專利名稱：油溶性殼聚糖衍生物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料制備領(lǐng)域，特別是涉及一種油溶性殼聚糖衍生 物的制備方法。
背景技術(shù)：
甲殼素是自然界中儲(chǔ)存量?jī)H次于纖維素的第二大天然生物高分子，殼 聚糖是甲殼素經(jīng)化學(xué)處理脫乙酰基后的產(chǎn)物，是一種環(huán)境友好型高分子。 殼聚糖具有無毒、良好的生物相容性、生物可降解性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，殼聚 糖又具有抗癌性、抗菌性、止血性、增強(qiáng)人體免疫能力等諸多優(yōu)異性能。 因此殼聚糖在食品、化妝品、環(huán)保、紡織、印染、造紙等工業(yè)上有較大的 應(yīng)用價(jià)值，尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以作為燒傷敷料、術(shù)后粘連材料、藥物 載體、酶抑制劑等。
但是殼聚糖不溶解于水，只溶解于稀酸的水溶液，尤其是殼聚糖難溶 解于有機(jī)溶劑，這極大地限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。為拓寬其應(yīng)用范圍， 許多研究對(duì)殼聚糖中的羥基和胺基進(jìn)行了多種化學(xué)改性，如醚化、烷基化、 酯化、磺化、羧基化、季銨化等，從而得到了溶解于水溶液且性能各異的 殼聚糖衍生物。其中，大部分文獻(xiàn)和專利是關(guān)于水溶性殼聚糖衍生物的制 備。這些方法的不足之處在于得到的水溶性殼聚糖衍生物的取代度比較低， 且需要在酸性條件下制備，容易引起殼聚糖在酸性溶液中的降解，不僅使 得制備的殼聚糖衍生物的分子量降低，且改變了原有的生物性能。
與水溶性殼聚糖衍生物的制備方法相比較，油溶性殼聚糖衍生物的制
備方法國(guó)內(nèi)外報(bào)道較少。Zong等人(Polymer,2000(41):899-906)報(bào)道了殼
聚糖和癸酰氯、辛酰氯、庚酰氯的酯化反應(yīng)。該方法存在以下缺點(diǎn)l.制 備的殼聚糖衍生物不能溶解于醇類有機(jī)溶劑；2.其制備方法復(fù)雜，后處理 麻煩，增加了成本；3。采用吡啶作為有機(jī)溶劑，既提高了成本，又引入了 有毒物質(zhì)，大大降低了殼聚糖衍生物的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值；4.殼聚糖分子 上的氨基和羥基被全部取代，致使殼聚糖衍生物活性大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、工藝簡(jiǎn)單的油溶性殼聚糖衍生物 的制備方法。該方法制備出的殼聚糖衍生物可以溶解于多種有機(jī)溶劑，其 取代度易于控制、不易發(fā)生降解。
本發(fā)明所提供的一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法，包括以下步驟
(1) 將殼聚糖加入到體積比為1 5:1的有機(jī)胺和氯代垸烴混合溶液中， 室溫下攪拌放置48小時(shí)；
(2) 在上述混合溶液中滴加30 60wt。/。的長(zhǎng)鏈酰氯的氯代烷烴溶液，室溫 下反應(yīng)2 4小時(shí)，滴加的長(zhǎng)鏈酰氯是殼聚糖摩爾數(shù)的0.5 8倍；
(3) 升溫至75 80。C，回流6 10小時(shí)，得到油溶性殼聚糖衍生物。
上述步驟(1)中的殼聚糖原料為脫乙酰甲殼素，其脫乙酰度為50 90%,重均分子量為3000 1000000。
上述步驟(1)中的的有機(jī)胺為三乙胺、二乙胺、乙胺、吡啶、三丙胺、 二正丙胺、二正丁胺、三正丁胺、異丁胺或二異丁胺。
上述步驟(1)和(2)中的氯代烷烴為二氯甲烷、三氯甲烷或四氯化碳。
上述步驟(2)中的長(zhǎng)鏈酰氯為己酰氯、庚酰氯、辛酰氯、壬酰氯、癸 酰氯、十二烷酰氯、十四烷酰氯、十六垸酰氯、十八烷酰氯或其混合物。
上述步驟(3)中的油溶性殼聚糖衍生物具有以下結(jié)構(gòu)通式(I)，取代度 為0.5 4，
<formula>formula see original document page 5</formula>式中，R為CO(CH2)nCH3， n為4，5，6,7，8，10,12，14，16， x為0,5 0.9。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 改性后的殼聚糖衍生物取代了一NH2和一0H基團(tuán)上的H原子，引入了 有機(jī)溶劑性的長(zhǎng)鏈基團(tuán)，不僅破壞了殼聚糖分子中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，而且使殼 聚糖衍生物可以溶解在丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氫呋喃、 乙醇、甲醇、異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、 N，N-二乙基甲酰胺、苯、 甲苯、吡啶、二甲基砜(MSM)、 二甲基亞砜(DMSO)等多種有機(jī)溶劑中；
2、 原料酰氯在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，其他有機(jī)溶劑在反應(yīng)后可回收利用，成本 較低，反應(yīng)過程可控性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)過程易于操作，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 業(yè)化；
3、 制備過程中釆用無毒的有機(jī)溶劑，且容易去除，目標(biāo)產(chǎn)物容易提純，保 留了殼聚糖原有的生物活性和生物相容性；
4、 本發(fā)明方法通過在殼聚糖分子上的氨基和羥基引入長(zhǎng)鏈酰氯，提高了油 溶性殼聚糖衍生物的生物活性，并且可以通過調(diào)整反應(yīng)條件來控制殼聚糖 衍生物的取代度，這為殼聚糖衍生物的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用墊定了良好的應(yīng)用基 礎(chǔ)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
將4.0g殼聚糖(脫乙酰度DP=80%,重均分子量M『100000)加入到 200mL體積比為2:l的三乙胺和三氯甲烷的混合溶液中，室溫下攪拌放置
48小時(shí)，將27.0g十八烷酰氯溶解在60mL的三氯甲烷中攪拌均勻，慢慢 滴加到殼聚糖的溶液中，反應(yīng)2小時(shí)，再升溫至80。C，反應(yīng)8小時(shí)后冷卻， 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，真空干燥，得到白色粉狀殼聚糖衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下
CH3
其中R為CO(CH2)16CH3， x=0.8實(shí)施例2
以體積比為5:1的吡啶和二氯甲烷為混合溶液，其他步驟同實(shí)施例1， 得到的殼聚糖衍生物結(jié)構(gòu)式如下
CH3
其中R為CO(CH2)16CH3， x=0.8
實(shí)施例3
將4.0g殼聚糖(脫乙酰度DP=50%，重均分子量Mw^5000)加入到 200mL體積比為1:1的吡啶和二氯甲垸的混合溶液中，室溫下攪拌放置48 小時(shí)，將11.4g已酰氯溶解在20mL的四氯化碳中攪拌均勻，慢慢滴加到 殼聚糖的溶液中，反應(yīng)2小時(shí)，再升溫至75。C，反應(yīng)6小時(shí)后冷卻，旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)，真空干燥，得到白色粉狀殼聚糖衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下-
6<formula>formula see original document page 7</formula>
其中R為CO(CH2)4CH3， x=0.5
以體積比為3:1的三丙胺和二氯甲垸為混合溶液，將4.6g十二烷酰氯 溶解在10mL 二氯甲烷中攪拌均勻，其他步驟同實(shí)施例3，得到的殼聚糖 衍生物結(jié)構(gòu)式如下-
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中R為CO(CH2)1()CH3， x=0.5
將4.0g殼聚糖(脫乙酰度DP=90%，重均分子量Mw-lOOOOOO)加入到 200mL體積比為2:l的三丙胺和三氯甲烷的混合溶液中，室溫下攪拌放置 48小時(shí)，將5.8g十六烷酰氯溶解在20mL的三氯甲烷中攪拌均勻，慢慢滴 加到殼聚糖的溶液中，反應(yīng)2小時(shí)，再升溫至80。C，反應(yīng)6小時(shí)后冷卻， 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，真空干燥，得到白色粉狀殼聚糖衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下-
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中R為CO(CH2)14CH3， x=0.9
實(shí)施例6
將重量比為1:1的十二烷酰氯和十六烷酰氯的混合酰氯20g溶解在 30mL三氯甲烷中攪拌均勻，其他步驟同實(shí)施例5，得到的殼聚糖衍生物結(jié) 構(gòu)式如下
<formula>formula see original document page 8</formula>其中R為CO(CH2)14CH3，或R為CO(CH2)1()CH3， x=0.9 實(shí)施例7
將4.0g殼聚糖(脫乙酰度DP=80%，重均分子量Mfl00000)加入到 200mL體積比為3:l的三正丁胺和三氯甲烷的混合溶液中，室溫下攪拌放 置48小時(shí)，將45.0g十六垸酰氯溶解在80mL的三氯甲烷中攪拌均勻，慢 慢滴加到殼聚糖的溶液中，反應(yīng)2小時(shí)，再升溫至80。C，反應(yīng)6小時(shí)后冷 卻，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，真空干燥，得到白色粉狀殼聚糖衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下
其中R為CO(CH2)14CH3， x=0.8.
實(shí)施例8
將4.0g殼聚糖(脫乙酰度DP=90%，重均分子量Mw^l000000)用200mL 的體積配比為3:1的二甲胺和三氯甲烷的混合溶液中，室溫下攪拌放置48 小時(shí)，將6.5g癸酰氯溶解在5mL的三氯甲烷中攪拌均勻，慢慢滴加到殼 聚糖的溶液中，反應(yīng)3小時(shí)，再升溫至80。C，反應(yīng)10小時(shí)后冷卻，旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)，真空干燥，得到白色粉狀殼聚糖衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下-<formula>formula see original document page 9</formula>
其中R為CO(CH2)sCH3， x=0.9
實(shí)施例9
將4.0g殼聚糖(脫乙酰度DP=85%，重均分子量M『600，000)用200mL 的體積配比為2:1的三乙胺和二氯甲垸的混合溶液中，室溫下攪拌放置48 小時(shí)，將10g十二垸酰氯溶解在15mL的三氯甲烷中攪拌均勻，慢慢滴加 到殼聚糖的溶液中，反應(yīng)4小時(shí)，再升溫至80。C,反應(yīng)6小時(shí)后冷卻，旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)，真空干燥，得到白色粉狀殼聚糖衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中R為CO(CH2)1()CH3， x=0.85
實(shí)施例10
將163g十二垸酰氯溶解在180mL的三氯甲烷中攪拌均勻，其他步驟 同實(shí)施例9，得到的殼聚糖衍生物結(jié)構(gòu)式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中R為CO(CH2)1QCH3， x=0.8權(quán)利要求
1、一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將殼聚糖加入到體積比為1～5∶1的有機(jī)胺和氯代烷烴混合溶液中，室溫下攪拌放置48小時(shí)；(2)在上述混合溶液中滴加30～60wt％的長(zhǎng)鏈酰氯的氯代烷烴溶液，室溫下反應(yīng)2～4小時(shí)，滴加的長(zhǎng)鏈酰氯是殼聚糖摩爾數(shù)的0.5～8倍；(3)升溫至75～80℃，回流6～10小時(shí)，得到油溶性殼聚糖衍生物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的殼聚糖 為脫乙酰甲殼素，其脫乙酰度為50 90%，重均分子量為3000 1000000。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的有機(jī)胺 為三乙胺、二乙胺、乙胺、吡啶、三丙胺、二正丙胺、二正丁胺、三正丁胺、 異丁胺或二異丁胺。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)和(2)中所述的 氯代垸烴為二氯甲垸、三氯甲烷或四氯化碳。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的長(zhǎng)鏈酰 氯為已酰氯、庚酰氯、辛酰氯、壬酰氯、癸酰氯、十二烷酰氯、十四烷酰氯、 十六烷酰氯、十八垸酰氯或其混合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的油溶性 殼聚糖衍生物具有以下結(jié)構(gòu)通式(I)，取代度為0.5 4，<formula>formula see original document page 2</formula>通式(X)式中，R為CO(CH2)nCH3， n為4，5，6，7，8，10，12,14，16， x為0.5 0.9。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法。該方法是將殼聚糖加入到體積比為1～5∶1的有機(jī)胺和氯代烷烴混合溶液中，室溫下攪拌放置48小時(shí)；在上述混合溶液中滴加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30～60％的長(zhǎng)鏈酰氯的氯代烷烴溶液，室溫下反應(yīng)2～4小時(shí)，滴加的長(zhǎng)鏈酰氯是殼聚糖摩爾數(shù)的0.5～8倍；升溫至75～80℃，反應(yīng)回流6～10小時(shí)，得到油溶性殼聚糖衍生物。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了殼聚糖衍生物在多種有機(jī)溶劑中的溶解，且成本較低，反應(yīng)過程可控性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)過程易于操作，產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號(hào)C08B37/08GK101168573SQ20071017841
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者楊冬芝, 俊 聶, 馬貴平 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)