基于Mannich反應的蠶絲蛋白功能化修飾劑的合成及應用性能研究
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用于生物材料基料研究中。但是,作為一種蛋白質材料,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反應修飾原理,制備6只含有伯胺結構的染料型修飾劑,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反應修飾效率的影響。結合相對固色率和密度泛函數理論(DFT)分析結果,獲得如下結論:當修飾劑具備芳伯胺結構、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反應修飾效率較高。該研究結果為設計合成其它蠶絲蛋白用功能化修飾劑奠定了理論基礎。根據上述研究結果,設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、質譜和核磁氫譜表征其分子結構。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,不會引起應用材料著色問題。利用Mannich反應修飾原理,S-H-1和S-H-2修飾后的蠶絲織物表...
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
絲纖維結構圖
圖 1.2 絲素蛋白結構圖蠶絲蛋白的氨基酸數目、種類和順序構成蛋白質的一級結構,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成其二級結構,蠶絲蛋白的二級結構則包括重鏈和輕鏈構成的結晶區(qū)與無定形區(qū)。結晶區(qū)的肽鏈主要由甘氨酸,丙氨酸和絲氨酸等結構較為簡單的氨基酸有序排列而成,而側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,結晶區(qū)由于結構緊密,對化學試劑有一定的穩(wěn)定性;無定形區(qū)結構比較疏松,側基較多,支鏈反應性基團和極性基團較多,含有更多具有活潑官能團的氨基酸殘基。蠶絲絲素發(fā)生光化學反應和與其它物質的化學反應,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、微生物以及化學介質等外界作用的影響,其化學組成和形貌結構會發(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變成 3α-H 和黃色的 N-甲酰犬尿氨酸(N-formylkynurenine),而 3α-H 也可以進一步轉變成 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,可以近一步產生1O2,從而加深蠶絲蛋白的降解[58-60]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]二苯乙烯苯型熒光增白劑的研究進展[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. 化學推進劑與高分子材料. 2018(02)
[2]苯并三唑結構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. 紡織學報. 2016(07)
[3]Mannich反應的最新研究進展及其應用[J]. 劉玉婷,吳倩倩,尹大偉,李荻揚. 有機化學. 2016(05)
[4]基于Mannich反應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. 浙江理工大學學報. 2016(01)
[5]UVA-HALS復合型光穩(wěn)定劑的合成及表征[J]. 程羽君,崔志華,陳美芬,陳維國,王超. 浙江理工大學學報. 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. 化工學報. 2010(11)
[9]熒光增白劑的應用及發(fā)展趨勢[J]. 袁躍華,朱永軍,田茂忠. 山西大同大學學報(自然科學版). 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. 山東大學學報(工學版). 2010(04)
碩士論文
[1]提高超細纖維織物耐光色牢度的研究[D]. 范佩琳.浙江理工大學 2016
[2]棉織物上二苯乙烯—均三嗪型熒光增白劑的光汗復合牢度的研究[D]. 陳若陽.東華大學 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 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用[D]. 高志輝.陜西科技大學 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 2008
[6]海參精氨酸激酶的反應半胱氨酸巰基的初步研究[D]. 趙峰.清華大學 2005
本文編號:3616047
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數】:83 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
絲纖維結構圖
圖 1.2 絲素蛋白結構圖蠶絲蛋白的氨基酸數目、種類和順序構成蛋白質的一級結構,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成其二級結構,蠶絲蛋白的二級結構則包括重鏈和輕鏈構成的結晶區(qū)與無定形區(qū)。結晶區(qū)的肽鏈主要由甘氨酸,丙氨酸和絲氨酸等結構較為簡單的氨基酸有序排列而成,而側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,結晶區(qū)由于結構緊密,對化學試劑有一定的穩(wěn)定性;無定形區(qū)結構比較疏松,側基較多,支鏈反應性基團和極性基團較多,含有更多具有活潑官能團的氨基酸殘基。蠶絲絲素發(fā)生光化學反應和與其它物質的化學反應,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、微生物以及化學介質等外界作用的影響,其化學組成和形貌結構會發(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變成 3α-H 和黃色的 N-甲酰犬尿氨酸(N-formylkynurenine),而 3α-H 也可以進一步轉變成 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,可以近一步產生1O2,從而加深蠶絲蛋白的降解[58-60]。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]二苯乙烯苯型熒光增白劑的研究進展[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. 化學推進劑與高分子材料. 2018(02)
[2]苯并三唑結構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. 紡織學報. 2016(07)
[3]Mannich反應的最新研究進展及其應用[J]. 劉玉婷,吳倩倩,尹大偉,李荻揚. 有機化學. 2016(05)
[4]基于Mannich反應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. 浙江理工大學學報. 2016(01)
[5]UVA-HALS復合型光穩(wěn)定劑的合成及表征[J]. 程羽君,崔志華,陳美芬,陳維國,王超. 浙江理工大學學報. 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. 化工學報. 2010(11)
[9]熒光增白劑的應用及發(fā)展趨勢[J]. 袁躍華,朱永軍,田茂忠. 山西大同大學學報(自然科學版). 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. 山東大學學報(工學版). 2010(04)
碩士論文
[1]提高超細纖維織物耐光色牢度的研究[D]. 范佩琳.浙江理工大學 2016
[2]棉織物上二苯乙烯—均三嗪型熒光增白劑的光汗復合牢度的研究[D]. 陳若陽.東華大學 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 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用[D]. 高志輝.陜西科技大學 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 2008
[6]海參精氨酸激酶的反應半胱氨酸巰基的初步研究[D]. 趙峰.清華大學 2005
本文編號:3616047
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