[發(fā)明專利]一種兩性殼聚糖聚合物的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710022541.4
• 申請日: 2007-05-11
• 公開（公告）號: CN101050242A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍柱;張榮;于麗娜
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種兩性殼聚糖聚合物的合成方法，屬于分析生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物中的有機(jī)物是地球生命存在的主要表達(dá)形式，也是當(dāng)今生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)，它們是由碳水化合物、蛋白質(zhì)和核糖三大成分組成。自然界存在的和每年產(chǎn)生最多的有機(jī)物，就是碳水化合物即多糖，多糖中數(shù)目最大的是纖維素，其次是甲殼素，再次是淀粉。甲殼素大量存在于蝦殼和蟹殼等甲殼類水產(chǎn)品加工后的固體廢棄物中，這些廢棄物堆放兩三天，就會(huì)腐臭，造成環(huán)境污染。殼聚糖是甲殼素經(jīng)脫乙酰基得到的，是自然界中唯一的堿性多糖。甲殼素和殼聚糖用途廣泛，其實(shí)是一類寶貴的生物資源，大多用于食品和食品添加劑，還可用于生產(chǎn)各種藥物和藥品，以及無毒絮凝劑、化妝品、其它一些化學(xué)品等，它們的開發(fā)利用將在高科技領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮重要作用。

殼聚糖的分子內(nèi)、分子間有較強(qiáng)的氫鍵作用，形成了有序的大分子結(jié)構(gòu)結(jié)晶體，使得殼聚糖呈緊密的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，不溶于普通溶劑，造成加工困難，限制了其推廣應(yīng)用。因此，對殼聚糖進(jìn)行化學(xué)改性，改善其溶解性和加工性能，成為較為活躍的研究課題。對殼聚糖進(jìn)行改性的方法主要有以下幾個(gè)方面：(1)交聯(lián)反應(yīng)：殼聚糖可以通過雙官能團(tuán)的醛或酸酐等進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)反應(yīng)主要是在分子間發(fā)生，也可在分子內(nèi)發(fā)生。交聯(lián)反應(yīng)中，主要是醛基與氨基生成西佛堿結(jié)構(gòu)，其次是醛基與羥基的反應(yīng)。(2)接枝共聚反應(yīng)：殼聚糖分子鏈上的活性基團(tuán)很多，可以進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)。在殼聚糖的葡萄糖單元上接枝乙烯基單體或其它單體，合成半聚合物多糖，是改性的一個(gè)熱點(diǎn)。(3)羧甲基化：在堿性條件下，殼聚糖與氯乙酸反應(yīng)得羧甲基殼聚糖。由于此反應(yīng)過程中伴隨著脫乙酰化及降解反應(yīng)，因此最后得到可溶于水的兩性聚電解質(zhì)產(chǎn)物。羧甲基化能夠顯著地提高殼聚糖地水溶性。(4)陽離子化：殼聚糖可以在一些有機(jī)溶劑中與陽離子化合物發(fā)生反應(yīng)，得到陽離子殼聚糖，增加其溶解性。陽離子化可以較好地增強(qiáng)殼聚糖的正電性效果。

通過上述改性方法可以不同程度的提高殼聚糖的性能，但是由于都是對殼聚糖采用單一的方法進(jìn)行化學(xué)改性，得到的殼聚糖衍生物性能往往比較單一，不能使殼聚糖同時(shí)具有兩種或者更多的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，從而提供一種對殼聚糖采用季銨化和羧甲基化進(jìn)行改性的方法，在殼聚糖的分子鏈上引入負(fù)電性的基團(tuán)羧甲基基團(tuán)和帶正電荷的基團(tuán)季銨鹽基團(tuán)，使殼聚糖的分子鏈上含有兩種不同電荷類型的取代基，最終得到一種新型的殼聚糖衍生物——兩性殼聚糖聚合物。

本發(fā)明的主要解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明兩性殼聚糖聚合物的合成方法采用以下工步驟：

1、溶解：將殼聚糖溶于1000ml5％-10％的醋酸溶液中，邊攪拌邊溶解為殼聚糖溶液；

2、反應(yīng)：在殼聚糖溶液中依次加入0.5-1.0mmol/L的引發(fā)劑硝酸鈰銨和二烯丙基二甲基氯化銨溶液(DMDAAC水溶液)20-100g，在90～100℃溫度條件下通氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)3-10h為硝酸鈰銨溶液；

3、沉淀、洗滌、抽濾：將上述得到的硝酸鈰銨溶液于40℃-50℃下冷卻，用70％-90％的乙醇沉淀、甲醇洗滌3-5次、利用真空泵進(jìn)行抽濾、真空干燥，用50ml-100ml丙酮在索氏萃取器中抽提6-20h除去均聚物，在溫度：70-100℃、真空度：0.5-1.0MPa條件下干燥10-15h，提純得到季銨化殼聚糖；

4、堿化：將上述得到的100g季銨化殼聚糖于1000ml的溶劑異丙醇中，加入濃度為30％-50％的氫氧化鈉水溶液，在40-60℃下堿化1-3h；

5、羧甲基化：堿化后的季銨化殼聚糖在堿性條件下以50-100g的一氯乙酸為羧甲基化試劑在40-90℃條件下對堿化的季銨化殼聚糖進(jìn)行羧甲基化6-8h得到兩性殼聚糖物料；

6、抽濾、除鹽、脫水：將兩性殼聚糖物料用布氏漏斗進(jìn)行抽濾，用70％-90％的乙醇500ml洗滌除鹽，再用無水乙醇300-500ml和丙酮300-500ml洗滌2-5次脫水；

7、烘干：脫水后的兩性殼聚糖物料在80℃-90℃條件下烘干10-20h即得到兩性殼聚糖。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：