[發明專利]一種制備羧甲基殼聚糖的方法

有效

• 申請號: 201310536202.3
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN103539868A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 徐宇帆
• 申請（專利權）人: 徐宇帆
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 張艷

技術領域

本發明涉及的是一種制備羧甲基殼聚糖的方法，具體是一種制備高粘度和高取代度的羧甲基殼聚糖的方法。

背景技術

甲殼素是一種無毒無味的白色或灰白色半透明的固體，在水、稀酸、稀堿以及一般的有機溶劑中難以溶解，但甲殼素經濃堿處理N-乙酰基脫去55%以上就變成可溶性甲殼素即殼聚糖，殼聚糖的化學名稱為β-（1，4）-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖。羧甲基殼聚糖是對殼聚糖改性后獲得的一種水溶性殼聚糖衍生物，其具有抗菌性，是一種兩性聚電解質，在化妝品、保鮮、醫藥等方面有多種應用。

現有技術中制取羧甲基殼聚糖的方法有很多，例如專利CN1431229A公開了一種具有優良吸濕、保濕性能的羧甲基殼聚糖的制備方法，并用這種方法制得的羧甲基殼聚糖替代透明質酸用于化妝品和臨床醫學方面，其制備方法是以殼聚糖為原料通過酸酐充分乙酰化后N-乙酰化殼聚糖，再將N-乙酰化殼聚糖在氫氧化鈉溶液中與氯乙酸反應制得所需的羧甲基殼聚糖，羧甲基取代度為0.6-1.0。還可以以甲殼素為原料，一定溫度下在40%～60%NaOH溶液中浸泡0.5～5h，然后邊攪拌邊加入氯乙酸，再在0～70℃反應0.5～5h，堿酸質量比控制在(1.2～1.6):1，在0-80℃保溫5～36h，然后用稀鹽酸中和，分離產物，用75%乙醇溶液洗滌，于60℃干燥即得到羧甲基殼聚糖。

然而上述的傳統工藝中存在以下不足：1.傳統方法獲得的羧甲基殼聚糖溶解的pH范圍均大于等于7，而在食品，醫藥，化妝品等行業中，對于羧甲基殼聚糖溶解的pH范圍要求均在大于等于5，即在酸性溶液中也可以溶解，故傳統工藝生產的羧甲基殼聚糖完全無法應用于上述領域中；2.傳統工藝反應溫度高，造成斷鏈，導致分子量大幅下降，產品粘度低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足和存在的問題，提供一種高粘度、高取代度和水溶性更好的羧甲基殼聚糖的制備方法，以使其更加適合在食品，醫藥，化妝品等行業中的應用。

為實現上述目的及其他目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種制備羧甲基殼聚糖的方法，包括以下步驟：

（1）脫乙酰化反應：將甲殼素加入堿性水溶液中在攪拌條件下反應3～6h，反應溫度為50～80℃，然后在0～15℃下靜置，再在50～80℃下攪拌1～4h，最后離心脫水獲得殼聚糖鈉鹽；

（2）羧化反應：在堿性條件下，將無水乙醇和氯乙酸加入殼聚糖鈉鹽中，在40～70℃下攪拌12～36h，離心脫水后獲得羧甲基殼聚糖鈉鹽；將羧甲基殼聚糖鈉鹽用水溶解后將pH調至中性，再用乙醇反復洗滌析出，離心干燥后得到羧甲基殼聚糖。

優選地，上述步驟（1）中反應在0～15℃溫度下靜置的時間為至少20h。

優選地，上述步驟（1）中堿性水溶液的濃度為10%～65%。更優選地，上述步驟（1）中堿性水溶液的濃度為40%～65%。

所述的堿性水溶液的pH為大于7.0的水溶液，可以選自現有技術中常用的堿性水溶液，如氫氧化鈉水溶液，氫氧化鉀水溶液。

優選地，上述步驟（1）中堿性水溶液的質量為甲殼素質量的5～20倍。

優選地，上述步驟（1）中甲殼素用冷熱交替處理方法進行脫乙酰化反應，降低了甲殼素脫乙酰化程度，所述的殼聚糖鈉鹽的脫乙酰度為0.5～0.65。

優選地，上述步驟（2）中無水乙醇的質量為殼聚糖鈉鹽質量的2～5倍；

優選地，上述步驟（2）中氯乙酸的質量為殼聚糖鈉鹽質量的0.5～1倍。

通過本發明的中上述方法獲得的羧甲基殼聚糖的分子量為30～70萬。優選地，上述方法獲得的羧甲基殼聚糖的分子量為50～60萬。

上述步驟（2）中的獲得的羧甲基殼聚糖的羧甲基取代度為1.1～1.5。優選地，步驟（2）中的獲得的羧甲基殼聚糖的羧甲基取代度為1.15～1.3。傳統工藝獲得的羧甲基殼聚糖的羧甲基取代度一般小于1.0。由于本發明中羧甲基殼聚糖的高羧甲基取代度，使得其親水性、保濕性和吸濕性大幅上升，其作為化妝品保濕劑的效果也遠高于傳統工藝制取的羧甲基殼聚糖。

由本發明上述方法獲得的羧甲基殼聚糖的溶解的pH范圍為4.5～14.0。優選地，本發明中所述的羧甲基殼聚糖可以溶解在pH為4.5～6.5的酸性溶液中。與傳統工藝獲得的羧甲基殼聚糖溶解的pH范圍為7.0～14.0相比，本發明方法獲得的羧甲基殼聚糖溶解的pH范圍更寬，拓寬了其應用領域。