專利名稱：胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物材料領(lǐng)域的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法。
背景技術(shù)：
幾丁聚糖是一種天然生物多糖，具有資源量大、生物可降解、穩(wěn)定性好、生物親和性好 和安全無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，是開(kāi)發(fā)生物醫(yī)用材料的良好資源。幾丁聚糖在兼性分子材料的研究中 已經(jīng)受到重視?，F(xiàn)有的研究發(fā)明中，曾有采用共價(jià)結(jié)合的方法制備了幾丁聚糖接枝半乳糖的 耦合物，例如依次將聚乙烯醇(PEG)和半乳糖共價(jià)連接到幾丁聚糖分子中，形成的復(fù)合物 材料不僅能特異性識(shí)別肝細(xì)胞表面的蛋白受體，還能攜載疏水性藥物；但是制備這種復(fù)合物 不但步驟繁瑣，而且因其O-糖苷鍵易于在體內(nèi)降解導(dǎo)致不穩(wěn)定；也有報(bào)道用聚乙烯醇共價(jià)連 接到幾丁聚糖分子中形成的復(fù)合材料，這種材料對(duì)pH有敏感性，但對(duì)疏水性藥物攜載能力差； 還有報(bào)道以半乳糖對(duì)幾丁聚糖進(jìn)行糖基化修飾，直接將半乳糖基引入幾丁聚糖分子中，形成 幾丁聚糖復(fù)合物，但由于分子中缺少疏水基，作為載體材料在應(yīng)用中也有一定的缺陷。顯然 制備對(duì)疏水性藥物具有高攜載能力的，而且穩(wěn)定的載體材料在藥物制劑領(lǐng)域中是特別重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，以彌補(bǔ)已有技術(shù)的不足。
本發(fā)明采用幾丁聚糖(chitosan)衍生物、氨基糖衍生物和酸酐衍生物為原料，通過(guò)兩 步法合成目標(biāo)產(chǎn)物。首先將酸酐衍生物作為連接臂共價(jià)連接到氨基糖衍生物上，生成端基為 羧基的單糖衍生物；然后再將端基為羧基的單糖衍生物通過(guò)其羧基共價(jià)連接到幾丁聚糖衍生 物的伯氨基上，得到胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物。
其具體技術(shù)路線是1、首先將氨基糖衍生物懸浮于甲醇和甲醇鈉混合溶液中，再將酸酐 衍生物逐滴加入該懸浮混合液中進(jìn)行混合反應(yīng)，向其中加入催化劑，并控制反應(yīng)的濃度、溫 度、酸堿度和反應(yīng)時(shí)間；然后通過(guò)滴加稀鹽酸終止反應(yīng)，得到端基為羧基的單糖衍生物；2、 將步驟1中制得的端基為羧基的單糖衍生物溶液和幾丁聚糖衍生物溶液混合，加入催化劑并 控制反應(yīng)的濃度、溫度、酸堿度和反應(yīng)時(shí)間，即得到幾丁聚糖共價(jià)復(fù)合物的產(chǎn)物和反應(yīng)物的 混合液；最后將其分離純化，千燥得到固體產(chǎn)品的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物。
本發(fā)明具有操作方便、制備技術(shù)工藝簡(jiǎn)便和制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)原材料有廣
泛的適用性，所有具有游離氨基的幾丁聚糖衍生物均可適用；本發(fā)明還對(duì)氨基糖衍生物有廣 泛的適用性，適用于具有可以與羧基、酸酐基團(tuán)相結(jié)合的一切單糖及其衍生物；本發(fā)明對(duì)酸 酐衍生物也有廣泛的適用性，適用于具有可以與伯氨基相結(jié)合的一切二元酸的酸酐及其衍生物。因此，本發(fā)明不但適合已有幾丁聚糖糖基化衍生物，更主要適用于制備同時(shí)具有親水區(qū) 和疏水區(qū)、帶有靶向基團(tuán)的幾丁聚糖復(fù)合物。本發(fā)明的重要意義還在于其制備的材料穩(wěn)定性 能好,可以產(chǎn)生自我分子聚集，能用來(lái)制造疏水性藥物的分散劑；還可以有形成膠囊狀分子束 的功能，是開(kāi)發(fā)靶向納米藥物膠囊的可選材料。
本發(fā)明是以幾丁聚糖衍生物、氨基糖衍生物和酸酐衍生物為原料制備兼性高分子材料， 獲得的新材料安全無(wú)毒副作用，具有良好的生物相容性和生物可降解性，是幾丁聚糖衍生物 中的新成員。本發(fā)明在醫(yī)藥、醫(yī)用材料、食品、化妝品、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等諸多方面具有良好的 研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。因此，具有很好的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)潛力。
具體實(shí)施例方式
第一步首先將氨基糖衍生物懸浮于甲醇和甲醇鈉的混合溶液中，其中氨基糖衍生物的 濃度是1—10%，甲醇鈉的添加量是氨基糖衍生物重量的0.5至3倍；攪拌速度是30—80轉(zhuǎn)/
分鐘，溫度控制在20—3(TC，時(shí)間是2—4小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程用惰性氣體保護(hù)；然后將酸酐衍
生物溶液逐滴加入氨基糖衍生物的懸浮液中進(jìn)行混合反應(yīng)，其中酸酐衍生物與氨基糖衍生物
的摩爾比為1: 1;攪拌速度是30—80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度是20—3CTC，反應(yīng)時(shí)間是24—60 小時(shí)；最后滴加0.1M鹽酸至pH6以終止化學(xué)反應(yīng)，40—6(TC蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空 干燥得到端基為羧基的單糖衍生物。為了加快反應(yīng)速度，可以在酸酐衍生物與氨基糖衍生物 溶液混合后即加入催化劑A，催化劑A的使用量可以是酸酐衍生物重量的1至4倍，反應(yīng)時(shí) 間可以縮短到12—48小時(shí)。
第二步首先將第一步反應(yīng)得到的端基為羧基的單糖衍生物用蒸餾水溶解，溶液濃度控 制在0.5—10%，用O. 1M鹽酸溶液調(diào)至pH5—7;幾丁聚糖衍生物脫乙酰度范圍是50—100%， 溶解在含有0—80%甲醉的混合溶液中，幾丁聚糖衍生物濃度控制在0. 5_10%;然后將兩種溶 液混合反應(yīng)，攪袢速度是30—80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度是20—3(TC,反應(yīng)時(shí)間是48—72小時(shí)； 反應(yīng)完畢40—6CTC蒸發(fā)濃縮，體積減少到原來(lái)的1/20至1/5;最后用相當(dāng)于濃縮液體積10-20 倍的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，抽濾，真空干燥得到固體的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物。為了加快反應(yīng) 速度，可以在端基為羧基的單糖衍生物與幾丁聚糖衍生物溶液混合后即加入催化劑B，催化 劑B的使用量可以是端基為羧基的單糖衍生物重量的0. 05至1倍，反應(yīng)時(shí)間可以縮短到24 一48小時(shí)。
本發(fā)明中所述幾丁聚糖衍生物具體包括幾丁聚糖、幾丁寡糖、羧甲基幾丁聚糖、羥乙基 幾丁聚糖、羥丙基幾丁聚糖或聚乙烯醇接枝幾丁聚糖；所述氨基糖衍生物可以是氨基單糖， 具體是氨基葡萄糖、氨基半乳糖，也可以是氨基單糖的衍生物，具體是氨基葡萄糖鹽酸鹽、 氨基葡萄糖硫酸鹽、氨基半乳糖鹽酸鹽、4-氨基-4-脫氧-D-甲基葡萄糖苷；所述酸酐衍生物 可以是二元脂肪酸酐，具體是丁二酸酐、戊二酸酐或順丁烯二酸酐，也可以是芳香族酸酐衍生物，具體是鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐的衍生物、萘二酸酐或萘二酸酐的衍生物；所述 催化劑A可以是三乙胺、三丁胺、二甲基甲酰胺或它們?nèi)我獗壤幕旌衔?；所述的催化劑B
可以是EDC [全名N-ethyl-N' -(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide]、 DMAP[全名 4-Dimethylaminopyridine]、 DCC (全名Dicyclohexylcarbodiimide)或它們?nèi)我獗壤幕?合物。 實(shí)施例l，-
氨基葡萄糖6g，懸浮于60ral甲醇中，加入甲醇鈉12g， 24°C,氬氣保護(hù)，50轉(zhuǎn)/分鐘攪 拌4h;然后加入4. 96g 丁二酸酐，24°C， 50轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)24h;滴加0. 1M鹽酸溶液至pH6， 終止反應(yīng)；50'C蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空千燥得端基為羧基的單糖衍生物，收率9.3%。
端基為羧基的單糖衍生物20ml，濃度2%，用O. 1M鹽酸溶液調(diào)至pH 6.3，滴加到50 ml 含有5%的羧甲基幾丁聚糖和30%甲醇的混合溶液，22°C， 70轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)48h; 5(TC蒸 發(fā)濃縮，體積減少至14ml，最后用140ml無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，抽濾，真空干燥得產(chǎn)品，收率 51% (產(chǎn)品重量/幾丁聚糖衍生物重量*100%)。 實(shí)施例2:
氨基半乳糖鹽酸鹽3g，懸浮于40ral甲醇中，加入甲醇鈉4.5g, 2(TC，氬氣保護(hù)，50轉(zhuǎn) /分鐘攪拌3h;然后加入2. 58g萘二酸酐，24°C， 40轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)60h;滴加0. 1M鹽酸溶 液至pH6，終止反應(yīng)；50'C蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空千燥得端基為羧基的單糖衍生物， 收率9. 8%。
端基為羧基的單糖衍生物20ml，濃度1. 2%，用0. 1M鹽酸溶液調(diào)至pH 6. 2，滴加到50 ml 含有3%的羥丙基幾丁聚糖和50%甲醇的混合溶液，26。C， 60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)72h; 5(TC蒸 發(fā)濃縮，體積減少至7ml，最后用100ml無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，抽濾，真空干燥得產(chǎn)品，收率 56% (產(chǎn)品重量/幾丁聚糖衍生物重量*100%)。 實(shí)施例3:
氨基半乳糖lg，懸浮于100ral甲醇中，加入甲醇鈉0.5g， 2(TC，氬氣保護(hù)，60轉(zhuǎn)/分鐘 攪拌3h;然后依次加入0.64g戊二酸酐，0.82ml三丁胺的催化劑A， 24'C， 60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌 反應(yīng)24h;滴加O. 1M鹽酸溶液至pH6，終止反應(yīng)；4(TC蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空干燥 得端基為羧基的單糖衍生物，收率11. 5%。
端基為羧基的單糖衍生物20ml濃度0. 5%,用0.1M鹽酸溶液調(diào)至pH5，滴加到50 ml含 有0.5%的幾丁聚糖和80%甲醇的混合溶液，并加入O. lg DCC的催化劑B， 24°C， 60轉(zhuǎn)/分鐘 攪拌反應(yīng)24小時(shí)；4(TC蒸發(fā)濃縮，體積減少至7ml，最后用140 ml無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，抽濾， 真空干燥得產(chǎn)品，收率51% (產(chǎn)品重量/幾丁聚糖衍生物重量*100%)。 實(shí)施例4:氨基葡萄糖硫酸鹽8.0g，懸浮于80ml甲醇中，加入甲醇鈉8.0g， 30°C，氬氣保護(hù)，80 轉(zhuǎn)/分鐘攪拌4h;然后依次加入4.238鄰苯二甲酸酐，17.91ml二甲基甲酰胺的催化劑A， 28'C， 70轉(zhuǎn)/分鐘攪拌48h;滴加O. 1M鹽酸溶液至pH6，終止反應(yīng)；50'C蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶， 真空千燥得端基為羧基的單糖衍生物，收率17.6%。
端基為羧基的單糖衍生物20ml濃度10%，用0. 1M鹽酸溶液調(diào)至pH7，滴加到50 ml含 有10%的羥乙基幾丁聚糖溶液，并加入O.lgEDC的催化劑B， 20°C， 30轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)48 小時(shí)；5(TC蒸發(fā)濃縮，體積減少至14ml，最后用140ml無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，抽濾，真空干燥 得產(chǎn)品，收率68% (產(chǎn)品重量/幾丁聚糖衍生物重量*100%)。 實(shí)施例5:
4-氨基-4-脫氧-D-甲基葡萄糖苷4g，懸浮于160ml甲醇中，加入甲醇鈉12g， 28°C，氬 氣保護(hù)，40轉(zhuǎn)/分鐘攪拌3h;然后依次加入2g順丁烯二酸酐，5. 12ml三丁胺的催化劑A， 20°C ， 80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌12h;滴加0.1M鹽酸溶液至p服，終止反應(yīng)；50'C蒸千，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶， 真空干燥得端基為羧基的單糖衍生物，收率14. 1%。
端基為羧基的單糖衍生物20ml濃度3%，用0. 1M鹽酸溶液調(diào)至pH 5. 6，滴加到50 ml 含有4%的聚乙烯醇接枝幾丁聚糖和40%甲醇的混合溶液，并加入0. 3g DMAP的催化劑B, 3CTC， 80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)30小時(shí)；60。C蒸發(fā)濃縮，體積減少至10ml，最后用150ml無(wú)水乙醇進(jìn)行 沉淀，抽濾，真空干燥得產(chǎn)品，收率58% (產(chǎn)品重量/幾丁聚糖衍生物重量*100%)。 實(shí)施例6:
氨基葡萄糖鹽酸鹽2g，懸浮于40ml甲醇中，加入甲醇鈉4g， 24°C，氬氣保護(hù)，30轉(zhuǎn)/ 分鐘攪拌2h;然后依次加入0. 93g 丁二酸酐，4ml三乙胺的催化劑A， 24°C, 30轉(zhuǎn)/分鐘攪拌 反應(yīng)48h;滴加0. 1M鹽酸溶液至pH6，終止反應(yīng)；60。C蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空干燥 得端基為羧基的單糖衍生物，收率13. 3%。
端基為羧基的單糖衍生物20ml，濃度0.85%,用O. 1M鹽酸溶液調(diào)至pH6，滴加到50ml 含有2%的幾丁寡糖和60%甲醇的混合溶液，并加入0. lg EDC和0. 05g DMAP的催化劑B， 24°C， 50轉(zhuǎn)/分鐘攪拌反應(yīng)36h; 50'C蒸發(fā)濃縮，體積減少至3.5ml，最后用70ml無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀， 抽濾，真空干燥得產(chǎn)品，收率62% (產(chǎn)品重量/幾丁聚糖衍生物重量*100%)。
權(quán)利要求
1、胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，包括以下兩個(gè)步驟步驟一采用氨基糖衍生物與酸酐衍生物反應(yīng)，將酸酐衍生物作為連接臂共價(jià)連接到氨基糖衍生物上，其步驟是首先將氨基糖衍生物懸浮于甲醇和甲醇鈉的混合溶液中，其中氨基糖衍生物的濃度是1—10％，甲醇鈉的添加量是氨基糖衍生物重量的0.5至3倍；攪拌速度是30—80轉(zhuǎn)/分鐘，溫度控制在20—30℃，時(shí)間是2—4小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程用惰性氣體保護(hù)；然后將酸酐衍生物溶液逐滴加入氨基糖衍生物的懸浮液中進(jìn)行混合反應(yīng)，其中酸酐衍生物與氨基糖衍生物的摩爾比為1∶1；攪拌速度是30—80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度是20—30℃，反應(yīng)時(shí)間是24—60小時(shí)；最后加入0.1M鹽酸至pH6以終止化學(xué)反應(yīng)，40—60℃蒸干，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空干燥即得到端基為羧基的單糖衍生物；步驟二采用步驟一得到的端基為羧基的單糖衍生物與幾丁聚糖衍生物反應(yīng)，將端基為羧基的單糖衍生物通過(guò)其羧基共價(jià)連接到幾丁聚糖衍生物的伯氨基上，其步驟是首先將步驟一反應(yīng)得到的端基為羧基的單糖衍生物用蒸餾水溶解，溶液濃度控制在0.5—10％，用0.1M鹽酸溶液調(diào)至pH5—7；幾丁聚糖衍生物脫乙酰度范圍是50—100％，溶解在含有0—80％甲醇的混合溶液中，幾丁聚糖衍生物濃度控制在0.5—10％；然后將兩種溶液混合反應(yīng)，攪拌速度是30—80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度是20—30℃，反應(yīng)時(shí)間是48—72小時(shí)；反應(yīng)完畢40—60℃蒸發(fā)濃縮，體積減少到原來(lái)的1/20至1/5；最后用相當(dāng)于濃縮液體積10-20倍的無(wú)水乙醇進(jìn)行沉淀，抽濾，真空干燥即得到固體的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于在步驟一 酸酐衍生物與氨基糖衍生物溶液混合后即加入催化劑A以縮短反應(yīng)時(shí)間，催化劑A的使用量 是酸酐衍生物重量的1至4倍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于在步驟二 端基為羧基的單糖與幾丁聚糖衍生物溶液混合后即加入催化劑B以縮短反應(yīng)時(shí)間，催化劑B 的使用量是端基為羧基的單糖衍生物重量的0. 05至1倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1或2所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述 的氨基糖衍生物是氨基葡萄糖、氨基半乳糖、氨基葡萄糖鹽酸鹽、氨基葡萄糖硫酸鹽、氨基 半乳糖鹽酸鹽或4-氨基_4-脫氧-D-甲基葡萄糖苷。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1或2所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述 的酸酐衍生物是二元脂肪酸酐中的丁二酸酐、戊二酸酐或順丁烯二酸酐；或是芳香族酸酐衍 生物中的鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐的衍生物、萘二酸酐或萘二酸酐的衍生物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1或3所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述 的幾丁聚糖衍生物是幾丁聚糖、幾丁寡糖、羧甲基幾丁聚糖、羥乙基幾丁聚糖、羥丙基幾丁 聚糖或聚乙烯醇接枝幾丁聚糖。
7、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述的催化 劑A是三乙胺、三丁胺、二甲基甲酰胺或它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> 8、 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)3所述的胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法，其特征在于所述的催化劑B是EDC、 DMAP、 DCC或它們?nèi)我獗壤幕旌衔铩?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種胺糖化幾丁聚糖復(fù)合物的制備方法。首先將氨基糖衍生物與酸酐衍生物進(jìn)行混合反應(yīng)，加入催化劑并控制反應(yīng)的濃度、溫度、酸堿度和反應(yīng)時(shí)間，得到端基為羧基的單糖衍生物；然后將端基為羧基的單糖衍生物和幾丁聚糖衍生物混合反應(yīng)，加入催化劑并控制反應(yīng)的濃度、溫度、酸堿度和反應(yīng)時(shí)間，即得到幾丁聚糖共價(jià)復(fù)合物。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)便、成本低。本發(fā)明對(duì)原材料有廣泛的適用性，適用于所有具有游離氨基的幾丁聚糖衍生物，一切可以與羧基、酸酐基團(tuán)相結(jié)合的單糖及其衍生物，以及一切可以與伯氨基相結(jié)合的二元酸的酸酐及其衍生物。本發(fā)明制備的材料穩(wěn)定性能好，能用來(lái)制造疏水性藥物的分散劑，還是開(kāi)發(fā)靶向納米藥物膠囊的可選材料。
文檔編號(hào)A61K47/36GK101440136SQ20081023839
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者敬 李, 濤 江, 程曉杰, 陳西廣 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)