[发明专利]一种β-环糊精接枝的海藻酸衍生物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的包合材料——β-环糊精接枝的海藻酸衍生物的生产工艺技术领域。

背景技术

海藻酸盐(Alginate)是存在于褐藻类中的天然高分子，是从褐藻或细菌中提取出的天然多糖，无亚急性/慢性毒性或致癌性反应，可作为食用的食品添加剂，也可作为支架材料用于医学用途，具备良好的生物相容性。

   β-环糊精分子是由7个葡萄糖单体在C₁和C₄上连接而成的环状低聚糖，它的立体结构呈圆筒形，一端大，一端小。小端口处是由C₆上的7个伯羟基组成，大端口处是由C₂，C₃的14个仲羟基组成，因此环糊精的外壁具有较强的亲水性。而环糊精分子中间有个内直径约为6-10埃的空腔，而且是相对疏水性的，所以很多小的非极性分子可以被捕获而形成内包物。β-环糊精具有良好的黏结性和乳化分散性和特殊的空筒结构，故具有抑制挥发，提高溶解性，降低毒性，去苦除臭，防潮保湿，延长制剂效力等能力。

目前关于海藻酸盐和环糊精的改性主要采用CNBr法改性，但CNBr法改性反应条件复杂，操作工序繁琐，不能满足规模化生产需要等缺点。

发明内容

本发明目的在于提出一种便于工业化生产的β-环糊精接枝的海藻酸衍生物的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1）酸化：先将海藻酸钠（NaAlg）溶解于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，于30℃～60℃水浴恒温1小时，然后加入无水对甲苯磺酸（PTSA），搅拌条件下进行酸化反应；

2）酯化：向酸化反应后的体系中加入β-环糊精（β-CD）和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐（EDC-HCl），搅拌条件下，在30℃～60℃的环境温度下进行酯化反应；

3）纯化：向酯化反应后的体系中加入无水乙醇，搅拌得到固体析出物，抽滤后，用无水乙醇对固相进行清洗，得到粗产品；再将粗产品加水溶解，用1.5%的Na₂CO₃溶液调pH至8～9，转入透析袋中，再用去离子水透析至透析液的电导率不再改变时，将液体倒入容器中，加等体积无水乙醇析出产物，经干燥得最终产品。

本发明以对甲苯磺酸为酸化剂、以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐为脱水剂、以N,N-二甲基甲酰胺为有机溶剂，经酸化、酯化和纯化三大步骤可获得β-环糊精接枝的海藻酸衍生物，β-环糊精接枝率达1%～10%，β-环糊精接枝的海藻酸衍生物其主链为海藻酸盐，是无毒、生物相容性好且易生物降解的天然高分子；侧链β-环糊精具有立体结构空腔，腔内具有疏水性。产物能溶于水，并能包合药品、食品和化妆品中的活性成分。

本发明具有如下的优点：

1、本发明实现了制剂的绿色化，避免了使用有毒的有机溶剂（如吡啶），减轻了对人的皮肤、眼和呼吸道的刺激以及对环境的污染；

2、根据需要可以调节β-环糊精接枝率，从而达到调节包合量的效果；

3、本发明主体选择的是亲水性生物大分子，可进行阳离子凝胶化作用形成凝胶；

4、本发明原料为无毒、生物易降解和生物相容性好的高分子材料，符合当今绿色环保的理念；

5、本发明的制备条件温和，无需特殊的装置，只需要传统的搅拌和水热即可，易于工业化的生产。

另外，本发明所述酸化时，海藻酸钠与对甲苯磺酸的投料质量比为2︰1～8。目的是控制体系处于适当的pH，以利于后续的酯化反应。

所述酯化时，加入的β-环糊精与海藻酸钠中糖单元的投料摩尔比为1～10︰1。可通过β-环糊精用量的变化来调节产物的接枝率。

所述酯化时，加入的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐与海藻酸钠的投料摩尔比为0.5～3︰1。可通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐用量的变化来调节产物的接枝率。

附图说明

图1 为NaAlg、CD及CD-g-Alg 的FT-IR图谱。

图2为NaAlg、CD及CD-g-Alg 的TG图谱。

具体实施方式

一、生产实施例：

1、酸化：取0.4g的海藻酸钠（NaAlg）溶解于40ml N,N-二甲基甲酰胺（DMF），40℃水浴恒温1小时。然后加入除水的对甲苯磺酸（PTSA）0.4g，搅拌3小时。