doi:10.3724/SP.J.1105.2011.10272

引用本文: 朱庆松, 韩小进, 程春祖, 武长城. 壳聚糖在4种咪唑型离子液体中溶解性的研究[J]. 高分子学报, 2011, (10): 1173-1179. doi: 10.3724/SP.J.1105.2011.10272 shu

Citation: ZHU Qing-Song, HAN Xiao-Jin, CHENG Chun-Zu and WU Chang-Cheng. STUDY ON DISSOLUBILITY OF CHITOSAN IN FOUR KINDS OF IMIDAZOLE-BASED IONIC LIQUIDS[J]. Acta Polymerica Sinica, 2011, (10): 1173-1179. doi: 10.3724/SP.J.1105.2011.10272 shu

壳聚糖在4种咪唑型离子液体中溶解性的研究

通讯作者: 朱庆松

摘要: 研究、比较了壳聚糖在4种咪唑型离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑 ([BMIM]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([BMIM]Ac)、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM]Ac)和氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑 ([AMIM]Cl)中的溶解性,提出了可能的溶解机理,并利用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和X-射线衍射(XRD)等研究了溶解后再生的壳聚糖的结构和性能的变化.结果表明,这4种离子液体对壳聚糖的溶解能力不仅与阴离子有关,也受阳离子结构的影响,其中[EMIM]Ac对壳聚糖的溶解能力最强,在[EMIM]Ac中110℃下壳聚糖的溶解浓度达到15.5 wt%;随着溶解温度的升高和溶解时间的延长,壳聚糖在离子液体中的溶解浓度增加,但黏均分子量下降;溶解后再生的壳聚糖热稳定性有所降低,结晶结构也发生了转变,从型转变成型.

关键词:

离子液体 /
壳聚糖 /
溶解性 /
再生

English

STUDY ON DISSOLUBILITY OF CHITOSAN IN FOUR KINDS OF IMIDAZOLE-BASED IONIC LIQUIDS

Corresponding author:

Received Date: 2010-09-19
Accepted Date: 2011-01-06
Available Online: 2011-10-20

Abstract: The dissolubility of chitosan was studied in four kinds of imidazole-based ionic liquids 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([BMIM]Cl),1-butyl-3-methylimidazolium acetate ([BMIM]Ac),1-allyl-3-methylimidazolium chloride ([AMIM]Cl) and 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM] Ac) respectively.The possible dissolution mechanism of chitosan in these ionic liquids was suggested,and the chemical structures,thermal stabilities and crystalline forms of the native chitosan and regenerated chitosan from these ionic liquids were analyzed by FTIR,TGA and XRD,respectively.The results show that,chitosan can be dissolvd without derivatization by all the four kinds of ionic liquids,and the dissolubility of chitosan in these ionic liquids is mainly related to the anions of ionic liquids,but also influenced by cations of ionic liquids.The dissolving power of the two kinds of acetate ionic liquids for chitosan is stronger than that of the two kinds of chloride ionic liquids,and that of [EMIM]Ac is the strongest.15.5 wt% of chitosan dissolved in [EMIM]Ac can be achieved at 110℃.The dissolution concentration of chitosan in these ionic liquids increases,but the viscosity-average molecular weight of it decreases with the increasing of temperature and the prolongation of time.The thermal stability of the regenerated chitosan from [BMIM]Cl,[AMIM]Cl,[BMIM]-Ac and [EMIM]Ac respectively increase gradually,which is consistent with the dissolving power of these ionic liquids for chitosan,but the thermal stability of the regenerated chitosan from the four kinds of ionic liquids decreases compared with that of native chitosan.A transition of -chitosan to -chitosan may occur during the dissolving and the recovering processes.

Key words:

1. [1]
  Pillai C K S, Willi P..Prog Polym Sci,2009,34:641-[2]Poirier M,Charlet G..Carbohydr Polym,2002,50:363-[6]Swatloski R P,Spear S K,Holbrey J D,Rogers R D..J Am Chem Soc,2002,124 :4974-[8]Hermanutz F,Gahr F,Uerdingen E,Meister F,Kosan B..Macromol Symp,2008,262:23-[9]Kosan B,Michels C,Meieter F..Cellulose,2008,15:59-[10]Wu R L,Wang X L,Li F,Li H Z,Wang Y Z..Bioresour Technol,2009,100:2569-[11]Xie H B,Zhang S B,Li S H..Green Chem,2006,8:630-[12]Wu Y S,Sasaki T,Irie S,Sakurai K..Polymer,2008,49:2321-[13]Zhang Z H,Li C Z,Wang Q..Carbohydr Polym,2009,78:685-[14]Xiao W J,Chen Q,Wu Y,Wu T H,Dai L Z..Carbohydr Polym,2011,83:233-[15]Liang Sheng(梁升),Ji Huanhuan(纪欢欢),Li Lu(李露),Yu Shitao(于世涛),Liu Fusheng(刘福胜),Xie Congxia(解从霞)..Polymer Materials Science Engineering(高分子材料科学与工程,2010,26(2):70-[17]Zhang Suojiang(张锁江),Lv Xingmei(吕兴梅).Ionic Liquid-From Basic Research to Industrial Application(离子液体-从基础研究到工业应用).Beijing(北京):Science Press(科学出版社),2006.332~337[20]Zhang H,Wu J,Zhang J,He J S..Macromolecules,2005,38:8272-[21]Fukaya Y,Sugimoto A,Ohno H..Biomacromolecules,2006,7:3295-[22]Lau R M,Sorgedrager M J,Carrea G,Rantwijk F V,Secundo F,Sheldon R A..Green Chem,2004,6:483-[23]Bonhoe P,Dias A P,Papageorgiou N,Kalyanasundaram K.Gratzel M.Inorg Chem,1996,35:1168-1178[26]Jiang Tingda(蒋挺大).Chitosan(壳聚糖).Beijing(北京),Chemical Industry Press(化学工业出版社),2006.14~29
1. [1]
  陈会英 , 张树彪 , 彭孝军 , 崔韶晖 , 赵轶男 , 张传敏 , 韩颖 . 壳聚糖在离子液体中均相接枝聚乙烯亚胺及其基因转运. 高分子学报, 2014, (8): 1089-1095. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2014.13461
2. [2]
  张金明 , 武进 , 余坚 , 张晓程 , 米勤勇 , 张军 . 以离子液体为介质的纤维素加工与功能化. 高分子学报, 2017, (7): 1058-1072. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17066
3. [3]
  吕晓文 , 李露 , 林章碧 , 崔树勋 . 离子液体再生纤维素水凝胶的形成机理及其在凝胶电泳中的应用. 高分子学报, 2011, (9): 1026-1032. doi: 10.3724/SP.J.1105.2011.10353
4. [4]
  赵地顺 , 付林林 , 张娟 , 李贺 , 刘猛帅 , 付江涛 , 王薇 . 共溶剂存在下N-烯丙基吡啶氯盐离子液体对纤维素的溶解性能研究. 高分子学报, 2012, (9): 937-942. doi: 10.3724/SP.J.1105.2012.11407
5. [5]
  徐闯 , 王筱菊 , 王晨宏 , 阎虎生 , 刘克良 . pH和还原性双响应性壳聚糖纳米粒子作为药物传输载体. 高分子学报, 2015, (1): 65-71. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14171
6. [6]
  张海雯 , 王利群 , 蒋宏亮 . 壳聚糖基阳离子胶束用于共负载两种不同性质药物的研究. 高分子学报, 2012, (12): 1491-1499. doi: 10.3724/SP.J.1105.2012.12115
7. [7]
  李昆 , 孙婷 , 孙媛 , 杨伯涵 , 孟新蕾 , 李亚鹏 , 王静媛 . 两亲性壳聚糖衍生物的制备及其包覆量子点. 高分子学报, 2012, (2): 180-186. doi: 10.3724/SP.J.1105.2012.11128
8. [8]
  罗迎彬 , 王晓晨 , 陈伟 , 黄少华 , 柏正武 . 壳聚糖苯甲酰化衍生物固定相的制备及其手性识别. 高分子学报, 2014, (8): 1103-1109. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2014.13451
9. [9]
  常添笑 , 张航天 , 卢聪杰 , 吴一弦 . 通过正离子聚合原位制备壳聚糖-g-聚四氢呋喃接枝共聚物/银纳米复合材料. 高分子学报, 2018, 0(6): 700-711. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17290
10. [10]
  张丽丽 , 沈军 , 岡本佳男 , 李玉龙 . 2-N-邻苯二甲酰亚胺壳聚糖基手性固定相的制备及手性识别能力研究. 高分子学报, 2016, (11): 1555-1562. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2016.16072
11. [11]
  张晓茜 , 周旋 , 孙英娟 , 岳丽娜 , 石永香 , 许可 , 罗梓兮 , 伍一波 . 在离子液体介质中对甲基苯乙烯阳离子聚合的研究. 高分子学报, 2019, 50(4): 375-383. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18239
12. [12]
  王超丽 , 胡小玲 , 管萍 , 吴丹锋 , 钱立伟 , 李季 , 宋任远 . 离子液体作为功能单体制备溶菌酶分子印迹复合膜的研究. 高分子学报, 2015, (3): 259-265. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2015.14224
13. [13]
  陈婧 , 张金明 , 陈韦韦 , 丰晔 , 张军 . 纤维素萘甲酸酯在离子液体中的均相合成. 高分子学报, 2013, (10): 1235-1240. doi: 10.3724/SP.J.1105.2013.13168
14. [14]
  王一夫 , 万贺廷 , 王丹 , 王吉林 , 王璐璐 , 封瑞江 . Gemini型碱性离子液体的制备及其在吡啶功能化PVA阴离子膜中的应用. 高分子学报, 2018, (4): 541-552. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17150
15. [15]
  傅平 , 郭鑫 , 李灿 . 含有不同卤素阴离子的离子液体作为倒置聚合物太阳电池阴极界面层的研究. 高分子学报, 2018, (2): 266-272. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.17234
16. [16]
  郑细鸣 , 范荣玉 , 徐志康 . 铅(Ⅱ)离子印迹复合膜的制备及其性能研究. 高分子学报, 2012, (5): 561-570. doi: 10.3724/SP.J.1105.2012.11284
17. [17]
  鲍锋 , 刘程 , 宋媛媛 , 邬祚强 , 王锦艳 , 蹇锡高 . 含二氮杂萘酮联苯结构耐高温、可溶解嵌段聚芳醚酮的合成. 高分子学报, 2018, 0(6): 692-699. doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2017.17265
18. [18]
  王英波 , 鲁雄 , 李丹 , 冯波 , 屈树新 , 翁杰 . 脉冲电化学沉积法制备羟基磷灰石/壳聚糖复合涂层的研究. 高分子学报, 2011, (11): 1244-1252. doi: 10.3724/SP.J.1105.2011.10309
19. [19]
  宫铭 , 石玉静 , 吴伯华 , 熊善新 , 宫永宽 . 仿细胞外层膜结构修饰交联壳聚糖的研究. 高分子学报, 2013, (8): 956-961. doi: 10.3724/SP.J.1105.2013.13153
20. [20]
  袁卉华 , 屠红斌 , 李碧云 , 李芹 , 张彦中 . 稳定射流电纺丝法制备定向排列的壳聚糖超细纤维. 高分子学报, 2014, (1): 131-140. doi: 10.3724/SP.J.1105.2014.13180

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142