專利名稱:一種油溶性殼聚糖衍生物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然高分子化合物的衍生物及其制備方法，特別是一種油溶性殼聚糖衍生物及其制備方法。
背景技術(shù)：
殼聚糖中存在的大量游離氨基使其成為自然界中為數(shù)不多的帶正電荷的生物高分子，這一獨(dú)特結(jié)構(gòu)賦予了它獨(dú)特的生物活性，使其成為一種具有廣闊應(yīng)用前景的生物材料。但是大量的氨基和羥基相互作用帶來殼聚糖分子內(nèi)和分子間強(qiáng)烈的氫鍵作用，分子鏈緊密排列形成結(jié)晶區(qū)，使得殼聚糖抗?jié)櫭?、溶解性差，只能溶于稀酸性水溶液和特殊的含鹵素的有機(jī)溶劑中，大大限制了殼聚糖這一天然資源的廣泛應(yīng)用。鄰苯二甲?；瘹ぞ厶?phthaloylchitosan，簡稱PHCS)是一種重要的殼聚糖衍生物。它在N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、吡啶等強(qiáng)極性有機(jī)溶劑中具有良好的溶解性，而且表現(xiàn)出典型的溶致液晶性。此外，它的N-鄰苯二甲酰亞胺基能夠很容易被脫去從而恢復(fù)殼聚糖的游離氨基?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，鄰苯二甲?；瘹ぞ厶亲鳛橐环N重要的中間體可進(jìn)行多種殼聚糖的選擇性衍生化反應(yīng)。
殼聚糖的接枝改性越來越受到人們的重視。通過接枝反應(yīng)，可根據(jù)需要把具有不同性質(zhì)的分子鏈引入到殼聚糖主鏈上，結(jié)合天然高分子與合成高分子的優(yōu)異性能獲得新的材料。在鄰苯二甲?；瘹ぞ厶堑牧u基上引入雙鍵得到PHCSMA中間體，一方面其溶解性的改善有利于接枝反應(yīng)的進(jìn)行；另一方面，接枝反應(yīng)完成后又可以方便的脫保護(hù)恢復(fù)氨基。這種接枝反應(yīng)路線，能夠在接枝產(chǎn)物中保持殼聚糖的游離氨基，得到既包含合成高分子支鏈又有氨基葡聚糖主鏈的天然高分子與合成高分子的材料。
美國專利US.Pat 4619995和3911098公開了，在殼聚糖重復(fù)單元上引入含羥基或羧基的基團(tuán)，制備水溶性殼聚糖。但它們大多在強(qiáng)堿條件下反應(yīng)，在反應(yīng)過程中伴隨著殼聚糖分子鏈的斷裂，同時(shí)這些反應(yīng)多在異丙醇溶劑中進(jìn)行，成本相對(duì)較高。中國專利98126756.4公開了，在殼聚糖的重復(fù)單元上，于20-80℃的溫度下在氫氧化鈉的低碳醇溶液中與含羥基和羧基的取代基反應(yīng)，衍生物具有水溶性，并有較高的特性粘度。中國專利200410019960.9公開了，一種油溶性O(shè)-殼聚糖衍生物及其制備和應(yīng)用，以殼聚糖為原材料，合成出的殼聚糖環(huán)碳6位-OH上取代的衍生物為O-9-十八烷酸殼聚糖。該產(chǎn)物既可用于肥胖病的治療又可用于肥胖的預(yù)防。具有天然無毒減肥效果，對(duì)人體無副作用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種油溶性殼聚糖衍生物，它可以溶于N，N-二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑，具有自催化性能；可以作為中間體，無需催化劑即可與帶羥基的大單體反應(yīng)，得到一系列殼聚糖與合成高分子的接枝共聚物。
本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示 其中R為C2-C4的烷基，n為1000-3000。
本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法如下，以下均以質(zhì)量份表示(1)將1-5份的殼聚糖和3-15份鄰苯二甲酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺中，在120-130℃，氮?dú)鈿夥障聰嚢璺磻?yīng)5-6小時(shí)，反應(yīng)完畢后，經(jīng)冰水沉淀，抽濾，乙醇抽提純化，再于40℃下真空干燥得到鄰苯二甲酰化殼聚糖；(2)將1-5份的鄰苯二甲?；瘹ぞ厶呛?-45份的二元酸或二元酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺中，在氮?dú)鈿夥障律郎氐?00-120℃攪拌反應(yīng)12-24小時(shí)，反應(yīng)完畢后，經(jīng)冰水沉淀，抽濾，乙醇抽提純化，再于40℃下真空干燥得到油溶性殼聚糖衍生物。
本發(fā)明使用的二元酸為己二酸或琥珀酸。
本發(fā)明使用的二元酸酐為琥珀酸酐或馬來酸酐。
本發(fā)明使用的殼聚糖的分子量為5×103-8×105。
本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物的制備反應(yīng)方程式如下所示 本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物，由于在氨基上引入了鄰苯二甲酸酐，在羥基上引入了二元酸，破壞了殼聚糖的氫鍵，使衍生物能完全溶于N，N-二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑中，而殼聚糖本身不溶于有機(jī)溶劑，通過氫鍵或離子電負(fù)性吸附，具有自催化性能，可與帶羥基的大單體反應(yīng)，得到多種接枝共聚物。制備過程中無需催化劑，產(chǎn)物后處理簡單。
圖1中的曲線a為殼聚糖的紅外譜圖。
圖1中的曲線b為鄰苯二甲酰化殼聚糖的紅外譜圖。
圖2是O-琥珀酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶堑?3C-NMR譜圖。
圖3是O-己二酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶堑募t外譜圖。
圖4是O-琥珀酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶桥c聚己內(nèi)酯的接枝共聚物的1H-NMR譜圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明采用的殼聚糖是使用的殼聚糖的分子量為7.57×105，購于浙江玉環(huán)海洋生物有限公司。
實(shí)施例1(1)將5g殼聚糖加入250gN，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，再加入13.8g鄰苯二甲酸酐，在125℃左右反應(yīng)15小時(shí)，冰水沉淀，乙醇抽提純化，真空干燥得到8g鄰苯二甲?；瘹ぞ厶恰D1中的曲線a為殼聚糖的紅外譜圖，圖1中的曲線b為鄰苯二甲酰化殼聚糖的紅外譜圖。對(duì)比分析可以看出，鄰苯二甲?；瘹ぞ厶堑募t外譜圖中殼聚糖上氨基經(jīng)鄰苯二甲?；磻?yīng)形成的酰胺的C＝0振動(dòng)在1712cm-1出現(xiàn)了強(qiáng)的吸收峰，而且由于酰亞胺結(jié)構(gòu)的形成，相鄰兩個(gè)羰基相互作用使其分裂成兩個(gè)峰，其中一個(gè)出現(xiàn)在更高頻約1777cm-1附近。
(2)將5g鄰苯二甲?；瘹ぞ厶羌尤?50gN，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，再加入4g的琥珀酸酐，在110℃反應(yīng)15小時(shí)，冰水沉淀，乙醇抽提純化，真空干燥得到6g O-琥珀酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖。圖2是O-琥珀酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶堑?3C-NMR譜圖，在25-35ppm的峰是琥珀酸的亞甲基碳，160-165ppm是羰基碳，120-140ppm是芳環(huán)，57-100ppm是殼聚糖的骨架碳。
實(shí)施例2將5g鄰苯二甲?；瘹ぞ厶羌尤?50gN，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，再加入5g己二酸，在100℃反應(yīng)12小時(shí)，冰水沉淀，抽提，真空干燥，得到6.2g O-己二酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖。圖3是O-己二酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖的紅外譜圖。殼聚糖上氨基經(jīng)鄰苯二甲酰化反應(yīng)形成的酰胺的C＝O振動(dòng)在1712cm-1出現(xiàn)了強(qiáng)的吸收峰，而且由于酰亞胺結(jié)構(gòu)的形成，相鄰兩個(gè)羰基相互作用使其分裂成兩個(gè)峰，其中一個(gè)出現(xiàn)在更高頻約1777cm-1附近，己二酸中的亞甲基在2800-3000cm-1附近出現(xiàn)吸收峰。
實(shí)施例3將實(shí)施例1中制得1g O-琥珀酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖和聚己內(nèi)酯加入100mLN，N-二甲基甲酰胺溶液中，加入4mL甲苯。在氮?dú)鈿夥障拢磻?yīng)溫度100℃攪拌反應(yīng)約15小時(shí)。產(chǎn)物經(jīng)沉淀分離，并用丙酮抽提24小時(shí)除去未反應(yīng)的聚己內(nèi)酯，真空干燥，得到殼聚糖接枝共聚物。圖4是殼聚糖與聚己內(nèi)酯接枝共聚物的1H-NMR譜圖，丁二酸的亞甲基的質(zhì)子的化學(xué)在4，聚己內(nèi)酯的亞甲基分別在1，2，3，5，鄰苯二甲酸酐苯環(huán)亞甲基的化學(xué)位移在6。
權(quán)利要求
1.一種油溶性殼聚糖衍生物，其特征在于化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示 其中R為C2-C4的烷基，n為1000-3000。
2.如權(quán)利要求
1所述的一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法，其特征在于制備方法如下，以下均以質(zhì)量份來表示(1)將1-5份的殼聚糖和3-15份鄰苯二甲酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，在120-130℃，氮?dú)鈿夥障聰嚢璺磻?yīng)5-6小時(shí)，反應(yīng)完畢后，產(chǎn)物經(jīng)冰水沉淀，抽濾，用乙醇抽提純化，于40℃下真空干燥得到鄰苯二甲?；瘹ぞ厶牵黄渲袣ぞ厶堑姆肿恿繛?×103-8×105；(2)將1-5份的鄰苯二甲酰化殼聚糖和3-45份的二元酸或二元酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，在氮?dú)鈿夥障律郎氐?00-120℃攪拌反應(yīng)12-24小時(shí)，反應(yīng)完畢后，產(chǎn)物經(jīng)冰水沉淀，抽濾，用乙醇抽提純化，再于40℃下真空干燥得到油溶性殼聚糖衍生物；其中二元酸為琥珀酸或己二酸；二元酸酐為琥珀酸酐或馬來酸酐。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種如下式所示的油溶性殼聚糖衍生物及其制備方法，它由殼聚糖和鄰苯二甲酸酐、二元酸、二元酸酐反應(yīng)得到。在殼聚糖結(jié)構(gòu)中引入了鄰苯二甲酸酐，在羥基上引入了帶羧基的二元酸，得到油溶性殼聚糖衍生物油溶性好。本發(fā)明的方法制備的殼聚糖衍生物可以溶于N，N－二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑，具有自催化性能，可以作為中間體，無需催化劑，可與帶羥基的大單體反應(yīng)，得到一系列殼聚糖與合成高分子的接枝共聚物。
文檔編號(hào)C08B37/00GK1995072SQ200610147656
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月21日
發(fā)明者黃梅芳 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan