[發明專利]一種季銨化殼聚糖衍生物的均相合成方法

有效

• 申請號: 201510604967.5
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN105085716B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 周金平;尤俊;張俐娜
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明公開了一種季銨化殼聚糖衍生物的均相合成方法，具體涉及一種在殼聚糖的氫氧化鋰/氫氧化鉀/尿素溶液中進行季銨化反應制備季銨化殼聚糖衍生物的方法。

背景技術

季銨化殼聚糖(QCh)是一種水溶性的離子型殼聚糖衍生物。由于具有良好的抗菌性、成膜性、陽離子吸附性、吸濕保濕性、絮凝性以及抗靜電性等性能，近年來被廣泛用于藥物運載、抗菌、食品等領域。(Wan A.,Xu Q.,Sun Y.,Li H.,J.Agric.Food Chem.,2013,61,6921-6928.；Belalia R.,Grelier S.,Benaissa M.,Coma A.V.,J.Agric.Food Chem.2008,56,1582–1588.)目前，殼聚糖季銨化改性的方法主要有三種：(1)在堿性條件下殼聚糖分子結構中的氨基直接與活性鹵代烴作用轉化為季銨基團，生成殼聚糖的季銨鹽衍生物。(2)在堿性條件下殼聚糖上的羥基與氨基直接與季銨化試劑作用，發生取代反應制得季銨化殼聚糖。(3)在酸性條件下，首先利用殼聚糖分子結構中的氨基與含羰基的化合物形成希夫堿，隨后將希夫堿中的C＝N還原為-NH-CH-，最后再與活性鹵代烴作用轉化為季銨鹽。(de Britto D.,Assis O.,Carbohyd.Poly.2007,69,305–310.；Wan A.,Xu Q.,Sun Y.,Li H.,J.Agric.Food Chem.,2013,61,6921-6928.)。然而，由于殼聚糖在堿性條件下難以溶解，前兩種方法屬于異相反應，只有表面的產物溶解離去時，反應才能由表及里地進行。因此，得到的殼聚糖季銨鹽衍生物的取代度與均勻性都極為有限。第三種方法雖然是均相反應，但是只有氨基可以被取代，因此取代度也較低。此外，這一方法過程繁瑣，并使用較多的有毒化學試劑，無疑會增加成本并帶來嚴重的環境污染，不利于用于工業化大規模生產。由此，開發廉價、無污染并可制備高取代殼聚糖季銨鹽衍生物的新方法是目前殼聚糖研究的一個熱點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種堿/水溶液中均相合成季銨化殼聚糖衍生物的方法，本發明在堿/水溶液中均相合成季銨化殼聚糖衍生物，制得的試樣取代度高，水溶性好

本發明的技術方案具體如下：

一種季銨化殼聚糖衍生物的均相合成方法，包括以下步驟：殼聚糖粉末分散于7wt％KOH/8wt％LiOH/8wt％尿素水溶液中，然后迅速冷凍至溶液完全結冰，再在室溫下攪拌解凍，得到殼聚糖溶液；向殼聚糖溶液中逐滴加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液，于0℃～50℃機械攪拌反應，得到季銨化殼聚糖衍生物。

所述的殼聚糖溶液中殼聚糖的濃度為0.5wt％～6wt％。

所述的殼聚糖粉末，其脫乙酰度≥90％。

3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨的加入量為殼聚糖氨基葡萄糖單元摩爾量的0.5～24倍。

向均相殼聚糖溶液中逐滴加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液，于0℃～50℃機械攪拌反應1小時～48小時，然后加入鹽酸中和反應液至偏酸性停止反應，反應液經透析后冷凍干燥，得到季銨化殼聚糖衍生物。此處所述的偏酸性為pH小于6。

所述的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨水溶液的濃度為69wt％。

迅速冷凍至溶液完全結冰的溫度為-25℃。

本發明具有以下優點和有益效果：

(1)首次在堿性條件下均相合成了季銨化殼聚糖衍生物，所用試劑無毒、無污染、價格低廉、合成方法簡便且反應過程易控制。

(2)與現有技術相比，本發明制備的季銨化殼聚糖衍生物具有高取代度。

(3)與現有技術相比，本發明制備的季銨化殼聚糖衍生物具有更加優異的溶解性能(圖1)。

附圖說明

圖1為本發明制得的季銨化殼聚糖溶液的流變行為圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不用于限制本發明。

實施例1