[发明专利]壳聚糖季磷盐衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种抗菌药物技术领域的壳聚糖及其制备方法，具体是一种壳聚糖季磷盐衍生物及其制备方法。

背景技术

各种医用植入材料已成为当前临床常用的救治手段，但以植入材料为中心引发感染导致的手术失败，严重限制了临床生物医用材料的应用，植入材料感染约占临床感染的65％。植入材料的感染主要是细菌的感染，主要包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿浓杆菌等细菌。因此，在植入材料表面物理涂敷或化学键合一种抗菌材料，该材料既可以支持人体细胞的正常生长，具有良好的生物相容性，又能有较好的抗菌效果，成为解决此类感染、减轻病人痛苦的有效途径。

壳聚糖(Chitosan)是由2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键链接的一种天然聚阳离子生物活性多糖，在体内可降解成无毒的氨基葡萄糖，从而被人体吸收，具有优良的生物降解性、生物相容性和生物活性。壳聚糖同样具有一定的杀菌效果，但由于不能直接溶于水，限制其用途。壳聚糖季铵盐，结合了壳聚糖和小分子季铵盐两者的杀菌效果，同时改善了壳聚糖的溶解性，并对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿浓杆菌等细菌等革兰氏阳性菌、阴性菌均显示出较好的抑菌和杀菌效果。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号为CN101130574A，公开日为2008年2月27日，专利申请名称为：一种壳聚糖季铵盐及其制备方法与应用，该专利自述为：“用缩水甘油三甲基氯化铵对高、低分子量壳聚糖进行改性，采用不同条件制备了羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。通过红外光谱对结构进行表征，IR图谱证实以N上取代为主。”用上述方法制备的壳聚糖季铵盐虽然操作简单，但是该法其不足在于：小分子季铵盐取代在N上，减少了原壳聚糖分子链上活性氨基(-NH₂)的数目，降低了壳聚糖的生物活性、生物相容性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种壳聚糖季磷盐衍生物及其制备方法，能够制备获得的壳聚糖季磷盐衍生物与壳聚糖季铵盐相比具有更高的抑菌杀菌能力，同时改善了生物相容性，作为一种新抗菌材料能够广泛应用于组织工程、生物医药等领域。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及的壳聚糖季磷盐衍生物，其化学结构式为：

其中：DD％为脱乙酰度，其取值范围为55％～100％；R为氢或带有羰基的季磷盐，该带有羰基的季磷盐的结构如下：

其中：R1为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基或苯基中的一种，X^-为Cl^-、Br^-或I^-中的一种，n＝1、2、3、…、11。

本发明涉及上述种壳聚糖季磷盐衍生物的制备方法，包括以下步骤：

第一步、将壳聚糖溶解于醋酸水溶液配置成壳聚糖醋酸液，具体如下：

其中：DD％为脱乙酰度，其取值范围为55％～100％；

所述的壳聚糖是指：分子量为10³～10⁶的壳聚糖；

所述的醋酸水溶液是指体积百分比浓度为0.1％～10％稀醋酸水溶液。

所述的壳聚糖醋酸液中壳聚糖的质量百分比浓度为：0.5％～5％。

第二步、将十二烷基硫酸钠水溶液加入壳聚糖醋酸液进行复合处理，制备获得壳聚糖-十二烷基硫酸钠复合物(CS-SDS)，具体如下：

所述的十二烷基硫酸钠水溶液的1.5％～9％，该十二烷基硫酸钠水溶液的用量与壳聚糖醋酸液等体积。

所述的复合处理是指：将壳聚糖醋酸液和十二烷基硫酸钠水溶液混合搅拌反应10～30h后离心处理，然后用去离子水清洗产物，并经过真空干燥得到壳聚糖-十二烷基硫酸钠复合物。

第三步，将壳聚糖-十二烷基硫酸钠复合物(CS-SDS)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，然后在氮气氛围下依次加入小分子季磷盐、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和1-羟基苯并三唑(HoBt)，经搅拌反应后通过有机溶剂沉淀，生成壳聚糖-十二烷基硫酸钠季磷盐衍生物(CS-SDS-P)，具体如下：

其中：R为氢或带有羰基的季磷盐，该带有羰基的季磷盐的结构如下：

其中：R1为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基或苯基中的一种，X^-为Cl^-、Br^-或I^-中的一种，n＝1、2、3、…、11。