[发明专利]固液非均相反应制备有机溶解性壳聚糖衍生物

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，特别是涉及固液非均相反应制备有机溶解性壳聚糖衍生物的制备方法。

背景技术

甲壳素是自然界中储存量仅次于纤维素的第二大天然生物高分子，壳聚糖是甲壳素经化学处理脱乙酰基后的产物，是一种环境友好型高分子。壳聚糖具有无毒、良好的生物相容性、生物可降解性等优点，同时，壳聚糖又具有抗癌性、抗菌性、止血性、增强人体免疫能力等诸多优异性能。因此壳聚糖在食品、化妆品、环保、纺织、印染、造纸等工业上有较大的应用价值，尤其在生物医学领域可以作为烧伤敷料、术后粘连材料、药物载体、酶抑制剂等。

但是壳聚糖不溶解于水，只溶解于稀酸的水溶液，尤其是壳聚糖难溶解于有机溶剂，这极大地限制了其在工业上的应用。为拓宽其应用范围，许多研究对壳聚糖中的羟基和胺基进行了多种化学改性，如醚化、烷基化、酯化、磺化、羧基化、季铵化等，从而得到了溶解于水溶液且性能各异的壳聚糖衍生物。其中，大部分文献和专利是关于水溶性壳聚糖衍生物的制备。这些方法的不足之处在于需要在酸性条件下制备，容易引起壳聚糖在酸性溶液中的降解，不仅使得制备的壳聚糖衍生物的分子量降低，且改变了原有的生物性能。

与水溶性壳聚糖衍生物的制备方法相比较，有机溶解性壳聚糖衍生物的制备方法国内外报道较少。Zong等人(Polymer，2000(41)：899-906)报道了壳聚糖和癸酰氯、辛酰氯、庚酰氯的酯化反应。该方法存在以下缺点：1.制备的壳聚糖衍生物不能溶解于醇类有机溶剂；2.其制备方法复杂，后处理麻烦，增加了成本；3.采用吡啶作为有机溶剂，既提高了成本，又引入了有毒物质，大大降低了壳聚糖衍生物的生物医学应用价值；4.壳聚糖分子上的氨基和羟基被全部取代，致使壳聚糖衍生物活性大大降低。另外，壳聚糖衍生物的制备通常将壳聚糖溶解于稀酸溶液在均相体系中进行，非均相条件下对壳聚糖进行接枝改性制备壳聚糖衍生物鲜有报道。

发明内容

本发明旨在提供一种成本低，工艺简单，不易发生降解，可以溶解于乙醇等多种有机溶剂的有机溶解性壳聚糖衍生物的制备方法。

本发明所提供的固液非均相反应制备有机溶解性壳聚糖衍生物的制备方法包括以下步骤：

(1)将壳聚糖加入到体积比为1～4∶1的有机胺和氯代烷烃混合溶液中静置48小时；

(2)将摩尔数为壳聚糖上可反应性氢摩尔数的0.5～4倍的长链酰氯溶解于三氯甲烷，配制成质量百分数为30～60％的溶液，逐滴加入壳聚糖的混合溶液中，室温下反应3～5小时。

(3)升温至80℃，回流反应6～12小时。

(4)过滤反应混合物使其固液分离，收集滤液有机相。

(5)旋转蒸发，真空干燥，得到可溶解于多种有机溶剂的有机溶解性壳聚糖衍生物。

所述壳聚糖的脱乙酰度为70～90％，重均分子量为3,000～800,000。

所述的有机胺为甲胺、乙胺、二甲胺或三乙胺。

所述的氯代烷烃为一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷或四氯乙烷。

所述的长链酰氯为十八烷酰氯、十六烷酰氯、十四烷酰氯、十二烷酰氯、癸酰氯、辛酰氯或己酰氯。

所述的有机溶解性壳聚糖衍生物具有通式(I)的结构，

通式(I)

其中，m+n＝1，0.7≤n≤0.9，0＜x＜n，0＜y＜m。R为CO(CH₂)_nCH₃，n为4～16的偶数。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、改性后的壳聚糖衍生物取代了-NH₂和-OH基团上的H原子，引入了有机溶解性的长链基团，不仅破坏了壳聚糖分子中的晶体结构，而且使壳聚糖衍生物可以溶解在丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二乙基甲酰胺、苯、甲苯、吡啶、二甲基砜(MSM)、二甲基亚砜(DMSO)等多种有机溶剂中；

2、原料酰氯在工业中应用广泛，其他有机溶剂在反应后可回收利用，成本较低，反应过程可控性强，设备简单，反应过程易于操作，产品可实现产业化；

3、制备过程中采用无毒的有机溶剂，且容易去除，保留了壳聚糖原有的生物活性和生物相容性；

4、壳聚糖衍生物的制备通常先将壳聚糖溶解于稀酸溶液，在均相体系中反应制备，本发明利用固液非均相反应制备了有机溶解性壳聚糖衍生物，为壳聚糖的改性应用提供了新的思路。

具体实施方式

实施例1