[發明專利]一種具有抗菌性能的油溶性殼聚糖衍生物材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811318751.2
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109293799A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 謝宇;傅虹虹;呂騰飛;李仕祥;劉偉平
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 張建新

本發明提供了一種具有抗菌性能的油溶性殼聚糖衍生物材料的制備方法，該方法以N,N?二甲基十八叔胺、殼聚糖、環氧氯丙烷、乙醇、氫氧化鈉等為主要原料、采用溶劑熱合成的方法制備出具有抗菌性能的油溶性殼聚糖衍生物材料。通過溶解性能測試，證明了合成的材料具有良好的水溶性和油溶性。通過在紅外光譜儀進行結構表征，證明了殼聚糖接上了N,N?二甲基十八叔胺。通過對合成的終產物對金黃色葡萄球、大腸桿菌進行抗菌性的實驗，證明了本發明的油溶性殼聚糖衍生物材料具有很好的抗菌性，具有較高的實際應用價值。該材料屬于生物抗菌材料，在生物醫學、化妝品等領域有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于生物材料制備領域，具體涉及具有抗菌性能的油溶性殼聚糖材料及其制備方法。

背景技術

甲殼質，又名甲殼素(Chitin)，是一種天然的多糖聚合物，其化學結構為β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，廣泛存在于低等植物菌類、蝦、蟹、昆蟲等甲殼動物的外殼中，是僅次于纖維素的第二大天然聚合物。殼聚糖(chitosan)是由甲殼素經過脫乙酰化(脫乙酰度高于55％)產物的總稱。殼聚糖具有吸濕性、透氣性、螯合性、生物相容性、生物可降解性、抗菌性等獨特性質，因此在環保、水處理、金屬的提取與回收、生物醫藥、食品、以及包裝材料等諸多領域有廣泛的應用前景。

近年來，隨著科學技術的快速發展，人們深入的對殼聚糖研究發現，由于殼聚糖不溶于水、乙醇等，可溶于少部分有機溶劑中。殼聚糖具有很強的氫鍵，只有在少數稀酸溶液中才能溶解，且其溶解性與脫乙酰度有關。脫乙酰度在60％以下的殼聚糖只有部分溶解于稀酸中，脫乙酰度在60％～80％的殼聚糖呈絮凝懸浮于稀酸中，脫乙酰度在80％以上的殼聚糖呈油狀清澈溶于稀酸中。殼聚糖溶解性能的局限性大大限制了殼聚糖的廣泛應用，因此制備出具有水溶性、油溶性的的殼聚糖衍生物成為人們研究的趨勢。

另外，殼聚糖作為一種天然的抗菌材料，安全無毒，熱穩定性好，其抗菌活性已經被廣泛報道。但是，天然的殼聚糖抗菌效果低、長效穩定性、價格等原因并不能完全取代化學成的抗菌劑。因此對殼聚糖進行化學改性以提高其溶解性、抗菌性、穩定性以及降低成本等特性是有必要的。

殼聚糖分子內有大量的活性基團(羥基、氨基)，殼聚糖分子鏈上存在C-2位的氨基、C-3位的仲羥基和C-6位的伯羥基等反應性官能團位，容易進行酰化、酯化、烷基化、羧基化、季銨化等多種化學改性，從而制備得到各種水溶性、油溶性的功能殼聚糖衍生物。

羧甲基殼聚糖又分為O-羧甲基殼聚糖和N-羧甲基殼聚糖，是各種殼聚糖衍生物中報道最早且應用最多的一種殼聚糖衍生物。在C-2位的氨基、在C-3位和C-6位的羥基上進行改性，雖然可以改善水溶性，但是羧基化對增強殼衍生物的抗菌活性并沒很大作用。殼聚糖酰胺衍生物是通過殼聚糖與有機酸衍生物發生接枝取代反應合成的。該類衍生能較好溶于水和有機溶劑，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌效果明顯優于殼聚糖，但是該反應不好控制，且要對氨基進行保護-接枝-脫保護的反應，操作繁瑣。殼聚糖席夫堿衍生物是殼聚糖分子上C2位的氨基和各種芳香醛(酮)、脂肪醛發生席夫反應制備而來的，其抗菌性能菌優于殼聚糖，但是該衍生的水溶性差，大大限制了其應用。

季銨鹽殼聚糖衍生物，由于其具有良好的抑菌活性和水溶性，已經得到人們越來越多的重視。一種是通過在C2位的氨基引入季銨鹽中間體制得的，另一種是對C2位的氨基進行季銨鹽化，聚糖衍生物經季銨化改性后顯著提高了自身的正電荷密度和正電性，增強了其水溶性。但是我們要想在生物醫學領域廣泛應用的話，則需要合成出有很強的抗菌性，能有效作用于油脂類物質中，以及能很好溶于有機溶劑。

發明內容

本發明提供一種具有抗菌性能的油溶性殼聚糖材料的制備方法，用以解決生物醫藥問題。

本發明采用以下技術方案：

一種具有抗菌性能的油溶性殼聚糖材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：制備N,N-二甲基十八烷基氯化銨