基于Mannich反应的蚕丝蛋白质修饰及其光稳定性

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蚕丝是一种性质优良的天然蛋白质纤维,自古以来就有“纤维皇后”的美称。但是蚕丝也存在缺陷,它是天然纤维中耐光性最差的一种,尤其是在紫外线辐射量增加的今天,蚕丝更容易出现光泛黄和光脆损等问题。研究表明,蚕丝蛋白中含量较高的酪氨酸残基对蚕丝的光老化产生重要影响。本论文选择六种含有不同供吸电子基的芳伯胺化合物作为芳伯胺光稳定剂的模拟物,与作为蚕丝蛋白酪氨酸残基模拟物的对甲基苯酚进行Mannich反应。通过红外光谱、核磁共振氢谱和质谱等手段对目标产物进行了表征,证实合成产物与预期设计相符。实验结果表明,当芳伯胺化合物中氨基对位为供电子基时,Mannich反应率较高;当氨基对位为吸电子基时,Mannich反应率较低,甚至无法生成目标产物。利用苯胺分别与酪氨酸和蚕丝进行Mannich反应,并将苯胺与酪氨酸的Mannich反应产物与经苯胺Mannich法修饰的蚕丝水解液进行质谱分析,证实了苯胺与蚕丝蛋白酪氨酸残基发生Mannich反应的可行性。与蚕丝原样相比,在经过相同时间紫外线照射后,经苯胺Mannich法修饰的蚕丝光泛黄现象和强力损失更为严重。本论文设计合成出两种含有不同光稳定剂片段的芳伯胺化合物,一种是含伯胺基二苯甲酮紫外线吸收剂DP-1,另一种是含伯胺基受阻胺光稳定剂HA-1。通过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱等手段,对中间体及目标产物进行了表征,证明了合成产物与预期设计相符。利用这两种含伯胺基光稳定剂分别与酪氨酸及蚕丝进行Mannich反应,通过对光稳定剂Mannich法修饰的蚕丝水解液进行质谱分析,证实了含伯胺基光稳定剂与蚕丝蛋白酪氨酸残基Mannich反应的可行性。本论文进一步对Mannich法光稳定化修饰蚕丝织物的光稳定性进行了研究。实验结果表明,与蚕丝原样相比较,在经过相同时间紫外线照射后,修饰后蚕丝在日晒前后的K/S差值更小,且断裂强力损失率更低,说明修饰后蚕丝的耐光稳定性得到一定程度的提高。
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