專利名稱：醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法及其緩釋應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法及其在緩釋方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
醋酸纖維素(CA)是以纖維素為原料，纖維素分子上的羥基(-OH)與醋酸作用生成醋酸纖維素酯，其作為香煙濾嘴材料，過濾煙氣中有害成分的作用已為其他材料不可取代。除了紡織材料，醋酸纖維素還被廣泛用于濾膜、膠片，在醫(yī)藥領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用于藥物釋放載體。環(huán)糊精除了在醫(yī)藥領(lǐng)域有廣泛的用途，在食品、化妝品、環(huán)境保護(hù)、色譜分析等方面也得到了應(yīng)用。環(huán)糊精分子的空腔內(nèi)部是疏水的，外部是親水的，能與其空腔內(nèi)徑相匹配的分子形成包合物，環(huán)糊精(CD)包括α-CD、β-CD、γ-CD以及他們的衍生物，內(nèi)徑大小各不相同。分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的高分子材料可稱為含CD的高分子，簡(jiǎn)稱CDP。這種聚合物既具有CD包合、釋放的能力，又具有高聚物優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、較好的化學(xué)穩(wěn)定性和功能可調(diào)性，是目前生物醫(yī)學(xué)工程、生物技術(shù)、環(huán)境保護(hù)工程中研究和應(yīng)用最為活躍的功能高分子材料之一。
目前將環(huán)糊精直接接枝在高分子上的研究有很多，例如將環(huán)糊精接枝聚乙二醇、聚丙烯、聚丙稀酰胺、殼聚糖、聚苯乙烯、纖維素等方法，而將環(huán)糊精接枝在醋酸纖維素上的研究尚未見報(bào)道，在合成方法上，纖維素接枝環(huán)糊精多采用環(huán)氧氯丙烷為中間體，而醋酸纖維素不溶于水且在堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)易水解，因此不能與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用異氰酸酯作為中間體的醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法及其這種新化合物在緩釋、包合方面的應(yīng)用。
本發(fā)明的制備方法包括兩步第一步將醋酸纖維素與異氰酸酯在二甲基甲酰胺(DMF)溶劑中于三口燒瓶中進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度為20℃～40℃，反應(yīng)時(shí)間為30min～60min；第二步在第一步反應(yīng)產(chǎn)物中加入環(huán)糊精以及催化劑在20℃～80℃溫度范圍繼續(xù)反應(yīng)接枝，反應(yīng)時(shí)間為30min～120min，形成接枝率不同的含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的醋酸纖維素高分子新材料。
所述催化劑可為堿金屬類催化劑中的一種，優(yōu)選醋酸鉀，或有機(jī)金屬化合物中的一種，優(yōu)選二丁基二月桂酸錫。
本發(fā)明中各反應(yīng)物及催化劑溶劑的投料比是醋酸纖維素∶異氰酸酯∶環(huán)糊精∶催化劑∶溶劑(二甲基甲酰胺)為5g～10g∶2g～5g∶7g～15g∶0.01mg～1mg∶50ml。
所述異氰酸酯為芳香族異氰酸酯型或脂肪族異氰酸酯型，所述芳香族異氰酸酯型異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯(TDI)或二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，脂肪族異氰酸酯型異氰酸酯為二異氰酸酯如六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)及二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)中任一種。
所述環(huán)糊精為α-CD、β-CD、γ-CD或環(huán)糊精衍生物中的一種。
所述醋酸纖維素為除了三醋酸纖維素以外的一醋酸纖維素、二醋酸纖維素及乙酰化程度不同的醋酸纖維素材料中的一種。
本發(fā)明基本反應(yīng)方程式是 醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物為白色或淡黃色聚合物，軟化點(diǎn)為150～200℃，熔點(diǎn)為230～350℃。可以通過延流制作成膜或添加入醋酸紡絲漿液干法紡絲成纖維或研磨成顆粒材料。作為吸收材料和緩釋材料，應(yīng)用在藥物、食品、化妝品、環(huán)境保護(hù)、色譜分析、分離技術(shù)等方面，例如緩釋藥物，緩釋香料等。本發(fā)明還具有工藝簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為包含藥物的含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的二醋酸纖維素高分子材料的體外釋藥性能測(cè)試。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明結(jié)合實(shí)例作進(jìn)一步論證合成實(shí)施例1稱取5.0g二醋酸纖維素、2g TDI和50mL溶劑二甲基甲酰胺(DMF)加入到200mL的三口燒瓶中，攪拌，室溫反應(yīng)30min。然后再加入7gβ-環(huán)糊精和0.1mg催化劑二丁基二月桂酸錫。攪拌，升溫至20℃，保溫30min。然后把產(chǎn)物倒入熱水中煮沸1h，烘干即得目標(biāo)產(chǎn)物，接枝率32％。
合成實(shí)施例2
稱取8.0g一醋酸纖維素、3g HDI和50mL溶劑二甲基甲酰胺(DMF)加入到200mL的三口燒瓶中，攪拌，室溫反應(yīng)45min。然后再加入10gα-環(huán)糊精和0.5mg催化劑醋酸鉀。攪拌，升溫至65℃，保溫80min。然后把產(chǎn)物倒入熱水中煮沸1h，烘干即得目標(biāo)產(chǎn)物，接枝率60％。
合成實(shí)施例3稱取10.0g二醋酸纖維素、5g MDI和50mL溶劑二甲基甲酰胺(DMF)加入到200mL的三口燒瓶中，攪拌，40反應(yīng)1h。然后再加入15gγ-環(huán)糊精和1mg催化劑三乙烯二胺。攪拌，升溫至80℃，保溫120min。然后把產(chǎn)物倒入熱水中煮沸1h，烘干即得目標(biāo)產(chǎn)物，接枝率90％。
應(yīng)用實(shí)施例4將含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的二醋酸纖維素高分子材料(接枝率80％)放入3.15g/mL萘普生的水溶液，在5℃的低溫下浸泡一星期。用動(dòng)態(tài)滲析法測(cè)定體外釋藥性能將包含藥物的含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的二醋酸纖維素高分子材料放入600mL的37℃恒溫的磷酸鹽緩沖模擬腸液(pH＝7.4)中保持100r/min的回旋振蕩，每隔一段時(shí)間取出部分緩沖液，隨即補(bǔ)充等量的新鮮緩沖溶液，分別測(cè)定在270nm處的吸光度。根據(jù)藥物的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程測(cè)定濃度。見圖1，從圖中可以看出萘普生在含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的醋酸纖維素高分子材料中保持了較為穩(wěn)定的釋放，時(shí)間達(dá)到7小時(shí)以上，極大地減少了多次服用的麻煩和一次服用量過大所造成的副作用。因此，CDA-g-CD共聚物具有良好的應(yīng)用前景。
應(yīng)用實(shí)施例5含薄荷0.05g10ml的乙醇溶液中加入含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的醋酸纖維素高分子材料(接枝率70％)，室溫振蕩24h，形成包合物。放置在40℃中進(jìn)行感觀測(cè)試。

(√代表有氣味；×代表沒有氣味)從實(shí)例5中可以看出，在40℃中含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的二醋酸纖維素高分子材料可以保持薄荷7天，甚至更久，具有緩釋香料的作用。普通二醋酸纖維素高分子材料2天就完全釋放。
權(quán)利要求
1.一種醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法，其特征在于第一步將醋酸纖維素與異氰酸酯在二甲基甲酰胺溶劑中于三口燒瓶中進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度為20℃～40℃，反應(yīng)時(shí)間為30min～60min；第二步在第一步反應(yīng)產(chǎn)物中加入環(huán)糊精以及催化劑在20℃～80℃溫度范圍繼續(xù)反應(yīng)接枝，反應(yīng)時(shí)間為30min～120min，形成接枝率不同的含有環(huán)糊精鏈節(jié)的醋酸纖維素高分子新材料；所述催化劑可為堿金屬類催化劑中的一種，優(yōu)選醋酸鉀，或有機(jī)金屬化合物中的一種，優(yōu)選二丁基二月桂酸錫，各反應(yīng)物及催化劑溶劑的投料比是醋酸纖維素∶異氰酸酯∶環(huán)糊精∶催化劑∶二甲基甲酰胺為5g～10g∶2g～5g∶7g～15g∶0.01mg～1mg∶50ml。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法，其特征在于所述異氰酸酯為芳香族異氰酸酯型或脂肪族異氰酸酯型，所述芳香族異氰酸酯型異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯，脂肪族異氰酸酯型異氰酸酯為二異氰酸酯如六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯及二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法，其特征在于所述環(huán)糊精為α-CD、β-CD、γ-CD或環(huán)糊精衍生物中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法，其特征在于所述醋酸纖維素為除了三醋酸纖維素以外的一醋酸纖維素、二醋酸纖維素及乙?；潭炔煌拇姿崂w維素材料中的一種。
5.一種如權(quán)利要求1所述方法制備的醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物，用于緩釋藥物。
6.一種如權(quán)利要求1所述方法制備的醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物，用于緩釋香料。
全文摘要
一種醋酸纖維素與環(huán)糊精接枝共聚物的制備方法及其在緩釋方面的應(yīng)用。該制備方法是將醋酸纖維素與異氰酸酯在二甲基甲酰胺溶劑中于三口燒瓶中進(jìn)行接枝反應(yīng)，在第一步反應(yīng)產(chǎn)物中加入環(huán)糊精以及催化劑再繼續(xù)反應(yīng)接枝，形成接枝率不同的含有環(huán)糊精(CD)鏈節(jié)的醋酸纖維素高分子新材料，具有對(duì)藥物、香料等化合物的緩釋作用。本發(fā)明的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08B37/16GK1765933SQ20051003245
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者胡艾希, 譚英, 游天彪, 唐青 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)