[发明专利]蛋白质反应性紫外线吸收剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白质反应性紫外线吸收剂及其制备方法。

背景技术

紫外线是位于日光高能区的不可见光线，是“有机物杀手”之一。日光中的长波紫外线UV-A(320～400nm)和部分中波紫外线UV-B(280～320nm)能够穿透大气层，对地球生态环境产生影响。有机基质长期遭受紫外线照射能够引起光化学反应，改变基质化学结构并影响功能与性能。长期照射紫外线会损伤蛋白质与DNA，诱发眼部和皮肤病变；还会引起有机材料、染(颜)料光降解，损害应用性能。虽然由日光中紫外线造成的光化学损害进程缓慢，但鉴于当前地表紫外线总量日益增加以及各种有机基质广泛应用的现状，紫外线对人类健康以及生态环境造成了巨大危害。

作为高档的纺织纤维材料，羊毛、蚕丝等蛋白质纤维及其制品在日光中的紫外线照射下容易出现泛黄、脆损、耐光色牢度变差等问题，影响了该类纤维制品的美观和使用寿命。这主要是因为蛋白质主链和氨基酸残基的侧链基团发生了光化学反应所致。蛋白质纤维的这种光致降解要比其它纤维严重得多。短时间的紫外线照射即可引起的真丝绸泛黄，延长紫外线照射时间则会导致其脆损，并伴随着酪氨酸等成分的百分含量显著降低。

使用光稳定剂能够有效延缓紫外线对蛋白质材料的光损害。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)开发了羊毛用苯并三唑类紫外线吸收剂Cibafast W(如式1所示)，该紫外线吸收剂利用不同能级同分异构体的相互转化，通过激发态分子内质子转移(ESIPT)的方式，将吸收的紫外光能快速转化为热能等低害能量释放。当该紫外线吸收剂应用于羊毛时，能够有效吸收紫外光子，抑制羊毛泛黄与脆损。

虽然Cibafast W能在一定程度降低紫外线照射引起的蛋白质纤维泛黄、脆损，并且改善蛋白质纤维织物的耐光色牢度，但它与蚕丝和羊毛仅以离子键、氢键和范德华力结合，而无法形成更为牢固的共价键，因此其耐湿处理性能较差，光稳定效果难以持久。因此，如何设计一种能与蛋白质纤维牢固结合高效紫外线吸收剂，成为本行业迫切希望解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能与蛋白质牢固结合的蛋白质反应性紫外线吸收剂。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种白质反应性紫外线吸收剂，其结构式如下：

式中：R₁为H、Cl、Br、CN、SO₃H或Re；R₂为H、Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、s-Bu或t-Bu；R₃为H、OH、OMe、SO₃H或Re；R₄为H、Me、t-Bu、SO₃H或Re；且该结构中至少包含一个反应性基团Re和一个水溶性基团SO₃H；所述Re的结构为或

备注说明：在上式中，A、B仅仅是用于区分2个环。

作为本发明的蛋白质反应性紫外线吸收剂的改进：反应性基团Re在A环上。

作为本发明的蛋白质反应性紫外线吸收剂的进一步改进：结构式为以下任意一种：

作为本发明的蛋白质反应性紫外线吸收剂的另一种改进：反应性基团Re在B环上。

作为本发明的蛋白质反应性紫外线吸收剂的进一步改进：结构式为以下任意一种：

本发明还同时提供了上述蛋白质反应性紫外线吸收剂的制备方法，包括以下步骤：

1)、在0.01mol的重氮组分中加入0.03～0.06mol的浓醋酸(例如为冰醋酸)和10～30ml水，将上述3者放入反应器中，室温下搅拌20～40min后，将体系温度降至0～5℃，滴加亚硝酸钠水溶液，所述亚硝酸钠与重氮组分的摩尔比为1～2∶1，反应1～2hr后(可用淀粉碘化钾试纸检测亚硝酸是否过量)，用尿素除去过量的亚硝酸，得重氮盐溶液(为澄清透明的深黄色溶液)；

2)、向反应器中加入30～70ml的水、质量浓度为38％浓盐酸0.6～1ml、偶合组分0.01～0.02mol、醋酸钠7.5～8.5g，搅拌溶解，降温至0～5℃，再滴加步骤1)所得的重氮盐溶液；滴加完毕后保温继续反应2～4hr(最后可用渗圈法检测反应终点)；反应结束后将其静置1～3hr，抽滤，烘干，得中间体；