[发明专利]用于制备衍生的多糖的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备多糖衍生物的方法，所述方法包括以下步骤：(a)在至多70℃的温度下使至少一种多糖与至少一种多糖溶胀剂接触；和(b)随后，使步骤(a)的产物与至少一种芳族异氰酸酯接触；从而制备多糖衍生物。

本发明涉及用于制备多糖衍生物的方法以及这样得到的多糖衍生物。

纤维素为纤维质、坚韧的水-不溶性物质，其可在植物的保护(细胞)壁中发现。其为主要由通过1-4糖苷键连接的[β]-D-葡糖-吡喃糖单元组成的多糖。从结构的观点，在结晶期间纤维素链排列成为微纤维，形成链刚性分子间氢键。纤维素的不同晶体同质异晶为已知的。

纤维素基材中的羟基涉及多个分子内和分子间氢键，并且作为亲核部分通常显示有限的反应性。结果是，这些羟基的化学衍生化极其困难。即使对于高度反应性分子(例如异氰酸酯)，这些羟基也显示没有反应性或非常小的反应性。这些纤维素材料的另一个缺点是它们的高熔点，通常高于热分解温度，这限制它们在液相中的衍生化可能性。

在纤维素的化学衍生化中的传统的方法利用在化学上和/或物理上苛刻的条件(化学品、温度、压力、pH…)来将纤维素溶解或衍生化。这影响基材的整体结构和相关的性质(例如结晶度)。这些当前的方案主要集中于降低或消除在纤维素基材中的氢键键合模式，如以下讨论的那样。

有时，问题只是被忽略了。在这些情况下，纤维素可用作非反应性'填料'。

一个选项是使纤维素基材烷氧基化，以提高其溶解度和与衍生化试剂的相容性。烷氧基化影响结晶度，增加资金成本，此外，与EHS风险相关。

另一个可能性是使用具有不同的溶解度特性的单糖、二糖和/或寡糖。然而，当需要纤维素基材的整体性质(例如复合材料)时，这样的使用在一些应用中受限。

另一个选项是破坏氢键结合网络。

通常施用的方法在升高的温度下，在压力容器中，通过亚硫酸盐或碱性方法(苛性钠、稀NaOH)化学消化纤维素基材(降解，较低的分子量，降低的结晶度)。然而，通常结合至氢网络中的含水介质或残余的水分与异氰酸酯化学不相容，并且引起副反应。此外，可释放消化介质的残余物(例如Na和/或K阳离子)并且可引起与异氰酸酯(例如异氰脲酸酯)的副反应。此外，结构的降解导致纤维素性质的劣化。

通过利用机械处理(例如：研磨，粉碎等)，氢键网络还可部分或完全破坏，其中机械能可撕开微纤维，以降解纤维素基材。这导致降低的分子量和较高的无定形含量。然而，机械处理损坏了纤维素整体结构，这又可不利地影响分子量、纤维强度和挺度等。

或者，可施用蒸汽爆破以在苛刻的压力和温度条件下破坏纤维素基材。该程序需要额外的干燥步骤，此外，已知降低基材的结晶含量。

因此，仍需要克服一种或多种前述问题的制备官能化的多糖的方法。本发明的一个目的是提供一种用于制备官能化的多糖的方法。本发明的另一个目的是提供一种官能化的多糖，同时保持或仅最低限度地降低多糖整体性质，例如结晶度。

本发明人现在意外地发现，通过根据本发明用于制备多糖衍生物的方法可得到这些目的中的一个或多个。通过使多糖与化合物预接触，随后加入芳族异氰酸酯用于官能化，得到多糖衍生物，所述预接触步骤在至多70℃的温度下进行。多糖衍生物可包含侧基游离的异氰酸酯基团，其能够使多糖进一步衍生化，和/或改善多糖颗粒与基于异氰酸酯的液体的相容性。通过与其它异氰酸酯-反应性官能团(例如基材、专用化学品和聚氨酯组分)进一步反应/衍生化，多糖衍生物可随后用于不同的应用。

本发明包括用于制备多糖衍生物的方法，所述方法包括以下步骤：

(a) 在至多70℃的温度下，使至少一种多糖与至少一种多糖溶胀剂接触，所述溶胀剂优选选自亚砜、甲酰胺、乙酰胺、吡咯烷酮、吡啶、咪唑和它们的混合物；和

(b) 随后，使步骤(a)的产物与至少一种芳族异氰酸酯接触；

从而制备多糖衍生物。