[發明專利]微波促進高分子量殼聚糖烷基化新方法

有效

• 申請號: 201010253792.5
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101891841A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 于世濤;李露;裴立軍;劉仕偉;劉福勝;解從霞
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種在微波輻射下對高分子量殼聚糖進行堿化，制備較高取代度N-烷基殼聚糖的新方法。

背景技術

高分子量和取代度的N-烷基殼聚糖具有良好的成膜和成纖性能，在生態材料、紡織和醫藥等領域的應用前景十分廣闊。目前，國內外專利和文獻均未見以高分子量(＞90萬)的殼聚糖為原料，制備高分子量和取代度的N-烷基殼聚糖的報道。對于以低分子量的殼聚糖為原料制備N-烷基殼聚糖的工藝路線主要有兩條，路線一，殼聚糖與烷基醛反應生成亞胺，再經過NaBH₄還原，制備N-烷基殼聚糖。謝英(應用化學，2008，25(10)：1201-1204)和李作為(食品工業科技，2006，27(8)：63-65)采用該路線制備N-烷基殼聚糖，殼聚糖分子量一般在4～5萬；辛梅華(應用化學，2005，22(12)：1357-1359)采用微波輻射技術對該工藝進行了改進，縮短了反應時間，提高了轉化效率，但所用殼聚糖的分子量僅在3000左右；李明春(CN100503646C)采用此工藝制備了雙取代的N-烷基殼聚糖，使用的殼聚糖分子量也不超過10000。路線二，殼聚糖與鹵代烷在堿性溶液中反應直接制得N-烷基殼聚糖。姚康德(CN1386548A)采用分子量4～5萬，脫乙酰度大于90％的殼聚糖為原料，制備出了不同取代度的N-烷基殼聚糖；Liu(Bioconjugate?Chem，2003，14，782-789)也對該工藝進行了報道，所用殼聚糖的分子量僅為5萬。以上兩條路線均以低分子量殼聚糖為原料，制得的N-烷基殼聚糖分子量低，難以達到制備高性能殼聚糖膜和纖維的要求。因此如何制備高分子量和取代度的N-烷基殼聚糖十分重要。

發明目的

本發明的目的是為了提供一種以高分子量殼聚糖為原料，高效制備高分子量和取代度N-烷基殼聚糖的新方法。

發明內容

本發明的技術方案是這樣實現的：在常溫常壓下，將堿(如，NaOH，KOH等)、異丙醇和殼聚糖粉末一起加入反應瓶中，使其混合均勻，將其放入微波反應器中在功率300-600w，40～60℃處理5-60分鐘，得到在堿液中溶脹均勻的殼聚糖反應液。然后將反應瓶移出微波反應器，加熱到一定溫度，緩慢滴加鹵代烴(C₂～C₁₆)，其加入量為與殼聚糖氨基摩爾比為1.1～1.2，反應溫度40～100℃，反應3-4h。反應結束后將產物用稀鹽酸中和至中性，沉淀、過濾，用乙醇、乙醚洗滌，真空抽濾得到高分子量和高取代度的烷基殼聚糖產物。

本發明采用殼聚糖原料的分子量90～150萬，脫乙酰度＞70％，灰分＜0.6％。

發明效果

本發明提供的高分子量和取代度的烷基殼聚糖的制備方法是采用在微波輻射下對殼聚糖進行堿化，破壞了殼聚糖分子間或分子內的強氫鍵作用，使大量的氨基暴露出來，增加了與鹵代烷烴的接觸機會，從而加快了反應速率。本發明克服了背景技術中存在的只能以低分子量殼聚糖為原料制備N-烷基殼聚糖的缺點，為高分子量和取代度的N-烷基殼聚糖的制備提供了一種有效方法。

具體實施方式

以下結合實施例進一步說明，并非限制本發明所涉及的范圍。

實施例1：

殼聚糖原料：分子量150萬，脫乙酰度為85％，灰分為0.3％。

分子量的測定方法：樣品溶于0.2mol/L氯化鈉+0.1mol/L乙酸溶液中，在25℃下用烏氏黏度計測定。利用一點法計算樣品特性黏度。以Mark-Houwink方程計算黏均相對分子質量(K＝1.81×10^-3cm³/g，α＝0.93)。

在常溫常壓下，向裝有2gNaOH和40mL異丙醇的三口瓶中，緩慢加入2.10g殼聚糖，攪拌均勻，放入微波反應器，在功率600w，60℃，堿化1小時。然后將三口瓶移到磁力攪拌加熱器中升溫到75℃，緩慢滴加溴代十六烷，其加入量為與殼聚糖氨基摩爾比為1.1，反應3h。反應結束后將產物用稀鹽酸中和至中性，沉淀、過濾，用乙醇、乙醚洗滌，真空抽濾得產品。采用酸堿滴定法測得取代度為44.5％。取代度的測定方法如下：