基于Mannich反应的蚕丝蛋白功能化修饰剂的合成及应用性能研究
发布时间：2022-02-09 00:31
蚕丝具有外观华丽、光泽优雅、手感柔顺及卫生保健等特点,自古以来被广泛应用于纺织材料中。近年来,因其良好的生物相容性和可降解性又被应用于生物材料基料研究中。但是,作为一种蛋白质材料,蚕丝存在易黄变、脆损、折皱等储存稳定性问题,通常需要采用一些功能化修饰方法改善其性能。本文借鉴Mannich反应修饰原理,制备6只含有伯胺结构的染料型修饰剂,利用染料具有颜色、易于定量分析的特性,考察了氨基类型、位置以及水溶性对Mannich反应修饰效率的影响。结合相对固色率和密度泛函数理论（DFT）分析结果,获得如下结论:当修饰剂具备芳伯胺结构、良好的水溶性并且氨基空间位阻较小时,修饰剂对蚕丝的Mannich反应修饰效率较高。该研究结果为设计合成其它蚕丝蛋白用功能化修饰剂奠定了理论基础。根据上述研究结果,设计合成了具有水溶性的芳伯胺型紫外线吸收剂（S-H-1）和受阻胺光稳定剂（S-H-2）,采用红外光谱、质谱和核磁氢谱表征其分子结构。紫外-可见吸收光谱表明,两种光稳定剂均具有紫外吸收性能,并且在可见光区无吸收,不会引起应用材料着色问题。利用Mannich反应修饰原理,S-H-1和S-H-2修饰后的蚕丝织物表...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
丝纤维结构图
图 1.2 丝素蛋白结构图蚕丝蛋白的氨基酸数目、种类和顺序构成蛋白质的一级结构，蚕丝蛋白多肽链之间由于氢键作用形成周期性的卷曲和折叠等构成其二级结构，蚕丝蛋白的二级结构则包括重链和轻链构成的结晶区与无定形区。结晶区的肽链主要由甘氨酸，丙氨酸和丝氨酸等结构较为简单的氨基酸有序排列而成，而侧基更多的氨基酸则主要集中在无定形区，如酪氨酸、组氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等。因此，结晶区由于结构紧密，对化学试剂有一定的稳定性；无定形区结构比较疏松，侧基较多，支链反应性基团和极性基团较多，含有更多具有活泼官能团的氨基酸残基。蚕丝丝素发生光化学反应和与其它物质的化学反应，如交联、改性、染色等主要发生在无定形区[39-40]。1.2.2 蚕丝素的黄变机理蚕丝在加工、贮存和使用过程中，由于受到太阳光、热、氧、微生物以及化学介质等外界作用的影响，其化学组成和形貌结构会发生一系列的变化，比如泛
图 1.4 酪氨酸光降解示意图色氨酸在蚕丝黄变中也起到一定的作用，色氨酸在1O2的作用下会生成过氧化吲哚化合物（如图 1.5 所示），过氧化吲哚衍生物会转变成 3α-H 和黄色的 N-甲酰犬尿氨酸（N-formylkynurenine），而 3α-H 也可以进一步转变成 N-甲酰犬尿氨酸，N-甲酰犬尿氨酸还会生成有颜色的犬尿素（Kynurenine）；而 N-甲酰犬尿氨酸和犬尿素比色氨酸对光更敏感，可以近一步产生1O2，从而加深蚕丝蛋白的降解[58-60]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]二苯乙烯苯型荧光增白剂的研究进展[J]. 梁晓燕,霍景沛,胡晓洪,邓前军,袁毅桦,魏红阳,陈东初,刘娅莉. 化学推进剂与高分子材料. 2018(02)
[2]苯并三唑结构紫外线吸收剂对蚕丝耐光稳定性能的影响[J]. 王宗乾,郦金炯,张胡林. 纺织学报. 2016(07)
[3]Mannich反应的最新研究进展及其应用[J]. 刘玉婷,吴倩倩,尹大伟,李荻扬. 有机化学. 2016(05)
[4]基于Mannich反应的水溶性芳伯胺染料对蚕丝染色及性能研究[J]. 范素菊,欧其,汪仁良,高怀庆,崔志华,陈维国. 浙江理工大学学报. 2016(01)
[5]UVA-HALS复合型光稳定剂的合成及表征[J]. 程羽君,崔志华,陈美芬,陈维国,王超. 浙江理工大学学报. 2014(11)
[6]蚕丝织物黄变原因及改善措施[J]. 瞿永. 上海纺织科技. 2011(05)
[7]受阻胺光稳定剂（HALS）在聚合物材料上的应用[J]. 郭振宇,王玉民,宁培森,丁著明. 塑料助剂. 2011(02)
[8]2-（2′-乙酰氧基-5′-溴甲基苯基）-2H-苯并三唑的合成[J]. 马威,刘勇,张淑芬. 化工学报. 2010(11)
[9]荧光增白剂的应用及发展趋势[J]. 袁跃华,朱永军,田茂忠. 山西大同大学学报(自然科学版). 2010(05)
[10]两性荧光增白剂的合成及其性能[J]. 杨晓宇,曹成波,周晨,胡顺鹏. 山东大学学报(工学版). 2010(04)
硕士论文
[1]提高超细纤维织物耐光色牢度的研究[D]. 范佩琳.浙江理工大学 2016
[2]棉织物上二苯乙烯—均三嗪型荧光增白剂的光汗复合牢度的研究[D]. 陈若阳.东华大学 2014
[3]DSD酸—三嗪荧光增白剂的合成与性能研究[D]. 王名扬.山东大学 2013
[4]香豆素类荧光增白剂的合成与表征及其在毛皮上的应用[D]. 高志辉.陕西科技大学 2012
[5]单线态氧与L-色氨酸和L-酪氨酸相互作用的研究[D]. 陈海华.江南大学 2008
[6]海参精氨酸激酶的反应半胱氨酸巯基的初步研究[D]. 赵峰.清华大学 2005
本文编号：3616047
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
丝纤维结构图
图 1.2 丝素蛋白结构图蚕丝蛋白的氨基酸数目、种类和顺序构成蛋白质的一级结构，蚕丝蛋白多肽链之间由于氢键作用形成周期性的卷曲和折叠等构成其二级结构，蚕丝蛋白的二级结构则包括重链和轻链构成的结晶区与无定形区。结晶区的肽链主要由甘氨酸，丙氨酸和丝氨酸等结构较为简单的氨基酸有序排列而成，而侧基更多的氨基酸则主要集中在无定形区，如酪氨酸、组氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等。因此，结晶区由于结构紧密，对化学试剂有一定的稳定性；无定形区结构比较疏松，侧基较多，支链反应性基团和极性基团较多，含有更多具有活泼官能团的氨基酸残基。蚕丝丝素发生光化学反应和与其它物质的化学反应，如交联、改性、染色等主要发生在无定形区[39-40]。1.2.2 蚕丝素的黄变机理蚕丝在加工、贮存和使用过程中，由于受到太阳光、热、氧、微生物以及化学介质等外界作用的影响，其化学组成和形貌结构会发生一系列的变化，比如泛
图 1.4 酪氨酸光降解示意图色氨酸在蚕丝黄变中也起到一定的作用，色氨酸在1O2的作用下会生成过氧化吲哚化合物（如图 1.5 所示），过氧化吲哚衍生物会转变成 3α-H 和黄色的 N-甲酰犬尿氨酸（N-formylkynurenine），而 3α-H 也可以进一步转变成 N-甲酰犬尿氨酸，N-甲酰犬尿氨酸还会生成有颜色的犬尿素（Kynurenine）；而 N-甲酰犬尿氨酸和犬尿素比色氨酸对光更敏感，可以近一步产生1O2，从而加深蚕丝蛋白的降解[58-60]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]二苯乙烯苯型荧光增白剂的研究进展[J]. 梁晓燕,霍景沛,胡晓洪,邓前军,袁毅桦,魏红阳,陈东初,刘娅莉. 化学推进剂与高分子材料. 2018(02)
[2]苯并三唑结构紫外线吸收剂对蚕丝耐光稳定性能的影响[J]. 王宗乾,郦金炯,张胡林. 纺织学报. 2016(07)
[3]Mannich反应的最新研究进展及其应用[J]. 刘玉婷,吴倩倩,尹大伟,李荻扬. 有机化学. 2016(05)
[4]基于Mannich反应的水溶性芳伯胺染料对蚕丝染色及性能研究[J]. 范素菊,欧其,汪仁良,高怀庆,崔志华,陈维国. 浙江理工大学学报. 2016(01)
[5]UVA-HALS复合型光稳定剂的合成及表征[J]. 程羽君,崔志华,陈美芬,陈维国,王超. 浙江理工大学学报. 2014(11)
[6]蚕丝织物黄变原因及改善措施[J]. 瞿永. 上海纺织科技. 2011(05)
[7]受阻胺光稳定剂（HALS）在聚合物材料上的应用[J]. 郭振宇,王玉民,宁培森,丁著明. 塑料助剂. 2011(02)
[8]2-（2′-乙酰氧基-5′-溴甲基苯基）-2H-苯并三唑的合成[J]. 马威,刘勇,张淑芬. 化工学报. 2010(11)
[9]荧光增白剂的应用及发展趋势[J]. 袁跃华,朱永军,田茂忠. 山西大同大学学报(自然科学版). 2010(05)
[10]两性荧光增白剂的合成及其性能[J]. 杨晓宇,曹成波,周晨,胡顺鹏. 山东大学学报(工学版). 2010(04)
硕士论文
[1]提高超细纤维织物耐光色牢度的研究[D]. 范佩琳.浙江理工大学 2016
[2]棉织物上二苯乙烯—均三嗪型荧光增白剂的光汗复合牢度的研究[D]. 陈若阳.东华大学 2014
[3]DSD酸—三嗪荧光增白剂的合成与性能研究[D]. 王名扬.山东大学 2013
[4]香豆素类荧光增白剂的合成与表征及其在毛皮上的应用[D]. 高志辉.陕西科技大学 2012
[5]单线态氧与L-色氨酸和L-酪氨酸相互作用的研究[D]. 陈海华.江南大学 2008
[6]海参精氨酸激酶的反应半胱氨酸巯基的初步研究[D]. 赵峰.清华大学 2005
本文编号：3616047
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