以多酚羧酸-没食子酸为功能基团、以纤维素为骨架载体,合成既有多酚基团的化学活性又保留纤维骨架物理和机械性能的新型功能高分子材料:没食子酰化纤维素(QT)和没食子酰化改性纤维素(CG)。通过实验,对目标产物进行分子结构设计和功能特性研究。合成技术路线有多个创新点⑴以没食子酸作为功能基团合成功能高分子,尚未见报道;⑵功能基团与骨架载体的结合是将没食子酸以酯键与底物接枝,与以往使用单宁酸通过酚羟基以醚键与底物结合或在苯环上偶合接枝不同,既不损耗酚羟基又不增加空间位阻,还因引入有羰基,产物废弃后易于降解,利于环保;⑶采用新型的分子结构设计,在纤维素葡萄糖单元上通过酯化引入没食子酰基后具有单宁酸功能,成为新型"类单宁"化合物,合成便捷、耗用试剂少。所合成的新型功能高分子材料能络合多种金属离子、能吸附蛋白质,在酒类、饮料、水质净化等行业有广泛的应用前景。本项目将为进一步开发应用产品打下研究基础。
功能高分子材料是重要的研究领域。本项目以没食子酰为功能基团、纤维素为载体,成功合成两种既具有多酚的活性、又保留纤维素骨架性能的新型功能高分子材料没食子酰化纤维素(QT)和没食子酰化改性纤维素(CG)。定性、定量检测和IR鉴定验证了目标产物符合预期分子设计。QT、CG都具有结合明胶和络合2、3价重金属离子能力,可再生。1g QT可分别结合明胶65.5mg、络合金属离子Fe 55.6mg、Cu 32.9mg、Hg 47.2mg、Mn 7.04mg、Zn 27.1mg、Pb 58.9mg;1g CG可分别结合明胶49.5mg、络合金属离子Fe 53.4mg、Cu 38.7mg、Hg 46.5mg、Mn 6.8mg、Zn 27.9mg、Pb 57.2mg。验证了目标产物在稀酸、稀碱、稀醇和热水中具有稳定性。QT、CG的分子设计具有创新性首次实现以没食子酰为功能基与纤维素直接酯化,QT具有类似五倍子单宁的化学结构与功能;CG引入了带胺基的柔性桥链,增强了稳定性。两种新型功能高分子材料在酒类酿造和水处理中具有应用前景。研究成果在植物化学和森林资源高效利用领域具有重要学术意义和实用价值。