CN102108102A - 甘油单油酸酯壳聚糖液晶聚合物 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药用高分子材料领域，具体涉及通过化学合成途径，将甘油单油酸酯(GMO)接枝在壳聚糖(2位氨基)上，形成一种甘油单油酸酯壳聚糖液晶聚合物，此聚合物可作为液晶给药系统的载体使用。本发明所述的GMO壳聚糖聚合物，其特征在于壳聚糖骨架的2位氨基上接枝GMO分子，其结构特征如下：
Description
技术领域
本发明属于药用高分子材料领域，具体涉及通过化学合成途径，将甘油单油酸酯(GMO)接枝在壳聚糖(2位氨基)上，形成一种新型GMO壳聚糖液晶聚合物，此聚合物可作为液晶给药系统的载体使用。本发明所述的GMO壳聚糖聚合物，其特征在于壳聚糖骨架的2位氨基上接枝GMO分子，其结构特征如下：
结构中的n为大于零的整数
背景技术
单油酸甘油酯(Glycery monooleate，GMO)是一种具有甘油基和油酸基长链结构的非离子型表面活性剂，HLB值为3.3。在常温下，GMO为白色蜡状半固体，密度为0.942g/cm3，加热至35℃，熔融为淡黄色油状液体，沸点约为238-240℃。其难溶于水，溶解度小于10-6mol/L，能在大量水中稳定存在。除可用做乳化剂，增稠剂外，还可以在水溶液中会自发形成热力学稳定的脂质双分子层，并进一步组成具有三维结构的液晶体系，随着体系含水量、温度等变化，所形成液晶的相态将会发生变化(层状液晶、立方状液晶、反相六角状液晶等)。GMO形成的液晶体系可以做为药物载体，具有较好的生物相容性，口服及外用无毒无刺激，且可以形成具有缓释特性的制剂。
壳聚糖为天然多糖甲壳素，又称壳糖胺、几丁聚糖等，是甲壳素脱乙酰化得到的β-(1，4)-2-乙酰氨基-D-葡萄糖单元和β-(1，4)-2-氨基-D-葡萄糖单元的共聚物，后者含量一般超过80％。壳聚糖是自然界唯一的碱性多糖，可生物降解，无毒，具有良好的生物相容性、高电荷密度和黏膜黏附性。由于壳聚糖分子中含有大量的羟基和氨基，形成了分子间氢键，所以壳聚糖在许多溶剂中都是不溶解的，这在很大程度上限制了壳聚糖的应用范围。因此，如何对壳聚糖进行化学改性，改变溶解特性，是扩大其用途的必由之路。这些化学改性包括壳聚糖的羧甲基化、酰基化、烷基化、硫酸酯化、卤化、羟基化和酰化等。在壳聚糖分子结构中引入各种功能团，改善壳聚糖的物化性质，从而使其具有不同的功能及功效，可制成各种材料，广泛应用于各种领域。且壳聚糖分子中的活性基团-NH2及-OH易于被修饰，从而可以制得性能优良的壳聚糖衍生物。
本发明将GMO接枝在壳聚糖上，得到一种新型的液晶聚合物，使其形成的液晶体系具有不同于GMO的独特性质，能作为药物载体使用。这一新型聚合物目前尚未有文章及专利报道。
发明内容
本发明的目的是通过化学合成途径制备新型GMO壳聚糖液晶聚合物。
本发明制备的GMO壳聚糖液晶聚合物，具有以下特征：
1、红外光谱：
仪器：Nicolet Impact 410型红外光谱仪(美国Nicolet公司)
GMO壳聚糖聚合物(溴化钾压片)的红外光谱波数(cm-1)为：3507，3010，2945，2857，1824，1557，1417，1159，1032，945，872，848，806，683，590
2、差示扫描量热法(DSC)：
仪器：NETZSCH DSC 204差示扫描热分析仪(Germany)
范围：30-300℃
升温速度：10℃/分钟
GMO壳聚糖聚合物的吸热转变在79.5和201.2℃，其中在79.5℃有强吸热峰。
在GMO与壳聚糖物理混合物中，没有出现壳聚糖的吸收峰，可能是壳聚糖被GMO包裹。
3、熔点：
仪器：RY-1熔点仪(天津分析仪器厂)
GMO壳聚糖聚合物的熔点为78.5-79.8℃。
本发明的另一目的是提供GMO壳聚糖聚合物的制备方法。
本发明所述的GMO壳聚糖聚合物的制备方法，其特征在于包含下列步骤：称取GMO和新鲜制备的沙瑞特试剂，分别溶于适当的溶剂中，搅拌，使两者完全溶解，将溶于沙瑞特试剂的溶液缓慢加入到GMO溶液中，并不断搅拌，使之在室温下反应约2小时，使GMO上的伯醇完全氧化成为醛，挥发除去二氯甲烷，再将黑色粘稠状产物，经布氏漏斗过滤，用蒸馏水洗涤产物除去过量的沙瑞特试剂，得到纯度较高的醛类产物，将产物置真空干燥箱内约2小时，使之充分干燥，得到深绿色粘性较高的醛类产物。将壳聚糖分散于有机弱酸(如甲酸或乙酸中)或其他有机溶剂，搅拌使之完全溶解，在将上述步骤中得到的产物溶于其中，其中有机弱酸可作为催化剂，并加入分子筛作为脱水剂，在室温下搅拌反应20-25小时，使其充分反应，得到亚胺类聚合物。上述产物结构中的亚胺不稳定，故需进一步采用一定方式将其还原成稳定的仲胺。可以采用Pd/C氢化还原；或采用在零度条件下，使用硼氢化钠在乙醇或甲醇等适当溶剂中还原；采用雷尼镍反应的效果也很好。将还原后的到的GMO壳聚糖聚合物，通过降温使其析出，经过滤，洗涤，干燥，得到最终产物。
根据上述的合成方法，溶解GMO和沙瑞特试剂的溶剂并无特殊限制，只要具有适当的溶解度即可，适合的溶剂实例包括二氯甲烷、冰醋酸、丙酮、二甲基亚砜等，上述溶剂可能单独使用也可能两种或两种以上溶剂联合使用，优选二氯甲烷和丙酮。
根据上述的合成方法，用于分散壳聚糖的溶剂并无特殊限制，只要具有适当的溶解度即可，适合的溶剂实例包括甲醇、无水乙醇、甲酸、冰醋酸、异丙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、丙酮、二甲基亚砜等，上述溶剂可能单独使用也可能两种或两种以上溶剂联合使用，优选冰醋酸。
壳聚糖的分子量并无特殊限制，可以是低分子量的，如分子量为600、1000等，亦可是高分子量的壳聚糖，如分子量为5000、20万等。
在上述的合成方法中，加入不同比例的GMO和壳聚糖，可得到不同取代度的GMO壳聚糖聚合物。
在上述合成方法中，亚胺的还原并无特殊方法，可应用上述方法中的任意一种，亦可选择除上述方法以外的其他还原方法。
附图说明
图1是GMO的红外光谱图。
图2是壳聚糖的红外光谱图。
图3是GMO和壳聚糖物理混合物的红外光谱图。
图4是GMO壳聚糖聚合的红外谱图。
图5是GMO的DSC图。
图6是壳聚糖的DSC图。
图7是GMO和壳聚糖物理混合物的DSC图。
图8是GMO壳聚糖聚合物的DSC图。
具体实施方式
1.红外光谱：
仪器：Nicolet Impact 410型红外光谱仪(美国Nicolet公司)
将GMO、壳聚糖、GMO和壳聚糖组成的物理混合物(GMO过量)、GMO壳聚糖聚合物分别以KBr压片制样进行红外图谱扫描。GMO壳聚糖聚合物的红外光谱波数(cm-1)为：3507，3010，2945，2857，1824，1557，1417，1159，1032，945，872，848，806，683，590，GMO壳聚糖聚合物的光谱图明显与GMO、壳聚糖、GMO和壳聚糖组成的物理混合物不同。
2.差示扫描量热法(DSC)：
仪器：NETZSCH DSC 204差示扫描热分析仪
范围：30-300℃
升温速度：10℃/分钟
GMO壳聚糖聚合物的吸热转变在79.5℃和201.2℃，其中在79.5℃有强吸热峰。
GMO壳聚糖聚合物的DSC图谱明显与GMO、壳聚糖、GMO和壳聚糖组成的物理混合物不同。
3.熔点：
仪器：RY-1熔点仪(天津分析仪器厂)
GMO壳聚糖聚合物的熔点为78.5-79.8℃。
实施实例1：
称取GMO 2g和新鲜制备的沙瑞特试剂，分别溶于适量二氯甲烷中，搅拌，使两者完全溶解，将溶于沙瑞特试剂的溶液缓慢加入到GMO溶液中，并不断搅拌，使之在室温下反应约2小时，使GMO上的伯醇完全氧化成为醛，挥发除去二氯甲烷，再将黑色粘稠状产物，经布氏漏斗过滤，用蒸馏水洗涤产物除去过量的沙瑞特试剂，得到纯度较高的醛类产物，将产物置真空干燥箱内约2小时，使之充分干燥，得到深绿色粘性较高的醛类产物。称取壳聚糖3.2g分散于冰醋酸溶液中，搅拌约6-7小时，使之完全溶解，将上述步骤中得到的产物溶于其中，冰醋酸可作为催化剂，并加入分子筛作为脱水剂，在室温下搅拌反应20-25小时，使其充分反应，得到亚胺类聚合物。在无水条件下，加入Pd/C催化剂，在常压下，将上述产物氢化，直到不吸氢为止，降低温度，产物析出，经过滤，洗涤，干燥，得到终产物。
实施例2：
称取GMO 2g和新鲜制备的沙瑞特试剂，分别溶于适量二氯甲烷中，搅拌，使两者完全溶解，将溶于沙瑞特试剂的溶液缓慢加入到GMO溶液中，并不断搅拌，使之在室温下反应约2小时，使GMO上的伯醇完全氧化成为醛，将二氯甲烷挥发除去，再将黑色粘稠状产物，置于布氏漏斗上过滤，并用蒸馏水洗涤产物，以除去过量的沙瑞特试剂，产物置真空干燥箱内约2小时，使之充分干燥，得到深绿色粘性较高的醛类产物。称取壳聚糖2g分散于无水乙酸中，搅拌约6-7小时，使之完全溶解，将上述步骤中得到的产物溶于其中，乙酸可作为催化剂，并加入分子筛作为脱水剂，在室温下搅拌反应20-25小时，使其充分反应，得到亚胺类聚合物。在无水条件下，加入雷尼镍作为催化剂，在常压下，将上述产物氢化，降低温度，产物析出，经过滤，洗涤，干燥，得到终产物。
Claims (2)
1.一种甘油单油酸酯壳聚糖液晶聚合物，其特征在于，是由甘油单油酸酯(GMO)和壳聚糖经化学合成途径合成的，具有如下特征：红外光谱波数(cm-1)为：3507，3010，2945，2857，1824，1557，1417，1159，1032，945，872，848，806，683，590cm-1；DSC在79.5℃有强吸热峰。
2.如权利要求1所述的甘油单油酸酯壳聚糖液晶聚合物的制备方法，它包括如下步骤：称取GMO和新鲜制备的沙瑞特试剂，分别溶于适当的溶剂中，搅拌，使两者完全溶解，将溶于沙瑞特试剂的溶液缓慢加入到GMO溶液中，并不断搅拌，使之在室温下反应约2小时，使GMO上的伯醇完全氧化成为醛，挥发除去二氯甲烷，再将黑色粘稠状产物，经布氏漏斗过滤，用蒸馏水洗涤产物除去过量的沙瑞特试剂，得到纯度较高的醛类产物，将产物置真空干燥箱内约2小时，使之充分干燥，得到深绿色粘性较高的醛类产物。将壳聚糖分散于有机弱酸(如甲酸或乙酸中)或其他有机溶剂，搅拌使之完全溶解，在将上述步骤中得到的产物溶于其中，其中有机弱酸可作为催化剂，并加入分子筛作为脱水剂，在室温下搅拌反应20-25小时，使其充分反应，得到亚胺类聚合物。上述产物结构中的亚胺不稳定，故需进一步采用一定方式将其还原成稳定的仲胺。可以采用Pd/C氢化还原；或采用在零度条件下，使用硼氢化钠在乙醇或甲醇等适当溶剂中还原；采用雷尼镍反应的效果也很好。将还原后的到的GMO壳聚糖聚合物，通过降温使其析出，经过滤，洗涤，干燥，得到最终产物。
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| CN108411650A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-08-17 | 苏州棠华纳米科技有限公司 | 一种匀染剂及其制备方法和应用 |
| CN108457096A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-08-28 | 苏州棠华纳米科技有限公司 | 一种染色方法 |
| CN110898013A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-03-24 | 中国药科大学 | 一种液晶药物组合物及其制备方法 |
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| CN108457096A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-08-28 | 苏州棠华纳米科技有限公司 | 一种染色方法 |
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