[發明專利]一種用于硫酸軟骨素提取的骨架聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201410504418.6
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN105771925B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 孫懷艷;張瑞豐;李偉遜;梁云霄;江峰;肖通虎;龍能兵
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/32;C08J9/36;C08J9/42;C08J9/40;C08L61/28
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技術領域

本發明涉及用于生物活性物質提取的高分子材料技術領域，尤其是一種基于密胺海綿骨架聚合物的化學修飾方法，所得到的吸附材料可用于硫酸軟骨素的快速高效提取。

背景技術

硫酸軟骨素(chondroitin sulfate，CS)是從動物軟骨組織中得到的硫酸化糖胺聚糖(酸性粘多糖)，CS是一種聚陰離子化合物，相對分子質量約為10000～35000，白色粉末，無臭無味，有吸濕性，易溶于水而成粘稠液體，不溶于大多數有機溶劑。CS作為藥物主要用于治療偏頭痛、神經痛、關節炎，防治因鏈霉素引起的聽覺障礙及肝炎的輔助治療，因其具有降血脂、抗凝血活性，也用于高血脂癥、冠心病、動脈粥樣硬化等心血管疾病的防治。近年來發現，CS還具有抗炎、抗癌、抗HIV等活性，對神經細胞、粘膜細胞、腎細胞等具有保護作用，CS以其良好的耐受性和安全性，有著廣闊的應用開發前景，CS已成為我國出口量最大的生化藥品之一。

在工業生產中，CS提取的常用方法是稀堿水解結合樹脂交換法，其優點是水解與樹脂交換技術相結合，保證硫酸軟骨素分子不降解，成品純度高、方法簡便、收率高。離子交換法是基于CS分子含有帶負電荷的硫酸基團的基本特性，通過與陽離子靜電相互作用形成復合物，然后再在電解質作用下洗脫，從而達到提取與純化的目的。離子交換應使用一種帶正電荷的多孔固體材料，傳統上使用高分子陰離子交換樹脂，如Amberlite IRA-933型樹脂，這種樹脂孔徑較小(通常為小于20nm的微孔)，一般都用來交換低分子量的陰離子，CS作為一種大分子陰離子，其在液相中的擴散速率遠低于普通的低分子量陰離子，不易進入微孔中，大都只作用于交換樹脂的表面，在粘性液體中其交換速率和效率都成問題。本發明提供一種三維骨架結構的高分子材料，其孔徑達到100μm，非常有利于傳質，而且材料表面帶有豐富的正電荷，所以非常適合用于交換大分子量的CS分子，采用過整體性柱子的方法明顯提高離子交換的效率和速率，有利于提高CS的工業生產效率。

發明內容

本發明所要解決的首要技術問題是針對CS提取過程中存在離子交換樹脂孔徑較小的問題提供一種三維骨架聚合物，它具有三維網絡結構和100μm的貫通孔道，其骨架表面經過特殊的化學修飾，因而帶有豐富的正電荷，易于吸附帶負電荷的CS分子，避

免因擴散速率問題影響吸附效率和速率，并能很容易將吸附物質洗脫，實現材料的多次循環使用，提高CS的生產效率。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供上述三維骨架聚合物的制備路線與方法，它切實可行，操作簡便，易于大量制備。

本發明所要解決的再一個技術問題是提供一種上述三維骨架聚合物在CS提取中的具體應用。

1、本發明解決首要技術問題所采用的技術方案為：一種三維骨架聚合物，其特征在于它是通過對密胺海綿(具有如圖1所示的結構)的化學修飾而得，化學修飾只改變骨架的表面性質，而不改變材料的三維網絡結構，仍然保留約100μm的互相連通的孔道，這種孔道有利于液體流通。

非常有益的是，上述的三維骨架聚合物表面帶有大量陽離子基團，既有很強的親水性，又容易和帶大量硫酸負離子基團的CS發生靜電相互作用，增強吸附能力。

2、本發明解決另一個技術問題所采用的技術方案為：一種上述高分子骨架材料的離子化方法，化學反應路線如圖2所示，其特征步驟為：

1)將粘度大于400mpa.s的殼聚糖溶于稀醋酸水溶液中配成1～2wt.％的濃度，加入少量陽離子表面活性劑(如十二烷基三甲基氯化銨，溶液中的濃度為0.1～0.2wt.％)，將市售的密胺海綿(三聚氰胺與甲醛交聯反應制成的泡沫材料，現已商品化)浸泡在溶液中，取出后用真空吸掉多余的溶液，保證其在靜置下沒有溶液流出，然后在烘箱中于60℃下干燥2～3小時，再在pH＝9～10的碳酸鈉溶液中浸泡20～30分鐘，殼聚糖去質子化后形成不溶性的薄膜覆蓋在骨架表面；2)材料用清水洗滌后再浸泡于10～12wt.％的乙二醇二縮水甘油醚的乙醇溶液中常溫下反應1～2小時，然后用95％乙醇洗滌1～2次，再浸泡于12～15wt.％的二乙醇胺的乙醇溶液中，在常溫下反應2～3小時，懸掛的環氧基團轉化成叔胺基團，再用95％乙醇洗滌1～2次；3)將樣品浸泡于含有3～4wt.％的二甲基二烯丙基氯化銨以及1～2wt.‰過硫酸鉀的水溶液中，在常溫下發生接枝反應3～4小時，用清水洗滌2～3次，用離心方法去掉材料內部多余的水分。