[發明專利]包含殼聚糖的固態共混物的制劑及方法

有效

• 申請號: 201510093895.2
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN104891629A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: E·J·尼克爾斯;J·R·斯科特
• 申請（專利權）人: 哈洛資源公司
• 主分類號: C02F1/54
• 分類號: C02F1/54
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

本申請是申請日為2010年6月18日、申請號為201080027196.3、發明名稱為“包含殼聚糖的固態共混物的制劑及方法”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請享有2009年6月18日提交的美國臨時申請61/187,516的權益，在此全部引用作為參考。

發明領域

本發明涉及固態殼聚糖和固態酸或者在水存在下能夠原位產生質子的固態試劑的共混物制劑，其具有增強的溶解性能。本發明還涉及溶解包含在共混物中的固態殼聚糖的方法。本發明還涉及用所述的溶解方法來完成其在水性介質中絮凝的方法，所述的水性介質例如河流(stream)，其包含例如懸浮沉積物、不溶有機物、可溶有機物等物質。本發明還涉及用于在水性系統或包含所述物質的河流中絮凝的試劑盒。

背景技術

殼聚糖是一種由β-(1-4)連接的2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元組成的線性多糖，其天然產生于無脊椎動物的外骨骼，尤其是海洋甲殼類動物的甲殼。甲殼素化學脫乙酰產生殼聚糖，其是2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元和2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖單元的共聚物。

水溶性的殼聚糖可以作為凝結劑和絮凝劑從水性介質中去除雜質例如為懸浮沉積物，蛋白質，脂肪，單寧和金屬。水溶性殼聚糖較常用于從建筑物上流下的雨水中去除污染物，例如懸浮沉積物和顆粒物。

殼聚糖在水，堿性溶液和大多數有機溶劑中是不溶的。它作為絮凝劑和凝結劑的效力要求其能夠以可溶的形式溶解和遞送至包含被絮凝和凝結物質的水性介質中。遞送至包含被絮凝和凝結物質的水性介質中的可溶性殼聚糖的濃度對其作為絮凝劑和凝結劑的效果有影響。

殼聚糖在一些酸溶液中在特定的酸和殼聚糖濃度下是可溶的，在其它酸性溶液中是微溶至不溶的。酸的類型可以影響殼聚糖的粘稠度使其呈現糊狀，凝膠狀，或更像是假塑性體。在溶解的形式，在商業應用中，殼聚糖通常溶解于稀乙酸或乳酸中。由于溶解形式的殼聚糖具有較高的粘度，商業中殼聚糖溶液的濃度通常在1％(wt./wt.)至3％(wt./wt.)。在作為絮凝劑/凝結劑的應用中，1-3％溶解殼聚糖的溶液使用計量泵計量加入到包含雜質的水性介質中例如雨水或工業用水中。溶解的殼聚糖較高的濃度(>3％)將導致如此高的粘度，使得利用計量泵遞送變得困難和不現實。因此，由于運輸的成本(以重量計)，這限制了液態殼聚糖溶液的商業應用。例如，3％殼聚糖溶液中基本上是-97％的水，因此運輸成本主要歸因于水。

液體制劑的替代物是制備水溶性的干的固態殼聚糖鹽。這涉及到分散于有機介質中殼聚糖與有機酸的反應。之后將反應產物干燥，得到水溶性的干的固態質子化殼聚糖鹽衍生物。盡管生產干的固態水溶性殼聚糖鹽減輕了運輸1-3％殼聚糖溶液的成本限制，但是制備殼聚糖鹽的生產成本仍然限制潛在的商業應用數目。

發明概要

本概要以簡化的形式介紹選擇的概念，其將在下面的發明詳述中做進一步的說明。本概要并非旨在確定要求保護主題的主要特征，也不是輔助用于確定要求保護主題的范圍。

對溶解于酸性溶液中的殼聚糖或固態水溶性殼聚糖鹽的替代方案，是制備a)固態殼聚糖，和b)固態酸或在水存在下能夠原位產生質子的固態試劑(在此也稱為“固態試劑”)的共混物，當加入相對少量的水時，所述共混物使得殼聚糖溶解。該溶解殼聚糖的溶液可以隨后用水稀釋來得到所需的殼聚糖濃度，例如3％殼聚糖溶液。

因此，本發明的一些實施方案預期一種溶解殼聚糖的方法，包括：(1)選擇所需殼聚糖終濃度，其具有的水的總體積為V_F；(2)獲得共混物，其包含：當加入水時可部分質子化但大于80％不溶的，干的、自由流動的、顆粒形式的固態殼聚糖，和固態酸或者在水存在下能夠原位產生質子的固態試劑，其中固態酸或者在水存在下能夠原位產生質子的固態試劑為干的、自由流動的、顆粒形式，其中固態殼聚糖和固態酸或者在水存在下能夠原位產生質子的固態試劑一起是不反應的或者沒有化學鍵合，和其中當加入總體積的水V_F時，共混物中的固態殼聚糖是不溶的；(3)向共混物中添加一或多體積的水，V₁，其中V₁比V_F小，且V₁能夠在預定的時間內有效的膨脹和溶解固態殼聚糖，和當加入V₁體積水后固態殼聚糖在預定時間后不膨脹和溶解時，可選擇的隨后加入V₁或其部分體積的水；(4)當固態殼聚糖膨脹和溶解后，加水至添加的水的總體積為V_F，從而得到所需濃度的溶解的殼聚糖。