[发明专利]一种可降解的生物基缓释型铅离子螯合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可降解的生物基缓释型铅离子螯合剂及其制备方法和应用。本发明通过乳酸和亚氨基二乙酸的熔融共聚得到铅离子螯合剂，制备工艺简单，原料和产物均绿色无毒，得到的铅离子螯合剂可以持续降解释放亚氨基二乙酸小分子，进而可以长期发挥铅离子螯合性能。

技术领域

本发明涉及重金属离子处理技术领域，具体涉及一种可降解的生物基缓释型铅离子螯合剂及其制备方法和应用。

背景技术

铅是一种有毒重金属，正常人体内铅含量应低于100μg/L，超过这个数值就可以认为出现了铅中毒。人体长期接触铅会出现恶心、呕吐、食欲不振、便秘、便血、眩晕、烦躁不安、蛋白尿、血尿等症状，严重者甚至还会出现肾衰竭。人类处于食物链的顶端，铅很容易通过食物链的传递最后在人体富集。因此，有必要开发铅离子螯合剂用于螯合去除人体内的铅离子，对慢性铅中毒进行预防和治疗。

目前，文献已经报道的铅离子螯合剂主要包括以下几类：1)小分子铅离子螯合剂，例如二巯基丙醇、二巯基琥珀酸、2,3-二巯基-1-丙磺酸钠、D-青霉胺和乙二胺四乙酸钙二钠等[Hsiao C Y,Gresham C,Marshall M R.BMC Nephrol,2019,20(1):374]；2)天然材料负载型铅离子螯合剂，例如海泡石纳米纤维通过负载2-[(5-溴-2-吡啶)偶氮)-5-(二乙基氨基)酚得到的负载型铅离子螯合剂[Esmailzadeh A,Afzali D,Fayazi M.InternationalJournal of Environmental Analytical Chemistry,DOI:10.1080/03067319.2020.1791327]；3)高分子型铅离子螯合剂，例如用二硫化碳对吡咯进行N-官能化，然后聚合制得的聚(吡咯-N-碳二硫代酸)[Rohanifar A,Alipourasiabi N,Sunder G SS,et al.Microchimica Acta,2020,187(6):339]。以上3类铅离子螯合剂要么不可生物降解，要么对人体有较大伤害，要么药物半衰期太短，均存在明显的缺陷。

近年来，也有人使用芒果叶的单宁提取物作为功能性配体和单体进行聚合，然后以苯酚-甲醛作为交联剂改性聚合物，得到了生物基可降解的高分子型铅离子螯合剂[Sekarharum C,Rahayu D U C,Nurani D A.IOP Conference Series:Materials Scienceand Engineering,2020,763:012044]。然而，这种铅离子螯合剂的制备流程复杂，且在使用过程中会释放有毒物质。

综上可知，现有的铅离子螯合剂均很难进行实际应用，亟需开发新的铅离子螯合剂。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可降解的生物基缓释型铅离子螯合剂。

本发明的目的之二在于提供上述铅离子螯合剂的制备方法。

本发明的目的之三在于提供上述铅离子螯合剂在制备金属解毒剂、重金属去除剂中的应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种铅离子螯合剂，由乳酸和亚氨基二乙酸共聚得到。

优选的，所述铅离子螯合剂包含如式(I)、式(II)、式(III)和式(IV)所示结构中的至少一种结构：

式中，p、q、x、y和z均独立地取1～85的自然数。

优选的，所述铅离子螯合剂的数均分子量为3000g/mol～8000g/mol。

上述铅离子螯合剂的制备方法包括以下步骤：

1)将乳酸和亚氨基二乙酸混合，进行脱水，再进行预聚，得到预聚体；

2)将催化剂加入预聚体中，进行熔融聚合，即得铅离子螯合剂。