用该方法制得的大麻二酚改性粘胶纤维产品的主要缺点是：(1)大麻二酚改性粘胶纤维产品的抗菌性主要体现在大麻二酚的酚羟基上，而酚羟基的抗菌性有限，导致大麻二酚修饰粘胶纤维的抗菌性不高。大麻二酚改性粘胶纤维产品仍不能满足在工业、民用、医学领域行业要求，极大地限制了粘胶纤维的应用范围。发明内容 [0006] 本发明的目的是针对现有改性粘胶纤维技术的不足，提供一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法，所述方法操作简便、酯化效率高、制备出的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌性高这些优点。采用本发明方法制备出的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌性能显著地提高了，极大的丰富了粘胶纤维在工业、民用、医学领域的使用范围。 [0007] 实现本发明目的的技术方案是：一种系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维的方法，先制备预处理粘胶纤维，再制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液，最后制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维。所述方法的具体步骤如下： [0008] (1)制备预处理粘胶纤维 [0009] 首先配制出氢氧化钠质量分数为0.5～2.5％的预处理液并泵入预处理罐，再按照粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶8～20(kg/L)的比例，将粘胶纤维分散于预处理罐中，升温至75～85℃，搅拌处理0.5～3h。预处理完成后放液，收集经预处理后的粘胶纤维。对收集的预处理粘胶纤维，按预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶8～40(kg/L)的比例加入蒸馏水清洗。清洗完成后进行离心分离，离心机转速为500～2000r/min。收集离心沉淀，对收集的离心沉淀，即为预处理粘胶纤维。 [0010] (2)制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液 [0011] 先按照系统获得性抗性信号分子∶氯化亚砜的质量比为1∶(15～25)的比例，将所述的系统获得性抗性信号分子和氯化亚砜加入到反应容器中，后迅速连接接装有氯化钙的干燥管的回流冷凝管。用质量浓度为8～20％的氢氧化钠溶液吸收尾气。然后置于油浴中慢慢加热至65～75℃，磁力搅拌2～4h至无气体产生。然后反应产物70℃油泵减压旋转蒸发，蒸出多余的氯化亚砜。收集产物，最后加入按照收集到的产物∶二氯甲烷的质量比为1∶(2～4)的比例，将二氯甲烷加入到反应液中，即为系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液。所述的系统获得性抗性信号分子为水杨酸、水杨酸甲酯、壬二酸、甘油‑3‑磷酸、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、哌啶酸、N‑羟基哌啶酸和脱氢枞酸。 [0012] (3)制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维 [0013] 第(2)步完成后，先将第(2)步制得的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液装入滴液漏斗中，粘胶纤维∶吡啶的质量比为1∶(10～15)的比例，将所述的粘胶纤维和吡啶加入到三口反应容器中，连接回流冷凝管、温度计和滴液漏斗，然后置于油浴中加热至50℃。然后按照(40～100)滴/min的速率滴加第(2)步制得的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液，反应5～10h。然后再50℃油泵减压旋转蒸发，蒸出吡啶和二氯甲烷。再加水溶解，离心除去未反应的系统获得性抗性信号分子，就制备出系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维。将制备出的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维置于50～70℃的真空烘箱中处理5～10h，即制备出系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维。 [0014] 本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果： [0015] 1、本发明采用化学方法对粘胶纤维进行酯化修饰改性，在不影响粘胶纤维制品吸湿透气性的情况下，使得粘胶纤维制品对光照以及温度更耐受，延长了粘胶纤维制品的寿命。 [0016] 2、本发明采用系统获得性抗性信号分子对粘胶纤维进行酯化修饰改性，由于系统获得性抗性信号分子对微生物具有光谱抗性，使制得的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品抗菌性能显著提升，达到96％以上。 [0017] 本发明方法可广泛应用于制备系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品。采用本发明方法制备出的系统获得性抗性信号分子酯化修饰粘胶纤维产品，可广泛应用于工业、民用、医学领域中。具体实施方式 [0018] 下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。 [0019] 实施例1 [0020] 一种水杨酸酯化修饰粘胶纤维的方法的具体步骤如下： [0021] (1)制备预处理粘胶纤维 [0022] 首先配制出氢氧化钠质量分数为0.5％的预处理液并泵入预处理罐，再按照粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶8(kg/L)的比例，将粘胶纤维分散于预处理罐中，升温至75℃，搅拌处理0.5h。预处理完成后放液，收集经预处理后的粘胶纤维。对收集的预处理粘胶纤维，按预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶8(kg/L)的比例加入蒸馏水清洗。清洗完成后进行离心分离，离心机转速为500r/min。收集离心沉淀，对收集的离心沉淀，即为预处理粘胶纤维。 [0023] (2)制备水杨酸酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液 [0024] 先按照水杨酸∶氯化亚砜的质量比为1∶15的比例，将所述的水杨酸和氯化亚砜加入到反应容器中，后迅速连接接装有氯化钙的干燥管的回流冷凝管。用质量浓度为8％的氢氧化钠溶液吸收尾气。然后置于油浴中慢慢加热至65℃，磁力搅拌2h至无气体产生。然后反应产物70℃油泵减压旋转蒸发，蒸出多余的氯化亚砜。收集产物，最后加入按照收集到的产物∶二氯甲烷的质量比为1∶2的比例，将二氯甲烷加入到反应液中，即为水杨酸酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液。 [0025] (3)制备水杨酸酯化修饰粘胶纤维 [0026] 第(2)步完成后，先将第(2)步制得的水杨酸酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液装入滴液漏斗中，粘胶纤维∶吡啶的质量比为1∶10的比例，将所述的粘胶纤维和吡啶加入到三口反应容器中，连接回流冷凝管、温度计和滴液漏斗，然后置于油浴中加热至50℃。然后按照40滴/min的速率滴加第(2)步制得的水杨酸酯化修饰粘胶纤维用的酰氯反应液，反应5h。然后再50℃油泵减压旋转蒸发，蒸出吡啶和二氯甲烷。再加水溶解，离心除去未反应的水杨酸，就制备出水杨酸酯化修饰粘胶纤维。将制备出的水杨酸酯化修饰粘胶纤维置于50℃的真空烘箱中处理5h，即制备出水杨酸酯化修饰粘胶纤维，其抗菌率达到96.16％。 [0027] 实施例2 [0028] 一种壬二酸酯化修饰粘胶纤维的方法，同实施例1，其中： [0029] 第(1)步中，氢氧化钠质量分数为2.0％，所用的粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶15(kg/L)，温度为80℃，搅拌处理2h。所用的预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶20(kg/L)。离心机转速为1000r/min。 [0030] 第(2)步中，壬二酸与氯化亚砜的质量比为1∶20，氢氧化钠溶液的质量浓度为15％，反应温度为70℃，搅拌3h。所述产物与二氯甲烷的质量比为1∶3。 [0031] 第(3)步中，粘胶纤维与吡啶的质量比为1∶12，滴加速率为80滴/min，反应8h。烘箱温度为60℃，处理8h。制备出的壬二酸酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌率达到97.84％。 [0032] 实施例3 [0033] 一种N‑羟基哌啶酸酯化修饰粘胶纤维的方法，同实施例1，其中： [0034] 第(1)步中，氢氧化钠质量分数为2.5％，所用的粘胶纤维质量与预处理液体积比为1∶20(kg/L)，温度为85℃，搅拌处理3h。所用的预处理粘胶纤维质量与蒸馏水体积比为1∶40(kg/L)。离心机转速为2000r/min。 [0035] 第(2)步中，N‑羟基哌啶酸与氯化亚砜的质量比为1∶25，氢氧化钠溶液的质量浓度为20％，反应温度为75℃，搅拌4h。所述产物与二氯甲烷的质量比为1∶4。 [0036] 第(3)步中，粘胶纤维与吡啶的质量比为1∶15，滴加速率为100滴/min，反应10h。烘箱温度为70℃，处理10h。制备出的N‑羟基哌啶酸酯化修饰粘胶纤维产品的抗菌率达到98.24％。