[發明專利]一種反應性殼聚糖衍生物的制備方法

無效

• 申請號: 200810224491.2
• 申請日: 2008-10-17
• 公開（公告）號: CN101367886A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 聶俊;馬貴平;楊冬芝
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張燕慧

技術領域

本發明涉及一種反應性N，O-殼聚糖衍生物的制備方法。屬于天然生物高分子材料制備領域。

背景技術

甲殼素是自然界中儲存量僅次于纖維素的第二大天然生物高分子，殼聚糖是甲殼素經化學處理脫乙酰基后的產物，是一種環境友好型天然高分子。殼聚糖具有無毒抗菌消炎、良好的生物相容性、生物可降解性強的優點，同時，殼聚糖又具有抗癌性、止血性、增強免疫能力等諸多優異性能。因此其在食品、化妝品、包裝材料、紡織印染、油田處理、農業應用等方面有較大的應用價值，尤其在生物醫學材料領域可以作為燒傷敷料、術后粘連材料、藥物載體、酶抑制劑等。

殼聚糖不溶解于水及有機溶劑，這極大地限制了其在工業上的應用。為拓寬其應用范圍，研究人員研究對殼聚糖中的羥基和胺基進行了多種化學改性，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和有機溶劑的殼聚糖衍生物。但是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；反應周期較長，后處理麻煩。

與水溶性殼聚糖衍生物的制備方法相比較，反應性殼聚糖衍生物的制備方法國內外報道較少。Ramb?Gupta等人(J.Biomater.Sci.Polymer?Edn，2005(4)：473-488)報道了殼聚糖和甲基丙烯酸縮水甘油酯在酸性條件下開環反應制備反應性殼聚糖衍生物，Mary?B.Chan-Park等人(Adv.Funct.Mater.，2007(17)：2139-2150)報道了殼聚糖和甲基丙烯酸縮水甘油酯在催化條件下開環反應制備反應性殼聚糖衍生物。但上述制備方法存在以下缺點：1.制備出的反應性殼聚糖衍生物的取代度很低，大約在0.4左右；2.制備方法復雜需催化劑，后處理提純麻煩，增加了成本；3.殼聚糖須溶解在有機酸中，反應過程中容易引起降解，使得殼聚糖衍生物的分子量降低；4.制備出的反應性殼聚糖衍生物的水溶解性和有機溶劑溶解性較差。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術中殼聚糖改性方法成本較高，工藝復雜，產物取代度低，易于發生降解的缺點，提供一種成本低，工藝簡單，產物取代度高，且不易發生降解的反應性殼聚糖衍生物的制備方法。

本發明所提供的一種反應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1～3:1的有機胺和氯代烷烴或有機胺和丙酮的混合溶液中，室溫下攪拌放置48小時；

(2)在-5℃的冰浴下冷卻攪拌2小時；

(3)滴加40～60wt％不飽和酰氯的氯代烷烴溶液，滴加時間為2～4小時，滴加的不飽和酰氯是殼聚糖摩爾數的2～4倍；

(4)繼續在常溫下反應6小時，過濾后的沉淀即為反應性殼聚糖衍生物。

上述步驟(1)中的殼聚糖是脫乙酰甲殼素，其脫乙酰度(DP)為50～90％，重均分子量為3,000～1,000,000。

上述有機胺為三乙胺、乙胺或苯胺。

上述步驟(1)和(3)中的氯代烷烴為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳或二氯乙烷。

上述不飽和酰氯為甲基丙烯酰氯或丙烯酰氯。

本發明制備出的反應性殼聚糖衍生物具有以下結構通式(I)，取代度為1～3.8，

???????????????????通式(I)

式中，R為COCH＝CH₂或COCH＝CHCH₃。

本發明通過在殼聚糖分子上的氨基和羥基引入不飽和酰氯，得到反應性殼聚糖衍生物。可以通過調整反應條件來控制殼聚糖衍生物的取代度，不僅使其具有天然高分子的生物相容性、生理活性外，還成功實現了其衍生物在紫外光照下的聚合。

用1wt％乙酸溶液溶解20wt％反應性殼聚糖衍生物，再加入1wt％自由基光引發劑，在紫外光強30mw/m²的條件下照射20秒即可引發聚合。自由基引發劑是2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮(1173)、1-[4-(2-羥基羥乙基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷(2959)或1-羥基-環已基-苯基甲酮(184)。