[发明专利]一种壳聚糖希夫碱-单宁酸-铜复合抗菌粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种壳聚糖希夫碱‑单宁酸‑铜复合抗菌粉体的制备方法，以壳聚糖、单宁酸为组装基元，使用戊二醛为交联剂，制备壳聚糖席夫碱‑单宁酸，再以壳聚糖席夫碱‑单宁酸作为载体与CuCl₂复合得到壳聚糖希夫碱‑单宁酸‑铜复合抗菌粉体。本发明通过戊二醛与壳聚糖中氨基反应形成希夫碱，并将壳聚糖线型高分子转变成三维网状结构的物质，不但使抗菌活性增强，也解决了壳聚糖在酸性溶液中易溶胀和机械性能低的缺点。同时，利用单宁酸的酚羟基，可更好、更多的固载铜离子，从而增加了复合物的抗菌性能及抗菌长效性，可进一步满足复合抗菌材料不同的应用需求。

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖希夫碱-单宁酸-铜复合抗菌粉体的制备方法，具体是以壳聚糖、单宁酸为组装基元使用戊二醛为交联剂制备壳聚糖-单宁酸复合材料，采用化学法合成壳聚糖-单宁酸载铜复合材料，属于新型抗菌杂化材料技术领域。

背景技术

抗菌剂是一类新型添加剂，在塑料、橡胶、化纤皮革、陶瓷、涂料等领域都有广泛的应用，对人类健康具有十分重要的意义。传统的醛类、酸类、氯类等抗菌剂虽有很强的杀菌能力，但其自身腐蚀性强、毒性大，制约了它们的广泛应用。天然抗菌剂的壳聚糖在自然界中含量丰富，杀菌速度快、抑菌效果好，具有好的物理、化学性能和生物相容性，但耐热性能差，特别在酸性溶液中易溶胀、机械性能低，大大限制了其应用范围。

单宁酸（别名鞣酸）是天然多酚类化合物，单宁酸具有疏水性的内部核心结构、亲水性的外部结构。单宁酸可改变病原微生物细胞膜的通透性破坏膜结构完整性，使抗菌物质进入细胞内部与毒性蛋白和酶等形成氢键，降低其致病能力，单宁酸在预防细菌感染方面有很好的抗菌和抗病毒作用。例如1、“单宁酸的体外抑菌作用及其影响因素”，《广东工业大学学报》，郑正男等，2015年第04期，该文中表明单宁酸对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和粪肠球菌有较好的抑制作用”。2、隋淑英等，“无机金属离子对羊毛织物的抗菌整理”一文中表明：单宁酸活泼的羟基还可以与羊毛的羧基发生酯化反应，同时又可与金属离子发生络合，可较好控制羊毛与金属离子的结合与释放，增加其耐久抗菌效果。

铜是人体中含量仅次于铁和锌，在微量元素中居第3 位的生命元素。它是细胞内部氧化过程的催化剂，对细菌和病毒有抑制作用，已经被广泛应用于水净化、灭藻、灭真菌等领域。Cu²⁺ 依靠正电荷吸附在细菌、真菌细胞膜表面并进入菌体内,破坏微生物的结构功能从而达到抑菌效果。例如，CN106393360A公开了一种用于速生木材的铜离子壳聚糖协同增强抗菌性能的改性剂,该改性剂增加了木材微纤丝的结晶区域宽度和相对结晶度，从而提高木材的综合性能，而且防腐效果广谱、高效，使得改性后的速生木材能够用于户外家具、器材的制造，耐腐蚀，使用寿命长。以及CN110448722A公开了一种可注射含单宁酸的温敏复合抗菌水凝胶材料及其制备和应用，其中单宁酸既作为交联剂,又和金属离子发生螯合作用作为缓慢释放的抗菌剂。抗菌范围广且抗菌时间长；具有良好的生物相容性和生物降解性。但现有涉及壳聚糖的复合抗菌功能材料对于壳聚糖本身机械性能低及耐热性能差的问题，却并没有给出相应的解决措施，难以满足特殊条件下的应用需求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术使用壳聚糖制备复合抗菌功能材料没有考虑壳聚糖本身机械性能低及耐热性能差的问题，由此提出一种壳聚糖希夫碱-单宁酸-铜复合抗菌粉体的制备方法，该方法由具有生物活性的壳聚糖、单宁酸为组装基元，使用戊二醛为交联剂制备席夫碱壳聚糖-单宁酸作为载体，并与氯化铜复合得到壳聚糖希夫碱-单宁酸-铜复合抗菌粉体。戊二醛在一定条件下与壳聚糖中氨基反应形成希夫碱，并将壳聚糖线型高分子转变成三维网状结构的物质，并且形成希夫碱抗菌活性也能增强，也解决了壳聚糖在酸性溶液中易溶胀和机械性能低的缺点。利用单宁酸的酚羟基，可更好、更多的固载铜离子，从而增加复合物抗菌性能及抗菌长效性。

本发明通过下述技术方案实现：一种壳聚糖希夫碱-单宁酸-铜复合抗菌粉体的制备方法，以壳聚糖、单宁酸为组装基元，使用戊二醛为交联剂，制备壳聚糖席夫碱-单宁酸，再以壳聚糖席夫碱-单宁酸作为载体与CuCl₂复合得到壳聚糖希夫碱-单宁酸-铜复合抗菌粉体，具体步骤如下：