[發明專利]一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法

有效

• 申請號: 201310738198.9
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103709269A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 邢榮娥;何曉飛;李克成;劉松;李鵬程
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術領域

本發明屬于海洋化學工程技術，具體涉及一種在低堿濃度條件下制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法。

背景技術

殼聚糖是甲殼素脫N-乙酰基的產物，一般而言，N-乙酰基脫去55%以上的就可稱之為殼聚糖。脫乙酰度在55%-70%的是低脫乙酰度殼聚糖，70%-85%的是中脫乙酰度殼聚糖，可作為工業應用，85%-95%的是高脫乙酰度殼聚糖，95%-100%的是超高脫乙酰度殼聚糖。N-脫乙酰度95%-100%的殼聚糖極難制備。脫乙酰度也就是分子鏈上自由氨基的含量，是一項極為重要的技術指標，脫乙酰度的高低直接關系到它在稀酸中的溶解能力、粘度、離子交換能力、絮凝性能和與氨基有關的化學反應能力，以及許多方面的應用，尤其是在食品、醫藥、活細胞和酶的固定化、制作反滲透膜和超濾膜中多要求使用超高脫乙酰度的殼聚糖。目前國內傳統的堿液加熱法所使用的堿量較大，不僅經濟成本較高且污染環境，因此急需尋找一種簡單方便、高效低廉的脫乙酰化方法來滿足超高脫乙酰度殼聚糖在食品、醫藥及高性能材料等方面的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法，以脫乙酰度60%-85%的殼聚糖為原料，在低堿濃度條件下，高溫高壓反應，反應結束后用去離子水將產物洗為中性，抽濾后烘干即得到脫乙酰度可達95%以上的殼聚糖。

優選是，將脫乙酰度60%-85%的殼聚糖加入至濃度（質量分數）為2%-40%的堿溶液中反應，反應溫度為80-130℃，反應時間為40-180min，壓力為0.11-0.12MPa時，進行單因素試驗，觀察殼聚糖脫乙酰試驗；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比（質量比）為1:5-1:25。

更優選是，將脫乙酰度60%-85%的殼聚糖加入至濃度（質量分數）為5-15%的堿溶液中反應，反應溫度為110-130℃，反應時間為60-180min，壓力為0.11-0.12MPa時，反應產物烘干即可得到脫乙酰度95%以上的殼聚糖；其中，脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比（質量比）為1:8-15。

所述堿溶液濃度為5-15%。優選，堿溶液濃度為10-15%。

所述脫乙酰度60%-85%的殼聚糖與堿溶液之間料液比（質量比）為1:8。

本發明在低堿濃度下、簡單、高效的制備超高脫乙酰度殼聚糖的制備方法中NaOH濃度達到10%以后對乙酰基的脫除影響較小，料液比在保證完全浸潤的條件下對乙酰基的脫除幾乎沒有影響。

本發明的優點

1.本發明采用高溫高壓的反應條件有利于脫乙酰化反應的進行，使中、低脫乙酰度的殼聚糖繼續脫乙酰化制備得到超高脫乙酰化的殼聚糖，擴大其在醫療、食品、化學修飾等方面的應用。

2.本發明制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法所需堿濃度僅為5%-15%，料液比1:8-15，極大地降低了堿的用量，有效減少環境污染和經濟成本。

3.本發明制備超高脫乙酰度殼聚糖的方法獲得的最終產物在脫乙酰度明顯提高的情況下，由于堿濃度較低，反應條件溫和，分子量變化較小。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的紅外光譜法測得的原料和不同制備條件下高脫乙酰度的殼聚糖結構圖，其中，乙酰基內C=O基團在1658cm^-1處有伸縮振動峰，此峰隨著脫乙酰度的升高而逐漸消失，相應的1597cm^-1處游離氨基的彎曲振動則相對增大。圖A為原始未經處理的脫乙酰度為83.83%的殼聚糖，羰基伸縮振動峰明顯。圖B為堿濃度為20%，料液比1:20，反應時間120min，反應溫度120℃條件下制得的脫乙酰度95.96%的殼聚糖，羰基伸縮振動峰明顯變小。圖C為堿濃度為15%，料液比1:20，反應時間120min，反應溫度120℃條件下制得的脫乙酰度100%的殼聚糖，此時的羰基伸縮振動峰幾乎消失。圖D為堿濃度為20%，料液比1:20，反應時間120min，反應溫度120℃條件下制得的脫乙酰度100%的殼聚糖。圖E為堿濃度為10%，料液比為1：10,反應溫度120℃，反應100min，脫乙酰度97.68%。紅外譜圖證實了在堿濃度為5%-15%，料液比1:8-15，反應溫度110-120℃，反應時間60-180min的實驗條件下，中、低脫乙酰度的殼聚糖可以很好地脫去乙酰基制備成超高脫乙酰度的殼聚糖。