[發明專利]一種羧甲基殼聚糖固相反應制備方法

有效

• 申請號: 202110390611.1
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113045688B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 劉其海;賈振宇;謝婉婷;王榮輝
• 申請（專利權）人: 仲愷農業工程學院;湛江市博泰生物化工科技實業有限公司
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 沈素芹

本發明公開了一種羧甲基殼聚糖固相反應制備方法。其具體過程為：將殼聚糖、醇鈉和一氯乙酸混均，在加熱、低壓和超聲波處理條件下進行反應，待反應結束后，經分離即可得到羧甲基殼聚糖。本發明所述制備方法屬于固相反應，相較于液相制備方法，克服了有機溶劑的大量使用，以及因為有機溶劑的大量使用而導致的成本高和污染大的問題；同時，本發明制備方法屬于一步法，不僅制備過程簡單，而且便于通過控制反應物料用量比例，控制羧甲基殼聚糖的羧化度，以及雜質的種類，便于后續反應混合物的分離和純化，同時保證羧甲基殼聚糖的高得率和高純度。

技術領域

本發明涉及殼聚糖改性制備領域，更具體地，涉及一種羧甲基殼聚糖固相反應制備方法。

背景技術

羧甲基殼聚糖(CMCS)在醫療衛生、食品和化妝品領域具有極其特殊和廣泛的應用價值，但目前受制備技術工藝上的限制，產品制備成本居高不下，限制了其在部分領域的應用。目前的制備工業，普遍利用殼聚糖與氯乙酸在液相中反應制備而得，反應需要用到大量異丙醇作為溶劑，并需要添加高濃度氫氧化鈉溶液使殼聚糖溶脹形成堿性中心。該制備路線和方法，一方面需要消耗大量的異丙醇，既增加了生產成本也給環境帶來污染；另一方面在異丙醇水溶液的液相中用氫氧化鈉對殼聚糖進行的堿化反應處理，由于此堿化是一個脫水的可逆反應過程，體系中的水分會抑制正向反應的進行，使最終獲得的羧甲基殼聚糖產率很低。如何提高制備過程的產率，降低生產成本，獲得高純度羧甲基殼聚糖產品成為行業急需解決的重要問題之一。

為解決上述液相制備方法的缺陷，開啟了羧甲基殼聚糖的非水溶液反應制備方法的研究，例如專利CN106046200，其中記載了采用固相反應方法制備羧甲基殼聚糖的方法，相較于上述液相制備方法，其采用少量水為反應介質，避免了有機溶劑的大量使用，生產成本低，環境污染小，且合成效率和產率較高，顯著改善了傳統工藝中使用有機溶劑、消耗大量氫氧化鈉和洗滌用乙醇/水等缺點。雖然上述專利中記載的方法克服了液相制備方法中溶劑大量使用、生產成本高、環境污染的問題，但是其制備的羧甲基的得率和純度相較而言較低，難以達到可以工業化大規模生產的要求，因此無法采用上述方法進行工業大批量生產。因此有必要開發一種制備方法，既能克服液相制備方法中溶劑大量使用的問題，又能保證羧甲基殼聚糖的高得率和高純度。

發明內容

本發明的目的在于，針對目前羧甲基殼聚糖固相制備方法中存在的得率和純度較低的缺陷，提供一種新的制備方法，用以制備得到高得率和高純度的羧甲基殼聚糖。

本發明的上述目的是通過以下方案予以實現的：

一種羧甲基殼聚糖固相反應制備方法，將殼聚糖、醇鈉和一氯乙酸混均，在加熱、低壓和超聲波處理條件下進行反應，待反應結束后，經分離即可得到羧甲基殼聚糖。

本申請發明人通過長時間試驗證實，利用醇鈉，特別是乙醇鈉或丙醇鈉作為催化劑，在通過50-80℃條件與氯乙酸進行一步反應，催化殼聚糖和一氯乙酸發生脫HCl小分子反應，可獲得較高產率和較高取代度的羧甲基殼聚糖產品。此方法在避免異丙醇使用的同時，也能將體系中反應生成的HCL小分子快速蒸發，確保反應不斷向正向移動，能夠有效提高產率。為此，本申請利用一步固相反應法，對殼聚糖進行羧甲基化改性，獲得高得率和高純度，且具有不同取代度的羧甲基殼聚糖。

相較于專利CN106046200中的制備方法，其采用的是兩步法，即先將殼聚糖堿化，然后再進行接枝反應；其中兩步反應中，均加入了少量的水進行反應；由于堿化反應屬于可逆反應，水分的存在會明顯影響反應向正向(即堿化)反應方向進行，從而容易導致反應得率降低。

優選地，所述殼聚糖、醇鈉和一氯乙酸的質量比例為100:0.1～1:150～400。

優選地，所述殼聚糖、醇鈉和一氯乙酸的量比例為100:0.2～0.5:160～200；更優選地為100:0.3～0.6:160～200。

最優選地，所述殼聚糖、醇鈉和一氯乙酸的用量比例為100:0.5:160。