[发明专利]一种含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及食品、日化及生物医药等领域，具体涉及一种含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖及其制备方法和应用，以壳聚糖为原料，首先对壳聚糖进行羧基化，制备得到羧甲基壳聚糖，然后以1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐、N‑羟基琥珀酰亚胺为交联剂，通过酰胺化反应使羧甲基壳聚糖接枝氨基吡啶类化合物，纯化后得到目标产物含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖.本发明的优点是反应操作简单，目标化合物产率高，且经实验证明，与壳聚糖相比，目标化合物的抗氧化活性得到显著提升，可以广泛应用于食品、日化及生物医药等领域。

技术领域

本发明涉及食品、日化及生物医药等领域，具体涉及一种含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖及制备方法和应用。

背景技术

壳聚糖是甲壳素脱乙酰度达到50％以上的天然高分子化合物，具有可降解性、生物相容性、成膜性、无毒性等优良特性。但是壳聚糖分子量巨大，氢键作用极强，导致其溶解性很差，在很大程度上限制了其大规模的开发利用。羧甲基壳聚糖是壳聚糖进行羧甲基化得到的一种水溶性的衍生物，具有保鲜性、抑菌性、抗氧化性等性质，在医药、农业、化妆品等方面有诸多应用，是近年来研究较多的壳聚糖衍生物之一。尽管羧甲基壳聚糖具备一定的生物活性，但生物活性相对较差，不足以支撑工业化开发。因此，如何提升羧甲基壳聚糖的生物活性是一项重要的研究课题。羧甲基壳聚糖的羧基为其进一步的结构修饰提供了活性反应位点，在缩合剂的存在下，可以与含有氨基或羟基的化合物发生缩合反应，从而将活性小分子化合物接枝到羧甲基壳聚糖分子中。据报道，氨基吡啶类化合物通常具有优良的生物活性，因此以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺为缩合剂，将氨基吡啶类化合物接入羧甲基壳聚糖，根据活性叠加原理，得到一种活性更高的化合物，实现壳聚糖的高值化应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖及其制备方法和应用。

具体技术方案如下：

一种含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖，其特征在于：所述含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖的结构式如下：

其中n的平均取值范围是50-1300。

所述含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖可以应用于食品、日化及生物医药等领域。

其特征在于：壳聚糖为原料，首先对壳聚糖进行羧基化，制备得到羧甲基壳聚糖，然后以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺为交联剂，通过酰胺化反应使羧甲基壳聚糖接枝氨基吡啶类化合物，纯化后得到目标产物含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖。具体制备步骤如下：

(1)羧甲基壳聚糖的合成：将壳聚糖分散于一定体积的异丙醇中，滴加加入氢氧化钠水溶液，50℃水浴中搅拌碱化1-2h；然后加入氯乙酸水溶液，继续反应4-6h；最后用乙醇沉淀并洗涤，烘干至恒重，即得到羧甲基壳聚糖，其中，壳聚糖、氢氧化钠、氯乙酸的摩尔量比值是1：4-6：4-6；

(2)含氨基吡啶的羧甲基壳聚糖的合成：将上述羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，室温下搅拌至充分溶解，依次加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺水溶液，并用1mol/L的盐酸水溶液调节PH至5，室温条件下反应4-6h，然后加入卤代苯胺类化合物，于室温条件下避光反应10-12h,无水乙醇沉淀并洗涤，即得到含卤代苯的羧甲基壳聚糖，其中，羧甲基壳聚糖、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、氨基吡啶类化合物的物质的量比值是1：1-3:1-3：4-6。

上述步骤(1)将壳聚糖分散于一定体积的异丙醇中，壳聚糖的终浓度是5％-10％，氢氧化钠水溶液浓度是40％，氯乙酸水溶液浓度为10％-15％；上述步骤(2)将羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，羧甲基壳聚糖的浓度为10％-15％，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺水溶液的浓度为40％-50％。