1.3　PNIPAAm-CS的合成
   壳聚糖(0.25g,1.55mmol)溶解于10mL2%盐酸中,搅拌下,加入上步制得的PNIPAAm-COOH水溶液,二环己基碳化二亚胺(DCC,0.2g,1.24mmol)及少量TEMED溶液滴入上述反应液中,搅拌,室温反应72h,过滤,滤液置于透析袋(MolecularWeightCutOff,MWCO=10000)中用蒸馏水透析4d,再次过滤,滤去水不溶物,冻干,得浅棕色粉末141mg。根据反应时间不同可制得氮上不同取代度的PNIPAAm-CS。

2　结果与讨论
2.1　制备
    IPN通过自由基聚合得到PNIPAAm,由于MPA作为链转移剂参加反应,使产物PNIPAAm的末端带有-COOH功能基团。通过滴定法测定产物的-COOH含量,可推算出产物的平均分子量。本实验中用0.01mol/L的NaOH溶液滴定聚合物末端羧基,得到的PNIPAAm-COOH分子量为2500左右。由于PNIPAAm-COOH的末端有-COOH基团,可以在DCC为脱水剂的条件下很容易和壳聚糖的2-NH2反应,从而接枝到壳聚糖上。
   壳聚糖的结构中存在C2-NH2、C3-OH、和C6-OH,易形成分子间和分子内氢键,结晶能力很强,因此只能溶于稀酸,不能溶于水和有机溶剂。在本反应中用2%稀盐酸为溶剂,用少量的TEMED溶解DCC,由于PNIPAAm为较弱的酰化剂,因此,采用DCC进行活化。由于氨基的亲核能力比羟基强,PNIPAAm的空间位阻较大,因此酰化反应优先发生在C2-NH2上。
2.2　表征
2.2.1　FT-IR:在壳聚糖的红外图谱中(Fig.1),可看出3400cm-1左右的宽峰,是-OH的伸缩振动吸收峰与-NH2伸缩振动吸收峰的重叠峰,1596cm-1为-NH2的面内弯曲振动峰。由于本反应使用的壳聚糖脱乙酰化程度较高,因此在红外谱中基本上看不出乙酰胺基的羰基峰。在PNIPAAm-COOH聚合物的红外图谱中,可以看到在2972cm-1～2879cm-1有-CH3、-CH2对称和不对称伸缩振动峰,1714cm-1有羧酸中羧基伸缩振动峰,1647cm-1有聚合物的羰基伸缩振动峰,1544cm-1为C-N弯曲振动峰,而在1600cm-1的C=C伸缩振动峰消失,说明聚合反应发生,并且聚合物中含有羧基。PNIPAAm-CS的红外图谱与壳聚糖和PNIPAAm-COOH相比,由于衍生化后产-OH和-NH,使处于3400cm-1的峰变得宽,2972cm-1～2879cm-1处明显增加-CH3、-CH2对称和不对称伸缩振动峰,15cm-1为-NH的面内弯曲振动峰。由于羧酸-NH2发生反应,所以1714cm-1的羧酸中羧伸缩振动峰消失,而1647cm-1处的羰基振动则明显增强。

2.2.2　NMR谱:壳聚糖的H-NMR、CNMR谱(Fig.2和Fig.3)可归属如下:1HNMR(300MHz,D2O/F3CCOOD),δ:4.76(H1),3.09(H2),3.43～3.81(H3,H4,H5,H6),1.96(NHCOCH3)。13C-NMR(300MHz,D2O/F3CCOOD),δ:97.5(C1),76.5(C4),75(C5),70(C3),60(C6),55.6(C2)[5]。PNIPAAm-CS的1H-NMR(500MHz,D2O/F3CCOOD)(Fig.2)的归属如下:0.85(H7′,H8′,),2.89～2.41(H2′,H3′,H5′),1.44左右的宽峰为(H4′),4.0左右的小峰为(H9′),6.0的小峰为酰胺上氢的峰(H10′、H11′)。如图所示(Fig.3),13C-NMR(300MHz,D2O/F3CCOOD)出现了明显的羰基峰信号174.93和161.52,35.27～32.07(C2′,C3′,C4′,C5′),41.52(C9′),19.81(C7′,C8′)。PNIPAAm-CS的元素分析数据:N6.52%,C36.29%,H7.16%,C/N=6.52(摩尔比),根据文献[6]可计算PNIPAAm的取代度为52%。通过以上FT-IR、1H-NMR、13C-NMR确证了本文所制得的PNIPAAm-CS的结构。

2.3　物理性质分析
2.3.1　粉末X射线衍射:Fig.4为壳聚糖衍生化前后的WAXD图。壳聚糖本身在2θ为11°、20°、22°处各出现一个较尖锐的衍射峰,而壳聚糖的衍生物PNIPAAm-CS位于2θ为11、22°的结晶衍生峰消失,20°的衍射峰也明显变宽。这说明壳聚糖衍生物分子间的作用力比壳聚糖明显变弱,分子间氢键、结晶能力下降,大部分晶体变成无定型结构。