專利名稱：殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及海洋化工工程技術領域，具體的講是一種殼聚糖C-6位硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物及其制備方法。
背景技術：
新獸藥的研究與開發(fā)是一項耗資大、周期長、技術要求高、風險大的系統(tǒng)工程。國外發(fā)達國家一種新藥問世需要10-15年時間，耗資上億美元。展望21世紀新獸藥研究與開發(fā)趨勢，隨著無公害食品的發(fā)展，畜禽產(chǎn)品的安全問題日益受到人們的重視，市場即呈現(xiàn)對安全、高效、低毒藥物的高度要求，即獸藥不但對用藥動物毒性小，而且要求在動物體內(nèi)殘留少。為滿足這一要求，現(xiàn)在獸藥生產(chǎn)基本趨于綠色化，對天然產(chǎn)物進行深入的化學與生理活性的研究，對于發(fā)現(xiàn)臨床上有開發(fā)前景的結(jié)構新類型作為先導化合物有極大的機會。事實表明，開發(fā)研制的天然藥物不僅療效更好，毒副作用更小，而且其開發(fā)費用也比純化學合成少得多。
殼聚糖是自然界大量存在的一類天然生物多糖，本身可生物降解，具有良好的生物相容性。因其分子結(jié)構中含有活潑的羥基(-OH)和氨基(-NH2)，通過各種化學改性和修飾可形成具有不同結(jié)構和功能的衍生物。殼聚糖經(jīng)過硫酸酯化引入SO3-基團，使其具有增強機體免疫力，抑制腫瘤，抑制病毒等方面的作用，國內(nèi)外對其開發(fā)研究十分活躍。目前，已有報道將殼聚糖應用于獸藥中作為添加劑，可以增強機體的免疫機能、提高養(yǎng)殖動物的抗病能力，但效果均不好。
羥基苯二磺酰胺類化合物具有較好的抑菌活性，磺胺作為一種效果較好的抗生素類藥物，在獸藥中應用比較廣泛，但是使用磺胺類藥物在動物體內(nèi)的殘留嚴重、在臨床上容易出現(xiàn)急性和慢性中毒?；酋；衔锸怯袡C合成中的重要中間體，將其接入化合物分子中形成新的磺酰胺類衍生物可以顯著增強該類化合物的抑菌活性。目前，有關殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物的研究并未見相關報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種水溶性好、抑菌活性高的殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物及制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為衍生物是式(1)或式(2)
式(1) 式(2)其中n＝12-621。
衍生物的制備方法將殼聚糖硫酸酯在醋酸溶劑中與羥基苯二磺酰氯進行反應，反應溫度為50-80℃，反應時間為4-8小時；冷卻到室溫后采用有機溶劑將反應產(chǎn)物沉淀，沉淀物經(jīng)過濾并將其用有機溶劑洗滌、干燥，而后通過有機溶劑提取、真空干燥即為衍生物，所述殼聚糖硫酸酯與羥基苯二磺酰氯的摩爾比為1∶1-3；所述羥基苯二磺酰氯為2-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯或4-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯。
所述殼聚糖硫酸酯為殼聚糖C-6位硫酸酯，其分子量在0.4-20萬之間，脫乙酰度為80-96％，含硫量重量百分比計9.55％-12.54％。
所述醋酸的加入量為50-80mL，其HAc溶劑濃度為1-3％。
所述用于沉淀和洗滌的有機溶劑為丙酮或無水乙醇，用量為200-400mL。
所述干燥溫度為50-60℃。所述提取是采用索氏提取，其提取時有機溶劑為環(huán)己烷。
原理殼聚糖結(jié)構中含有活潑的-NH2，在N上可引入其它活性基團，通過殼聚糖C-6位硫酸酯與羥基苯二磺酰氯反應可以在殼聚糖C-6位硫酸酯分子上引入羥基苯二磺酰胺基團，與殼聚糖硫酸酯分子產(chǎn)生協(xié)同作用，顯著增強其生物活性。
本發(fā)明中羥基苯二磺酰氯主要是與殼聚糖C2位的氨基(-NH2)反應。其中殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物中磺酰胺基團的取代度為36.5-61.2％。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點1.本發(fā)明將殼聚糖C-6位硫酸酯分子與羥基苯二磺酰胺基團有效結(jié)合在一起，二者相互作用可以產(chǎn)生協(xié)同增效作用，增強各自特有的生物活性，具有抗氧化、抗病毒、抑菌等多種生物活性。其中反應的氨基基團占殼聚糖中氨基總量的36.5-61.2％。
2.本發(fā)明制備出的殼聚糖C-6位硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物易被吸收，具有良好的水溶性，可溶解于多種無機和有機溶劑中，克服了殼聚糖溶解性能差的缺點，擴大了其應用領域，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、保健品和化妝品等領域有廣泛的應用價值。
圖1為原料殼聚糖硫酸酯的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)3425.61，2934.85，1629.29，1216.24(S＝0)，1086.38，871.07，815.60，583.44。
圖2為本發(fā)明實施例1所得的磺酰胺衍生物紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)3458.92，1672.54，1543.16，1396.02，1225.67，1067.63，1005.24，813.69，686.77，586.28。
圖3為本發(fā)明實施例2所得的磺酰胺衍生物紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)3424.36，1684.75，1530.48，1391.15，1219.73，1067.42，1003.56，808.36，688.00，584.07。
圖4為本發(fā)明實施例3所得的磺酰胺衍生物紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)3443.94，1684.94，1653.18，1398.06，1260.65，1060.80，1008.97，810.75，689.53。
圖5為本發(fā)明實施例4所得的磺酰胺衍生物紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)3467.83，1686.60，1532.50，1391.74，1249.67，1078.17，808.27。
圖6為本發(fā)明實施例5所得的磺酰胺衍生物紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)3402.86，1686.81，1539.47，1395.35，1225.63，1065.20，799.44。
圖7為本發(fā)明實施例6所得的磺酰胺衍生物紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1)2986.00，1692.11，1615.18，1485.01，1390.71，1234.62，1057.67，759.46，684.88。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進一步詳細說明，本發(fā)明的保護范圍不僅局限于以下實施例中。
實施例11g分子量為16萬的殼聚糖C-6位硫酸酯溶于50mL2％HAc，其中所述殼聚糖C-6位硫酸酯參見Concepts for improved regioselective placementof O-suifo，N-sulfo，N-acetyl，and N-carboxymethyl groups inchitosan derivatives；Hanno Baumann，Volker Faust；CarbohydrateResearch，2001，331，43-57.的已知方法制備得到；攪拌下加入1.8g 2-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯，65℃反應5小時。冷卻到室溫后，將反應混合物傾入300mL丙酮中使其完全沉淀，得到沉淀物并不過多使用丙酮，沉淀過濾后用丙酮洗滌，并在50℃下干燥得到棕色粉末，以環(huán)己烷為溶劑索氏提取8h后真空干燥即得殼聚糖的羥基苯二磺酰胺衍生物，結(jié)構式參見式1，其中n＝496。
紅外光譜分析表明，殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物(參見圖2)與殼聚糖硫酸酯(參見圖1)相比，出現(xiàn)1543.16和1396.02cm-1新吸收峰，這是羥基苯二磺酰胺基團的特征吸收峰1370左右是SO2-N基團的非對稱伸縮振動吸收峰；1540cm-1左右是苯環(huán)的骨架伸縮振動吸收峰，證明目標化合物的形成。
實施例2與實施例1不同之處在于2g分子量為0.4萬的殼聚糖C-6位硫酸酯溶于50mL1％HAc，攪拌下加入3.45g2-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯，75℃反應4小時。冷卻后，將反應混合物傾入400mL無水乙醇中得到沉淀，沉淀過濾后用無水乙醇洗滌，55℃下烘干得到棕色粉末，以環(huán)己烷為溶劑索氏提取8h后真空干燥即得殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物，結(jié)構式參見式1，其中n＝12。
紅外光譜分析表明，殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物(參見圖3)與殼聚糖硫酸酯(參見圖1)相比，出現(xiàn)1530.48和1391.15兩個新的吸收峰，這是羥基苯二磺酰胺基團的特征吸收峰1370左右是SO2-N基團的非對稱伸縮振動吸收峰，1540cm-1左右是苯環(huán)的骨架伸縮振動吸收峰，證明目標化合物的形成。
實施例3與實施例1不同之處在于2g分子量為5萬的殼聚糖C-6位硫酸酯溶于60mL1％HAc，攪拌下加入2.25g2-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯，65℃反應5小時。冷卻后，將反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，沉淀過濾后用無水乙醇洗滌，60℃下烘干得到棕色粉末，以環(huán)己烷為溶劑索氏提取8h后真空干燥即得殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物，結(jié)構式參見式1，其中n＝155。
紅外光譜分析表明，殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物(參見圖4)與殼聚糖硫酸酯(參見圖1)相比，出現(xiàn)1398.06cm-1新吸收峰，這是羥基苯二磺酰胺基團的特征吸收峰1370左右是SO2-N基團的非對稱伸縮振動吸收峰，證明目標化合物的形成。
實施例4與實施例1不同之處在于2g分子量為15萬的殼聚糖C-6位硫酸酯溶于80mL1％HAc，攪拌下加入3.5g4-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯，70℃反應3小時。冷卻后，將反應混合物傾入250mL無水乙醇中得到沉淀，沉淀過濾后用無水乙醇洗滌，55℃下干燥得到棕色粉末，以環(huán)己烷為溶劑索氏提取8h后真空干燥即得低分子量殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物，結(jié)構式參見式2，其中n＝465。
紅外光譜分析(參見圖5)表明，殼聚糖的羥基苯二磺酰胺衍生物與殼聚糖硫酸酯(參見圖1)相比，出現(xiàn)1532.50和1391.74兩個新的吸收峰，這是磺酰胺基團的特征吸收峰1395-1360cm-1是SO2-N基團的非對稱伸縮振動吸收峰，1540cm-1左右是苯環(huán)骨架振動吸收峰，證明目標化合物的形成。
實施例5與實施例1不同之處在于2g分子量為1.2萬的殼聚糖C-6位硫酸酯溶于70mL3％HAc，攪拌下加入4.0g4-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯，60℃反應6小時。冷卻后，將反應混合物傾入350mL丙酮中得到沉淀，沉淀過濾后用丙酮洗滌，50℃下干燥得到棕色粉末，以環(huán)己烷為溶劑索氏提取8h后真空干燥即得殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物，結(jié)構式參見式2，其中n＝37。
紅外光譜分析(參見圖6)表明，殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物與殼聚糖硫酸酯(參見圖1)相比，出現(xiàn)1395.35和1539.47cm-1兩個新的吸收峰，這是磺酰胺基團的特征吸收峰1395-1360cm-1是SO2-N基團的非對稱伸縮振動吸收峰，1540cm-1左右是苯環(huán)骨架振動吸收峰，證明目標化合物的形成。
實施例6與實施例1不同之處在于2g分子量為0.7萬的殼聚糖C-6位硫酸酯溶于80mL2％HAc，攪拌下加入3.5g4-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯，70℃反應3小時。冷卻后，將反應混合物傾入250mL無水乙醇中得到沉淀，沉淀過濾后用無水乙醇洗滌，55℃下干燥得到棕色粉末，以環(huán)己烷為溶劑索氏提取8h后真空干燥即得低分子量殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物，結(jié)構式參見式2，其中n＝21。
紅外光譜分析(參見圖7)表明，殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺衍生物與殼聚糖硫酸酯(參見圖1)相比，出現(xiàn)1390.71新的吸收峰，這是磺酰胺基團的特征吸收峰1395-1360cm-1是SO2-N基團的非對稱伸縮振動吸收峰，證明目標化合物的形成。
權利要求
1.一種殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物，其特征在于衍生物是式(1)或式(2) 式(1) 式(2)其中n＝12-621。
2.一種權利要求書1所述殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物的制備方法，其特征在于將殼聚糖硫酸酯在醋酸溶劑中與羥基苯二磺酰氯進行反應，反應溫度為50-80℃，反應時間為4-8小時；冷卻后采用有機溶劑將反應產(chǎn)物沉淀，沉淀物經(jīng)過濾并將其用有機溶劑洗滌、干燥，而后通過有機溶劑提取、真空干燥即為衍生物，所述殼聚糖硫酸酯與羥基苯二磺酰氯的摩爾比為1∶1-3；所述羥基苯二磺酰氯為2-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯或4-羥基-5-氯-1，3-苯二磺酰氯。
3.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述殼聚糖硫酸酯為殼聚糖C-6位硫酸酯，其分子量在0.4-20萬之間，脫乙酰度為80-96％，含硫量重量百分比計9.55％-12.54％。
4.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述醋酸的加入量為50-80mL，其HAc溶劑濃度為1-3％。
5.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述用于沉淀和洗滌的有機溶劑為丙酮或無水乙醇，用量為200-400mL。
6.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述干燥溫度為50-60℃。
7.按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述提取是采用索氏提取，其提取時有機溶劑為環(huán)己烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及海洋化工工程技術領域，具體的是一種殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物及制備方法。具體衍生物是式(1)或式(2)，其中n＝12－621。其制備方法為用不同分子量的殼聚糖硫酸酯與羥基苯二磺酰氯反應制備不同分子量的殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物。用本發(fā)明的制備方法成功地合成了殼聚糖硫酸酯的羥基苯二磺酰胺類衍生物。此類衍生物的取代度達36.5－61.2％，有較好的水溶性，磺酰胺基團與殼聚糖硫酸酯分子有效結(jié)合起來，可產(chǎn)生協(xié)同增效作用，顯著增強殼聚糖自身特有的抑菌、抗病毒等生物活性，可應用于醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)等領域。
文檔編號A61K31/722GK101029092SQ20071001011
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權日2007年1月19日
發(fā)明者李鵬程, 鐘志梅, 邢榮娥, 劉松, 汲霞, 郭占勇, 王琳 申請人:中國科學院海洋研究所