專利名稱：多糖的受控氧化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用氧化劑受控氧化包含游離-CH2OH伯羥基基團的寡糖和/或多糖以便選擇性地產(chǎn)生羧化的寡糖和/或多糖的方法。
背景技術(shù)：
在隨后的說明書中和權(quán)利要求書中，術(shù)語“多糖”將用來無區(qū)別地表示寡糖或多糖或它們的混合物。
用二氧化氮(NO2/N2O4)作為氧化劑氧化多糖是眾所周知的反應(yīng)。
Yackel等在US 531,283中特別描述了用NO2氣體在小于或等于20℃的溫度條件下選擇性氧化纖維素。但使用NO2氣體已被證明是棘手的，其尤其會導(dǎo)致氧化的不均勻性。因此幾位作者提出了各種在有機溶劑介質(zhì)中的氧化方法。
因此，Kenyon等在US 2 423 707中，或者Ashton等在US 3 364200中描述了用二氧化氮在非水溶劑如四氯化碳及氟利昂113和11中氧化纖維素。Boardman和Saferstein的美國專利5 180 398描述了用二氧化氮在全氟溶劑中氧化纖維素，并且Kosowski等在US 5 914 003中使用了另一類溶劑氫氟醚來代替以前使用的氯氟烴。
但是，使用鹵代溶劑意味著對環(huán)境的危害。此外，對于眾多應(yīng)用來說，特別是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，必須要有均勻氧化的產(chǎn)品。
這些迫切的需要引導(dǎo)本發(fā)明人尋求新的氧化條件，其對于環(huán)境是更加令人滿意的，并可具有更好地滿足實際需要的均勻羧化的多糖。
因此，通過他們的研究已經(jīng)可以觀察到，可在可供選擇的反應(yīng)介質(zhì)中進行多糖的氧化，這尤其使得能夠在保持氧化劑反應(yīng)性的同時增溶大量的氧化劑。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的氧化多糖的方法，其可獲得可變質(zhì)量％的羧酸含量，在纖維素的情況下，該含量最高達約25.5％(這對應(yīng)于伯羥基基團的100％氧化)，該含量由反應(yīng)持續(xù)時間和均勻分布的氧化劑的量控制，而與氧化程度無關(guān)。
本發(fā)明的目的也在于所獲得的新型多糖和在各種工業(yè)領(lǐng)域中利用它們的性質(zhì)。
用于通過使用氧化劑受控氧化包含游離-CH2OH基團的多糖的本發(fā)明方法的特征在于，對于氧化反應(yīng)來說使用相對于所用氧化劑為惰性的粘滯流體(fluide densifié)。
這種粘滯流體由常溫和常壓條件下為氣態(tài)的分子組成，其對于所用氧化劑來說是惰性的，并且其在超過2MPa(20巴)下被壓縮。
粘滯流體是在它們不再遵守理想氣體狀態(tài)方程的壓力下進行壓縮的氣體。這些溫度和壓力范圍內(nèi)的熱力學(xué)性質(zhì)是復(fù)雜的，并且能夠顯示出例如兩相，膨脹液體和粘滯氣體。
在粘滯氣體的情況下，壓力乘以體積的乘積不再是常數(shù)，并隨著壓力增加而減小，這導(dǎo)致密度的相關(guān)增加。這種現(xiàn)象可以通過從一定壓力開始在分子之間產(chǎn)生相互作用來解釋。
那么，粘滯流體的性質(zhì)將取決于相對于所用溫度和壓力條件的臨界點的接近。
因此，視情況而定，粘滯流體要么是粘滯氣相的形式，要么是膨脹液相的形式。
它們通常具有介于氣體和液體之間的性質(zhì)。與氣體不同，不僅在它們的膨脹液體形式時，而且在它們的粘滯氣相形式時，它們尤其具有一定的與通常是相對非揮發(fā)性的分子相關(guān)的溶劑能力。這種溶劑能力很大程度上取決于粘滯氣體的密度和溶劑分子與溶質(zhì)分子之間的親和力。
能夠使用的惰性氣體包括稀有氣體He、Ne、Kr、Ar，或者CO2、N2，或全鹵化氣體，及它們的混合物，這樣的優(yōu)點是提供用于氧化劑的溶劑，其要么已經(jīng)是它的最大氧化態(tài)，要么對于所用氧化劑是中性和惰性的。
該一種或多種惰性氣體單獨使用，或者以與其他在常溫和常壓條件下為液態(tài)的助溶劑的混合物形式使用。
在一種變化形式中，該一種或多種惰性氣體與液態(tài)助溶劑如全氟化溶劑一起使用。
惰性氣體更加尤其是CO2、分子氮、氬氣或它們的混合物。在使用這些氣體的特定情況下，最終產(chǎn)物將因此不含與溶劑相關(guān)的污染物，這對于所形成的羧化多糖的目標工業(yè)應(yīng)用，尤其是它們的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用來說是極大的優(yōu)點。
也將有利地指出，它們的應(yīng)用與保護環(huán)境的安全方法一致。
氧化劑優(yōu)選為二氧化氮，這個術(shù)語表示NO2、N2O4二聚體及它們的混合物。
惰性氣體例如CO2、氮氣或氬氣通常已知缺乏與其它分子的相互作用。但是，本發(fā)明人非常令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，當它們以粘滯流體形式使用，要么是粘滯氣體的形式，要么是膨脹液體的形式，則可增溶大量NO2反應(yīng)物或大量一般的氧化劑。
在使用CO2作為惰性粘滯流體的情況下，在粘滯氣體和膨脹液體的條件下，已經(jīng)注意到一定的溶劑能力。
不過，NO2在膨脹液相中的溶解度是無限的，然而它在粘滯氣相中受到閾值的限制。
所述溶解度根據(jù)溫度和壓力條件可變。
作為說明，它在40℃和8MPa(80巴)下是大約15mg/ml。高于這個值時，隨著膨脹液相的出現(xiàn)，則發(fā)生凝聚現(xiàn)象。
在這些條件下增溶的NO2明顯能以令人滿意的方式利用多糖實施伯羥基的氧化反應(yīng)。
這種氧化在兩相中是有效的和選擇性的。但是，為了獲得令人滿意的氧化程度而必須在粘滯氣相中涉及的NO2量似乎比膨脹液體的情況要少。這些結(jié)果反映了如下事實，NO2在粘滯氣相中比在膨脹液相中更具反應(yīng)性。
氧化反應(yīng)在密閉系統(tǒng)中，在壓力下，優(yōu)選在大約20-60℃，尤其是20-40℃的溫度下，和在大約2-40MPa(20-400巴)，尤其是約6-18MPa(60-180巴)的壓力下進行。
在使用CO2的一個實施方式中，在大約7.4-11MPa(74-110巴)，尤其是約9MPa(90巴)的壓力下，溫度是大約31-50℃，尤其是約40℃。
將多糖放在反應(yīng)器中，然后用惰性粘滯流體充填該反應(yīng)器。這些多糖通常是“纖維”的形式，這一術(shù)語無區(qū)別地是指原纖、微原纖、晶體、粉末或凍干物，或其它形式。
必要時在氧存在下，使用氧化劑，尤其是二氧化氮。這種氧化劑以相對于期望氧化的CH2OH的量過量使用。構(gòu)成溶劑的惰性氣體以相對于NO2過量的量使用，應(yīng)該理解，這些化合物各自的量將由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)為獲得具有期望羧基含量的多糖而選擇的所有操作條件來調(diào)節(jié)。
在反應(yīng)結(jié)束時，通過在反應(yīng)器中產(chǎn)生一種或多種溶劑/氧化劑的混合物的泄漏率(débit de fuite)，并且同時通過適當?shù)氖侄伪３謮毫Σ蛔兊馗哂诠ぷ鲏毫蛘咴谂c工作壓力相同的水平上，從而通過稀釋來進行洗滌。因此，氧化劑保持在粘滯流體中的溶解狀態(tài)，然后可被逐漸除去，而沒有存在NO2過濃的液態(tài)的情況。
這種稀釋-洗滌設(shè)置也可有效地除去氧化劑和可能存在于處理的多糖中的其它副產(chǎn)物。
在通過清掃洗滌并除去NO2的步驟之后，在可保持單相體系的條件下降低壓力。尤其是在約40℃的高溫下進行該過程。
為了確保已除去所有殘余的氧化劑，有利地在低壓下用惰性氣體進行清掃。
用極性溶劑或極性溶劑的混合物洗滌在氧化反應(yīng)結(jié)束時回收的多糖。為了除去反應(yīng)副產(chǎn)物如HNO3，合適的溶劑是醇類溶劑，例如異丙醇/水。
在纖維素的情況下，質(zhì)量％的羧酸含量可最高達25.5％。
進行氧化反應(yīng)的多糖是半結(jié)晶或微原纖產(chǎn)品，例如纖維素、殼多糖、淀粉、直鏈淀粉、黑曲霉多糖((α(1→3)α(1→4)葡聚糖))、β(1→3)葡聚糖、β(1→4)甘露聚糖、β(1→3)木聚糖、菊粉、瓊脂糖、角叉藻聚糖或葡甘露聚糖。
需要回顧的是，天然纖維素由通過β(1→4)鍵彼此連接的D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成，并以幾種結(jié)晶形式存在(天然狀態(tài)下的纖維素I形式；在堿性介質(zhì)中處理或衍生化，接著再生/凝固之后的纖維素II；在液態(tài)NH3介質(zhì)中或在胺存在下處理天然纖維素之后的纖維素III)。
說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“纖維素”無區(qū)別地是指各種類型的纖維素。
纖維素II尤其可為絲線、海綿或膜的形式。
尤其是，纖維素II具有在擠出模具中成形的優(yōu)點，從而得到各種尺寸的長絲。可使用所有類型的再生纖維素，而不管它們是根據(jù)粘膠法，還是根據(jù)溶劑法獲得的，只要它們不用TiO4或重金屬處理。
取決于操作條件，也可氧化基于這些長絲的織物，同時保留這些織物的結(jié)構(gòu)，以獲得吸收性敷料，和/或止血敷料類的應(yīng)用，或生物可再吸收性外科手術(shù)用線。
殼多糖由通過β(1→4)鍵彼此連接的N-乙酰基-D-葡糖胺單元構(gòu)成。
β(1→3)葡聚糖由通過β(1→3)鍵彼此連接的D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成。
β(1→4)甘露聚糖由通過β(1→4)鍵彼此連接的D-吡喃甘露糖單元構(gòu)成。
黑曲霉多糖由通過交替的α(1→3)和α(1→4)鍵彼此連接的D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成。
淀粉由通過α(1→4)鍵彼此連接的D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成，并且其在適當?shù)奈恢脦в杏赏ㄟ^α(1→6)鍵彼此連接的D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成的支鏈。
直鏈淀粉由通過α(1→4)鍵彼此連接的D-吡喃葡萄糖單元構(gòu)成。
菊粉由β(1→2)-D-呋喃果糖單元構(gòu)成。
瓊脂糖由與α(1→3)3，6-脫水-L-吡喃半乳糖單元交替的β(1→4)-D-吡喃半乳糖單元構(gòu)成。
角叉藻聚糖由與α(1→3)3，6-脫水-D-吡喃半乳糖單元交替的β(1→4)-D-吡喃半乳糖單元構(gòu)成，并帶有1-3個硫酸酯基團(分別為κ、ι和λ角叉藻聚糖)。
獲得的羧化聚合物具有廣泛的性質(zhì)，這意味著它們在許多應(yīng)用中有很大的益處，其中它們可單獨使用，或以與兩種或更多種多糖的集合形式使用。
它們尤其是在以下方面很重要-在食品工業(yè)中，作為增稠劑，分散體、乳液和懸浮液的穩(wěn)定劑，作為低熱量食品或低脂肪或低膽固醇食品的表面活性劑；-在涂料、紙或紡織品工業(yè)中，作為填料的空間穩(wěn)定劑；-在農(nóng)業(yè)中，在殺蟲劑應(yīng)用中；-在制藥工業(yè)中，作為藥物的賦形劑、控制活性成分或生物分子釋放的試劑、軟膏或乳膏的載體、腸轉(zhuǎn)運劑、牙膏、香料載體；-在醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)或輔助醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域中(通過沉淀/親和吸附來分離或純化蛋白質(zhì)或病毒)；在外科中，這些多糖特別有用，例如用作人或動物的組織或器官修復(fù)的生物可再吸收性用線和/或織物。它們尤其是在外科手術(shù)過程中可以支撐和防止兩個器官之間的粘連。它們作為敷料、織物和海綿也是有利的，其具有止血和/或抑菌性質(zhì)；-在化妝品工業(yè)中，作為粘度改進劑和膠凝劑，特別是作為凝膠；或者作為軟膏和乳膏、或其它化妝品配制劑的載體，作為填料的穩(wěn)定劑；-作為配合或螯合金屬離子如鈣離子的試劑，其可特別用于洗滌劑、化妝品或表面處理；-核工業(yè)中的重金屬和放射性元素方面。
具體實施例方式
在參考

圖1A和1B及圖2A和2B的實施例中將顯示本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，這些圖描述了用于氧化多糖的裝置。
實驗1-5的裝置的描述操作方式方案1通過儲罐引入NO2首先將NO2預(yù)先裝到20ml的傳送儲罐R中，該儲罐R保持在10℃并插入到根據(jù)圖1A的包括幾個閥的設(shè)備F中。使包含NO2的瓶(AirLiquide，型號DR 030259)在10℃的溫度下平衡，然后將其連接至設(shè)備F的閥1。預(yù)先用氮氣流完全干燥設(shè)備F，隨后保持在0.2MPa(2巴)的氮氣壓力下。就在與NO2瓶進行連接的精確時刻釋放這一壓力。采取這些預(yù)防措施是為了防止NO2與設(shè)備F的管線中以氣相或液相形式最初存在的水之間的接觸，這種接觸會導(dǎo)致可能形成硝酸。通過柔性Teflon管將閥6連接至意在中和過量NO2的2％w/w氫氧化鈉的燒瓶。以如下方式進行裝配NO2瓶高于儲罐R并且NO2能夠通過重力流動。然后開啟NO2瓶上的閥，接著是閥1、3、4、5和6。然后觀察到氣體釋放到包含氫氧化鈉的燒瓶中?？刂崎y6的開啟，從而使氣體的釋放保持在這種水平，即，使得NO2在進入到燒瓶中時被有效地消除。因此用NO2氣體清洗該設(shè)備1分鐘。在這段時間之后，關(guān)閉閥5和6，使系統(tǒng)平衡，并使NO2從NO2瓶流到儲罐，以在儲罐中完全濃縮。15分鐘以后，關(guān)閉閥3和4，并斷開儲罐，同時保持由儲罐及閥4和5形成的組件E。預(yù)先將組件E稱皮重，然后通過稱重測量儲罐內(nèi)存在的NO2量。
進行以下方案，以將NO2引入到反應(yīng)器中(圖1B)。
閥1’和2’彼此連接并開啟，首先將超臨界狀態(tài)(40℃和8MPa(80巴))的CO2裝入反應(yīng)器中。然后根據(jù)方式2將組件E在閥1’和2’之間插入到反應(yīng)器的CO2進料回路上，閥1’和2’兩者是關(guān)閉的。開啟閥2’，接著開啟閥5，則儲罐R和反應(yīng)器之間壓力平衡。用壓力計Pr測量7.5MPa(75巴)的所得壓力。另一方面，將泵啟動，直到獲得用壓力計Pp測量的9MPa(90巴)的設(shè)定壓力。然后開啟閥1’和4，從而CO2能夠從泵流到反應(yīng)器，并將所有的NO2傳送到反應(yīng)器中。當反應(yīng)器內(nèi)的壓力達到9MPa(90巴)時，可以認為所有的NO2已經(jīng)被傳送，并關(guān)閉閥2’。反應(yīng)器安裝有兩個藍寶石窗，這使得還可以確認反應(yīng)介質(zhì)確實具有NO2的特征紅色。
反應(yīng)器的描述體積為250ml的316L不銹鋼反應(yīng)器由Parr Industrie提供(Pmax＝30MPa(300巴)，tmax＝150℃)。將它恒溫控制，它安裝有2個藍寶石窗并裝有磁力攪拌器。內(nèi)部放置帶孔的Teflon板，這可在反應(yīng)器中限定2個隔間。下部A允許磁力棒旋轉(zhuǎn)。樣品放在上部B中。用于加壓CO2的泵是Top Industrie氣動活塞泵(型號090210000，Pmax＝60MPa(600巴))。
操作方式方案2反應(yīng)器的描述使用與方案1相同的體積為250ml的316L不銹鋼反應(yīng)器。
操作方式樣品已被裝入反應(yīng)器(圖2B)，開啟CO2或壓力下氣體的入口閥V1和V2，同時開啟置于出口處的調(diào)節(jié)器D(TESCOM型號26-1700，帶有示蹤筒)，從而利用惰性氣體流量清掃反應(yīng)器中所含的空氣。然后關(guān)閉該調(diào)節(jié)器，以在工作溫度和壓力下使反應(yīng)器裝載稠密流體。如果稠密流體為CO2，則使用活塞泵(TOP INDUSTRIE型號090210000，Pmax＝60MPa(600巴))來達到工作壓力。如果稠密流體為壓縮氣體(氮氣或氬氣)，則使用閥V5和V6之間的管線作為緩沖儲存區(qū)來順序地充填反應(yīng)器，從而防止瓶和反應(yīng)器之間的直接接觸。利用壓力傳感器(Pr)控制反應(yīng)器中的壓力。然后，開啟V4時，通過下述注入設(shè)備將期望量的NO2引入到反應(yīng)器中。
NO2注入方案通過圖2A所示的壓力下注入的組件(TOP INDUSTRIE型號16441000)將NO2引入到反應(yīng)器中。這個注入組件是壓力倍增器，注入壓力通過壓縮空氣的反壓力來調(diào)節(jié)，該反壓力等于注入壓力的1/8，這一比例對應(yīng)于一方面包含NO2，而另一方面包含壓縮空氣的圓柱體的橫截面之比。將NO2瓶(Air Liquie，型號DR 030259)通過閥V1’、V3’和V4’連接到注射器。將包含NO2的注射器隔間保持在約13℃，使得NO2在注入到反應(yīng)器中之前為液態(tài)。該NO2隔間的總體積等于5ml，通過讀取注射器活塞的位移來獲知所注入的實際體積。通過開啟閥V1’、V 3’和V4’(瓶-注射器連接)來充填注射器，并且通過第二壓縮空氣回路(V7’和V8’開啟，V6’和V9’關(guān)閉)控制所取的NO2的量。當V1’、V 3’和V4’關(guān)閉且V5’開啟時，期望量的NO2被傳送到壓力下的氧化反應(yīng)器，并通過開啟V6’和V9’，關(guān)閉V7’和V8’來控制。在注入設(shè)備組件上設(shè)置氮氣惰性回路，其可預(yù)干燥和清洗管線和注射器。
洗滌方案在反應(yīng)結(jié)束時，通過用超臨界CO2稀釋來洗滌氧化的樣品。然后開啟閥V1和V4，將調(diào)節(jié)器D調(diào)節(jié)在洗滌的期望壓力下(通常為9-10MPa(90-100巴))。該調(diào)節(jié)器是上游壓力調(diào)節(jié)器，因此其可保證反應(yīng)器中的恒壓。加熱該調(diào)節(jié)器，以避免形成干冰，當反應(yīng)器壓力出口流的壓力減小至大氣壓時，會形成干冰。這種洗滌可除去反應(yīng)器中存在的大部分化合物。然后使反應(yīng)器緩慢減壓，以保持恒溫。
根據(jù)方案1的操作方式進行實施例1-5實施例1將2.90g TENCELL纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖1B)，然后用超臨界二氧化碳(40℃和8MPa(80巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案1將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和9MPa(90巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。保持溫度和壓力，在超臨界條件下用CO2進行洗滌。足夠慢地減壓，以使溫度保持恒定。在已打開反應(yīng)器之后，取出處理的纖維，用水∶異丙醇(1∶1)混合物洗滌三次，并用純異丙醇洗滌兩次，以除去水。在60℃的烘箱中干燥樣品3小時?；厥盏玫?.15g氧化的纖維素，其仍具有白色纖維的外觀。
測定氧化程度將200mg纖維素溶于2ml 0.5M的NaOH中，并用8ml水稀釋。該溶液用0.05M HCl的標準溶液滴定至中性，使用酚酞作為指示劑。不添加纖維素進行空白試驗。這樣測定的羧酸含量為14％。
實施例2將3.29g TENCELL纖維和2.2g Rayonne纖維分開地放在反應(yīng)器的隔間B中(圖1B)，然后用超臨界二氧化碳(40℃和8MPa(80巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案1將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和9MPa(90巴)攪拌下進行反應(yīng)5小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，通過在反應(yīng)器中產(chǎn)生泄漏率，同時借助用于提供壓力下的純CO2的泵保持壓力，從而進行反應(yīng)器的“稀釋洗滌”。在減壓之后，從反應(yīng)器中取出處理的纖維，用水∶異丙醇(1∶1)混合物洗滌3次，然后用純異丙醇洗滌以除去水。然后回收得到白色均勻纖維狀物質(zhì)，對于TENCELL纖維，羧酸含量為16％，對于Rayonne纖維，羧酸含量為17％。
實施例3將3.1g TENCELL纖維、2.7g Rayonne纖維和1.5gSpontex海綿塊分開地放在反應(yīng)器的隔間B中(圖1B)，然后用超臨界二氧化碳(40℃和8MPa(80巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案1將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和9MPa(90巴)攪拌下進行反應(yīng)7小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，通過在反應(yīng)器中產(chǎn)生泄漏率，同時借助用于提供壓力下的純CO2的泵保持壓力，從而進行反應(yīng)器的“稀釋洗滌”。在減壓之后，從反應(yīng)器中取出白色處理的纖維，用水∶異丙醇(1∶1)混合物洗滌3次，然后用純異丙醇洗滌以除去水。
對于TENCELL纖維，羧酸含量為17％，對于Rayonne纖維為18.5％，對于海綿為17％。
實施例4將4.05g TENCELL纖維、2.9g Rayonne纖維和1.3gSpontex海綿塊放在反應(yīng)器的隔間B中(圖1B)，然后用超臨界二氧化碳(40℃和8MPa(80巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案1將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和9MPa(90巴)攪拌下進行反應(yīng)2.2小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，通過在反應(yīng)器中產(chǎn)生泄漏率，同時借助用于提供壓力下的純CO2的泵保持壓力，從而進行反應(yīng)器的“稀釋洗滌”。在減壓之后，從反應(yīng)器中取出處理的纖維，用水∶異丙醇(1∶1)混合物洗滌3次，然后用純異丙醇洗滌以除去水。對于TENCELL纖維，羧酸含量為11％，對于Rayonne纖維為12％，對于海綿為11％。TENCELL和Rayonne纖維是白色的。
用天然紡織品纖維(棉，亞麻等)獲得類似的結(jié)果(受控氧化)。
實施例5通過在與實施例4相同的條件下進行該方法來進行rayonne織物(不同的織法和網(wǎng)眼)的氧化。用γ輻射消毒獲得的氧化織物。它的羧酸含量為12％。
實施例6將1.4g Rayonne纖維和1.5g棉籽絨放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用二氧化碳(42℃和10MPa(100巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在42℃和10MPa(100巴)攪拌下進行反應(yīng)15小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。對于Rayonne纖維，羧酸含量為15.9％，對于棉籽絨為6.4％。
實施例7將2.9g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用二氧化碳(40℃和7.5MPa(75巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將2.5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和7.5MPa(75巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定粘滯氣相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為10％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例8將1g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用二氧化碳(40℃和7.5MPa(75巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將2.5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和7.5MPa(75巴)攪拌下進行反應(yīng)15小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定粘滯氣相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。由此回收得到羧酸含量為15.9％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例9將3g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用二氧化碳(34℃和9.5MPa(95巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在34℃和9.5MPa(95巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為10％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例10將3.4g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用二氧化碳(23℃和8.5MPa(85巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將68g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在23℃和8.5MPa(85巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為3.2％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例11將2.9g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用超臨界二氧化碳(60℃和100巴)充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在60℃和10MPa(100巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為18.6％的物質(zhì)。
實施例12將3g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用二氧化碳(42℃和18MPa(180巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將33g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在42℃和18MPa(180巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為11％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例13將3.2g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用超臨界二氧化碳(41℃和9.5MPa(95巴))充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將52g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在41℃和9.5MPa(95巴)攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為14.4％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例14將1.65g Rayonne纖維和0.91g棉籽絨放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用亞臨界二氧化碳(40℃和5.7MPa)充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將2.5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和5.7MPa攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定粘滯氣相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到均勻纖維狀物質(zhì)，對于Rayonne，羧酸含量為11％，對于棉籽絨為4％。
實施例15將1.56g Rayonne纖維和1.02g棉籽絨放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用壓縮氮氣(40℃和8MPa)充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將2.5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和8MPa攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定粘滯氣相。在反應(yīng)結(jié)束時，通過引入壓力下的氮氣，同時保持泄漏率，從而進行稀釋洗滌。然后用異丙醇∶水的混合物在與實施例2相同的條件下進行洗滌。然后回收得到均勻纖維狀物質(zhì)，對于Rayonne，羧酸含量為14％，對于棉籽絨為6％。
實施例16將1g Rayonne纖維放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B).然后用壓縮氬氣(40℃和7.5MPa)充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將2.5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和7.5MPa攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定粘滯氣相。在反應(yīng)結(jié)束時，通過在反應(yīng)器中產(chǎn)生泄漏率，同時借助用于提供壓力下的純氬氣的泵保持壓力，從而進行反應(yīng)器的“稀釋洗滌”。然后用異丙醇/水混合物在與實施例2相同的條件下進行洗滌。然后回收得到羧酸含量為14.4％的均勻纖維狀物質(zhì)。
實施例17將3.01g葡甘露聚糖(型號M1HCO，Kalis，法國)放在包含磁力棒的燒杯中，并且該燒杯用Teflon膜密封。將此燒杯放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用超臨界二氧化碳(40℃和7.5MPa)充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和7.5MPa攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為7.8％的均勻粉末狀物質(zhì)。
實施例18將3.15g馬鈴薯淀粉(Roquette，法國)放在包含磁力棒的燒杯中，并且該燒杯用Teflon膜密封。將此燒杯放在反應(yīng)器的隔間B中(圖2B)，然后用超臨界二氧化碳(40℃和7.5MPa)充填反應(yīng)器。然后根據(jù)方案2將5g二氧化氮加入到反應(yīng)器中。在40℃和7.5MPa攪拌下進行反應(yīng)4小時。所用的反應(yīng)條件和CO2/NO2比確定膨脹液相。在反應(yīng)結(jié)束時，在與實施例2相同的條件下洗滌和處理樣品。然后回收得到羧酸含量為8.1％的均勻粉末狀物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.使用氧化劑受控氧化包含游離-CH2OH伯羥基基團的寡糖和/或多糖的方法，其特征在于，在相對于所用氧化劑來說為惰性的粘滯流體中進行氧化反應(yīng)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述流體是惰性氣體。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述惰性氣體選自稀有氣體、CO2、分子氮、全鹵化氣體及它們的混合物。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述惰性氣體選自CO2、分子氮或氬氣或者它們的混合物。
5.權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其特征在于，所述流體是粘滯氣相的形式。
6.權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其特征在于，所述流體是膨脹液相的形式。
7.權(quán)利要求4-6中任一項的方法，其特征在于，該一種或多種惰性氣體以與其它液態(tài)助溶劑的混合物形式使用。
8.權(quán)利要求1-7中任一項的方法，其特征在于，氧化劑是二氧化氮，即NO2、N2O4二聚體或者它們的混合物，必要時在氧氣存在下使用。
9.權(quán)利要求1-8中任一項的方法，其特征在于，在密閉系統(tǒng)中、在壓力下，在大約20-60℃，尤其是約20-40℃的溫度下和在大約2-40MPa(20-400巴)，尤其是約6-18MPa(60-180巴)的壓力下進行操作。
10.權(quán)利要求1-9中任一項的方法，其特征在于，將多糖放在密閉的反應(yīng)器中，然后用惰性粘滯流體充填該反應(yīng)器。
11.權(quán)利要求1-10中任一項的方法，其特征在于，氧化劑以相對于期望氧化的CH2OH的量過量使用。
12.權(quán)利要求1-11中任一項的方法，其特征在于，在反應(yīng)結(jié)束時，通過在反應(yīng)器中產(chǎn)生泄漏率，同時保持壓力不變地高于工作壓力或者在與工作壓力相同的水平，從而除去NO2。
13.前述權(quán)利要求任一項的方法，其特征在于，使用纖維素、淀粉或葡甘露聚糖作為多糖。
14.通過權(quán)利要求1-13中任一項的方法獲得的羧化多糖。
15.權(quán)利要求14的多糖，其特征在于，它具有可變質(zhì)量％的羧酸含量，在纖維素的情況下最高達25.5％。
16.權(quán)利要求14或15的多糖的用途，用在食品工業(yè)中，涂料、紙或紡織品工業(yè)中，農(nóng)業(yè)中，制藥工業(yè)中，醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)或輔助醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中；外科中，化妝品工業(yè)中，和用作配合或螯合金屬離子的試劑，核工業(yè)中的重金屬和放射性元素的方面。
17.權(quán)利要求16的用途，其特征在于，所述羧化多糖被用作人或動物的組織或器官修復(fù)的生物可再吸收性用線和/或織物。
18.權(quán)利要求16的用途，其特征在于，所述羧化多糖被用作具有止血和/或抑菌性質(zhì)的敷料、敷布、織物和海綿。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用氧化劑受控氧化包含游離－CH
文檔編號C08B33/08GK101018811SQ200580030839
公開日2007年8月15日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者M·維尼翁, S·蒙塔納利, D·薩曼, J－S·孔多萊特 申請人:國家科研中心, 圖盧茲聚合技術(shù)國家研究所