[發明專利]一種殼聚糖材料活性改性方法

無效

• 申請號: 201310416202.X
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103467620A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 阮長順;潘浩波;蔡青青;蔣立新
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

技術領域

本發明涉及殼聚糖材料的活性改性方法。

背景技術

殼聚糖（Chitosan，CS）是一種由自然界廣泛存在的幾丁質（chitin）經過脫乙酰作用得到的高分子糖苷類天然材料，其化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。這種天然高分子具有優異的理化生物性能如：生物相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等。已經被各行各業廣泛關注，在食品、化工、化妝品、水處理、金屬提取及回收、生物醫學工程等諸多領域的應用研究取得了重大進展。

目前，殼聚糖在生物醫學工程領域的應用，仍然集中在殼聚糖糖苷環上的幾個具有活性的位點（3-OH，6-OH或2-NH₂）上改性或者接枝，引入一些具有特異性質的活性物質，如活性多肽或者其他類型的活性基團，為殼聚糖材料的生物醫學方面應用作鋪墊。

但這些方法會帶來一些應用上的缺點：接枝等化學反應過程，導致工藝冗長，降低應用效率；殼聚糖糖苷上具有活性相似的位點，接枝具有隨機性，可控性差；接枝引入一些物質后，會影響殼聚糖材料的優良性質；殼聚糖主鏈上的活性位點較低，接枝效率也比較低。

因此，有必要開發一種簡便的工藝用于對殼聚糖材料進行活性改性，以克服接枝改性帶來的弊端。

發明內容

本發明旨在克服現有技術中通過接枝對殼聚糖材料活性改性的以上缺陷，提供一種新工藝以通過本體氧化開環獲得活性改性的殼聚糖材料。

本發明的技術方案為一種殼聚糖材料活性改性方法，包括步驟：S1將殼聚糖溶解于稀酸溶劑中，配制殼聚糖溶液；S2在氧化劑存在下，使所述殼聚糖溶液發生氧化反應，生成氧化反應液；S3將所述氧化反應液加入殼聚糖不溶解試劑中，以發生共沉淀；以及S4收集共沉淀產物，得到殼聚糖活性改性材料。

一些實施例中，所述稀酸溶劑可以為稀醋酸、稀鹽酸，等等，或它們的任意組合。

一些實施例中，所述殼聚糖溶液的濃度可以為1-20wt%。

一些實施例中，所述氧化劑可以為高碘酸類氧化劑，如高碘酸鈉；高錳酸類氧化劑，如高錳酸鉀；氯酸類氧化劑，如氯酸鉀；等等，或它們的任意組合。所述氧化劑的用量可以為使得殼聚糖糖苷單位與氧化劑的摩爾比為1：（0.5-2）。

一些實施例中，步驟S2可以在40-80℃進行。

一些實施例中，所述殼聚糖不溶解試劑可以為二氯甲烷、甲醇，或它們的任意組合。

一些實施例中，步驟S4可以使用透析法進行，步驟S3和S4可以重復進行2-3次。

本發明另一方面提供根據該方法得到的殼聚糖活性改性材料。

本發明利用殼聚糖本身結構特點，采用合適氧化劑進行本體氧化以使得糖苷環開環，形成雙醛基活性基團。因此使殼聚糖主鏈上具有既具有羥基，又具有高活性基團醛基的多活性基團聚殼聚糖材料，為下一步殼聚糖的生物醫學應用奠下基礎，也進一步擴大了殼聚糖材料的應用價值。

附圖說明

圖1為根據本發明用于殼聚糖材料活性改性的原理示意圖。

圖2和圖3分別示出根據本發明的方法，在對殼聚糖材料氧化前后的¹HNMR圖譜。

具體實施方式

本發明旨在設計一種殼聚糖材料的活性改性方法，改善殼聚糖生物材料具有相對較低活性位點且比較單一的缺點，引入具有高活性的醛基。

本發明的原理可以參見圖1。根據高分子材料的理化分析，發現殼聚糖高分子材料主鏈上被成功脫去乙酰分子的糖苷環上，存在相鄰的2-NH₂和3-OH單元。這些在糖苷環上相鄰羥基和胺基，具有一定的還原性。因此，可以利用氧化劑進行本體氧化，使糖苷上相鄰羥基和胺基斷鏈，糖苷環開環，形成具有較高活性的多醛基活性基團結構的殼聚糖改性材料，增強殼聚糖材料的化學活性。由此制備的殼聚糖材料主鏈上既具有羥基，又具有高活性基團醛基。這為下一步殼聚糖的生物醫學應用奠下基礎，也進一步擴大了殼聚糖材料在生物醫學工程領的應用價值。

具體地，用于殼聚糖材料活性改性的方法主要包括四個步驟。

首先在步驟S1，將殼聚糖材料溶解在合適稀酸溶液中，配制殼聚糖溶液。在稀酸溶劑殼聚糖分子鏈可以充分伸展。稀酸溶劑可以是例如稀醋酸、稀鹽酸，等等，并且其濃度例如可以為1wt%。殼聚糖溶液的濃度可以為1-20wt%。該過程可以在室溫進行，例如在室溫攪拌2-4小時。或者也可以伴隨適當加熱，以促使溶解充分并加速溶解過程。例如可以水浴加熱到80℃，維持1小時。