CN102558568A - 一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，属于高分子材料制备技术领域。通过点击化学反应制备壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物，将壳聚糖的2-NH₂保护后，制得壳聚糖6-OH对甲苯磺酰化衍生物，利用对甲苯磺酰基基良好的离去性能，用-N₃基取代后，与单炔基取代的环糊精反应后，再脱除壳聚糖2-NH₂的保护，可制得壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物。本发明制备的产物的环糊精固载率可达到210μmol·g^-1以上，使其在生物传感器膜材料的构建等领域具有突出的独特优势，为其获得广泛的应用奠定了基础。

Description

一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法

技术领域

本发明涉及一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，属于高分子材料制备技术领域。

背景技术

天然高分子衍生材料壳聚糖由于其来源丰富，价格低廉，易于功能化修饰，具有良好的生物相容性、生物可降解性、渗透性、亲水性、机械强度等优异性能，近年来研究和报道很多，并在药物控释载体，基因转染载体，组织工程，温敏凝胶，抑菌材料，环境保护，分离与分析等领域形成了很多研究热点。以壳聚糖为高分子骨架，通过固载大环化合物，构筑超分子主体，可将壳聚糖的良好生理、化学活性与大环化合物的超分子包结性能相结合，是近来的新的研究热点。

具有内疏水、外亲水空腔结构的环糊精分子由于原料易得，易于改性，表征手段成熟，包结效果好等独特优点，近年来在壳聚糖分子链上固载以构筑超分子主体的文献报道很多。但目前制备的壳聚糖固载环糊精衍生物中，环糊精主要通过偶联反应固载在易于改性的壳聚糖的2-NH₂上，文献报道壳聚糖2-NH₂对环糊精的最高固载率为240μmol·g^-1。

若在壳聚糖氨基上固载大环化合物，将产生较大的位阻和占位效应，影响氨基理化活性的发挥；而与此同时，壳聚糖的6-OH并未充分利用。壳聚糖之所以引起人们的兴趣，就在于其独特的氨基葡萄糖结构单元赋予了该类分子独特的生物活性，使其成为自然界中为数不多的带正电荷的生物高分子。在一定程度上可以说，牺牲壳聚糖分子链上的部分氨基就是牺牲了壳聚糖独有的生物活性。若能在保持壳聚糖2-NH₂的同时，在其6-OH位置定位固载环糊精，同时充分发挥壳聚糖的2-NH₂和环糊精疏水性空腔的优异性能，可大大扩展壳聚糖固载环糊精衍生物的应用领域。

目前有关壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物的制备有少量的文献报道。Wang等通过对壳聚糖氨基希夫碱保护后，对其6-OH进行环氧氯丙烷化改性，将氨基脱保护后，利用环糊精促进环氧开环的反应制备了固载产物，测得的环糊精固载率为25.8μmol·g^-1(Zhang X，Wang Y T，Yi Y.JAppl.Polym.Sci.，2004，94，860-864)。Zha等也采用类似的方法制备了壳聚糖6-OH定位固载环糊精产物(Zha F，Lu R H，Chang Y.J.Macromol.Sci.Pure，2007，44：413-415)。马志伟等人报道了采用单氨基取代的环糊精与6-羧甲基化壳聚糖通过酰胺化反应制备壳聚糖6-OH固载β-环糊精衍生物的路线，环糊精的固载率为83.7μmol·g^-1(马志伟，张邦乐，何炜等.合成化学，2007，15：605-607)。Zha等将壳聚糖2-NH₂用戊二醛交联并保护后，在有机溶剂中利用HM I偶联环糊精，制得壳聚糖6-OH固载环糊精微球，该方法可在保护壳聚糖2-NH₂的同时减少副反应，根据文献报道的接枝率(4.3％)换算得壳聚糖分子链对环糊精的固载率为66.9μmol·g^-1(Zha F，LiS G，Chang Y.Carbohydr.Polym.，2008，72：456-461)。

但与目前文献报道的壳聚糖2-NH₂固载环糊精衍生物的固载率相比，目前方法所制备的壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物的固载率偏低。对其原因进行分析，对2-NH₂与6-OH的活泼氢的反应程度进行比较，氨基较羟基的反应活性更高，实现环糊精在壳聚糖6-OH的定位化，高固载率制备存在困难。较低的固载率在应用时难以发挥环糊精的突出性能，因此有关壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物也很少见相关应用报道。

基于上述现状，本专利的主要目标是通过高效的点击化学反应，形成一条新的壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物制备路线，实现环糊精在壳聚糖吡喃环6-OH上的定位化，高效率固载，为固载产物的进一步应用研究奠定良好的性能基础。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，通过点击化学反应制备壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物，将壳聚糖的2-NH₂保护后，制得壳聚糖6-OH对甲苯磺酰化衍生物，利用对甲苯磺酰基基良好的离去性能，用-N₃基取代后，与单炔基取代的环糊精反应后，再脱除壳聚糖2-NH₂的保护，可制得壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物，具体步骤为：

第一步：壳聚糖2-NH₂保护衍生物的制备

1)称取1份壳聚糖溶于30～400份的质量浓度为0.1％～10％的醋酸的水溶液中；

2)将1～10份醛类化合物A溶于30～400份有机化合物B中缓慢滴加到1)得到的反应体系中，在0～80℃下搅拌反应0.5～8小时。然后加入质量浓度为20％的碱类化合物C的水溶液调节其pH值，使产生的希夫碱沉淀析出，然后在0～80℃条件下继续搅拌反应0.5～8小时，过滤，用有机溶剂D洗涤2次以上以除去多余醛类化合物，然后50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖衍生物a。

醛类化合物A为含碳1～10的烷基化醛类化合物或含有苯环的醛类化合物，优选为苯甲醛、水杨醛、甲醛或乙醛。

有机化合物B为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc，其中优选为甲醇、DMSO、DMF或DMAc。

碱类化合物C为NaOH、KOH或氨水，优选为NaOH或氨水。

有机溶剂D为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc，其中优选为甲醇、DMSO、DMF或DMAc。

优选的反应条件为：

1)称取1份壳聚糖溶于30～400份的质量浓度为1％～3％的醋酸的水溶液中；

2)将1～5份醛类化合物A溶于30～100份有机化合物B中缓慢滴加到1)得到的反应体系中，在30～70℃下搅拌反应3～6小时。然后加入碱类化合物C质量浓度为20％的水溶液调节其pH值，使产生的希夫碱沉淀析出，然后在30～70℃条件下继续搅拌反应0.5～3小时，过滤，用有机溶剂D洗涤2次以上以除去多余醛类化合物，然后50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖衍生物a。

第二步：壳聚糖2-NH₂保护，6-OH对甲苯磺酰酯化衍生物的制备

将1份的希夫碱化壳聚糖衍生物a浸泡在质量浓度为1％～20％的碱E的水溶液或碱E的醇F溶液中溶胀0.5～8小时，向其中加入10～100份的对甲苯磺酰氯的有机溶液G，1～60分钟滴完，然后在-10～80℃下反应0.5～8小时，抽滤，得浅黄色固体，用有机溶剂H洗去未反应的对甲苯磺酰氯，在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖衍生物b。

碱E为NaOH、KOH或氨水，优选为NaOH或KOH；

醇F为乙醇、甲醇、丙醇、正丁醇或叔丁醇，优选为乙醇、甲醇或丙醇；

有机溶液G中的溶剂为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO，优选为三氯甲烷或DMSO。有机溶液G中对甲苯磺酰氯的质量浓度为2％～40％。

有机溶剂H为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO，优选为三氯甲烷或DMSO。

优选的反应条件为：将1份的希夫碱化壳聚糖a浸泡在质量浓度为1～8％的碱E的水溶液或碱E的醇F溶液中溶胀0.5～3小时，向其中加入20～60份的对甲苯磺酰氯的有机溶液G，10～40分钟滴完，-10～40℃下反应3～6小时，抽滤，得浅黄色固体，用有机溶剂H洗去未反应的对甲苯磺酰氯，50～80℃下真空干燥得到壳聚糖衍生物b。

第三步：壳聚糖2-NH₂保护，6-OH叠氮化衍生物的制备

称取1份壳聚糖衍生物b溶于10～60份的有机溶剂I中，0～80℃下搅拌使之溶解，加入1～10份的叠氮化钠，在20～100℃条件下搅拌反应1～8小时，反应结束后，使用大量有机溶剂J沉淀，用水洗涤析出物，最后依次用有机溶剂K和水洗涤2次以上，抽滤后50～100℃真空干燥得到壳聚糖的叠氮化衍生物c。

有机溶剂I为DMF、DMSO或DMAc，优选为DMF或DMSO。

有机溶剂J为DMF、DMSO或DMAc，优选为DMF或DMSO。

有机溶剂K为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈或四氢呋喃，优选为乙醇、丙酮或四氢呋喃。

优选的反应条件为：称取1份的化合物b溶于20～40份的有机溶剂I中，10～50℃下搅拌使之溶解，加入1～4份的叠氮化钠，在50～90℃条件下搅拌反应3～6小时，反应结束后，使用大量有机溶剂J沉淀，用水洗涤析出物，最后依次用有机溶剂K和水洗涤2次以上，抽滤后50～80℃真空干燥得到壳聚糖的叠氮化衍生物c。

第四步：环糊精单对甲苯磺酰化衍生物的制备

1)称取1份β-环糊精，加入3～20份质量浓度为0.2％～5％的碱L的水溶液中，在-10～50℃下搅拌使β-环糊精完全溶解；

2)将0.5～5份对甲苯磺酰氯溶解于1～10份的有机溶剂M中，用恒压滴液漏斗在5～30分钟内缓慢的滴加到1)得到的反应体系中，继续搅拌反应0.5～6小时后，加入氯化铵调节溶液的pH值到7～9，有大量的白色物质析出。用去离子水和有机溶剂N分别清洗抽滤2次以上，然后将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的对甲苯磺酰化衍生物d。

碱L为NaOH、KOH或氨水，优选为NaOH或KOH。

有机溶剂M为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO，优选为三氯甲烷或DMSO。

有机溶剂N为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO，优选为三氯甲烷或DMSO。

优选的反应条件为：

1)称取1份β-环糊精，加入5～12份质量浓度为0.5％～2％的碱L的水溶液中，在-10～30℃下搅拌使β-环糊精完全溶解；

2)将1～3份对甲苯磺酰氯溶解于1～5份的有机溶剂M中，用恒压滴液漏斗在10～20分钟内缓慢的滴加到1)得到的反应体系中，继续搅拌反应1～3小时后，加入氯化铵调节溶液的pH值到7～9，有大量的白色物质析出。用去离子水和有机溶剂N分别清洗抽滤2次以上，然后将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的对甲苯磺酰化衍生物d。

第五步：环糊精单炔基化衍生物的制备

将1份对甲苯磺酰化衍生物d和1～10份炔丙胺或炔丙醇分散在10～150份的水和有机溶剂O的混合物中，在20～80℃、N₂保护下，搅拌反应12～48小时后，加入沉淀剂P，析出沉淀，过滤，用水、有机溶剂Q洗涤2次以上后，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的单炔基化衍生物e。

有机溶剂O为乙醇、丙醇、DMF或DMSO，优选为乙醇或DMSO。

有机溶剂P为乙醇、丙醇、DMF或DMSO，优选为乙醇或DMSO。

水和有机溶剂O的混合物中水与有机溶剂O的质量比为1∶9～9∶1，优选为3∶7～7∶3。

沉淀剂Q为乙腈、丙酮、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮，优选为乙腈或四氢呋喃。

优选的反应条件为：将1份化合物d和1～5份炔丙胺或炔丙醇分散在20～70份的水和有机溶剂O的混合物中，在40～70℃、N₂保护下，搅拌反应20～30小时后，加入沉淀剂，析出沉淀，过滤，用水、有机溶剂Q洗涤2次以上后，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的单炔基化衍生物e。

第六步：点击化学反应制备壳聚糖2-NH₂保护，6-OH定位固载化环糊精衍生物

1)称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于1～30份的有机溶剂R中；

2)称取0.01～0.1份CuSO₄·5H₂O分散于1～10份有机溶剂S中，加入0.01～0.1份抗坏血酸钠及0.01～0.5份水增进溶解；

3)将1)得到的溶液和2)得到的溶液进行混合；

4)称取1～5份环糊精的单炔基化衍生物e加入3)得到的混合溶液中，在0～80℃下搅拌反应0.5～8小时，停止反应，加入沉淀剂T后，用有机溶剂U洗涤2次以上，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f。

有机溶剂R为DMSO、DMF或DMAc。

有机溶剂S为乙醇、丙醇、DMF或DMSO，优选为乙醇或DMSO；

沉淀剂T为乙腈、丙酮、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮，优选为乙腈或四氢呋喃。

有机溶剂U为乙醇、丙醇、DMF或DMSO，优选为乙醇或DMSO。

优选的反应条件为：

1)称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于5～15份的有机溶剂R中；

2)称取0.01～0.05份CuSO₄·5H₂O分散于1～10份有机溶剂S中，加入0.01～0.05份抗坏血酸钠及0.05～0.2份水增进溶解；

3)将1)得到的溶液和2)得到的溶液进行混合；

4)称取1～5份环糊精的单炔基化衍生物e加入3)得到的混合溶液中，在20～60℃下搅拌反应3～6小时，停止反应，加入沉淀剂T后，用有机溶剂U洗涤2次以上，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f。

第七步：2-NH₂的脱保护反应及壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物的获得

将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在2～60份质量浓度为1％～10％的醋酸水溶液或盐酸水溶液中，搅拌，20～60℃下加热反应12～36小时，过滤后，用有机溶剂V洗涤两次后在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g。

有机溶剂V为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc，其中优选为甲醇、DMSO、DMF或DMAc。

优选的反应条件为：将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在10～30份质量浓度为2％～6％的醋酸水溶液或盐酸水溶液中，搅拌，20～40℃下加热反应12～20小时，过滤后，用有机溶剂V洗涤两次后在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g。

上述第一步至第七步的反应方程式为：

有益效果

由于点击化学反应高的反应效率，本方法为制备壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物提供了一条高效的固载反应路线。采用本方法制备的产物的环糊精固载率可达到210μmol·g^-1以上，远高于目前文献报道的其它方法制备壳聚糖6-OH环糊精固载率＜85μmol·g^-1的指标，某些实施例得到的固载率已超过文献报道的壳聚糖2-NH₂固载环糊精最高240μmol·g^-1的固载率。高的环糊精定位固载效率，以及壳聚糖2-NH₂的保留，使得环糊精疏水性空腔的包结作用以及壳聚糖2-NH₂的生物活性能够最大限度的得到发挥与保留，从而使壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物在靶向药物的缓蚀，生物传感器膜材料构建，色谱固定相的制备等领域具有突出的独特优势，为其获得广泛的应用奠定了基础。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的内容做进一步说明：

实施例1

称取1份的壳聚糖溶于100份的质量浓度为2％的醋酸的水溶液中。将2份水杨醛溶于50份甲醇中缓慢滴加到反应体系中，在40℃下搅拌反应4小时。然后加入NaOH的20％的水溶液调节其pH值，使产生的希夫碱沉淀析出，40℃条件下继续搅拌反应2小时，过滤，用甲醇洗涤2次以除去多余的水杨醛，60℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖衍生物a。

将1份希夫碱化壳聚糖衍生物a浸泡在质量浓度为3％的NaOH水溶液中溶胀2小时，向其中加入30份的对甲苯磺酰氯的丙酮溶液，其中对甲苯磺酰氯的质量浓度为30％，20分钟滴完，0℃下反应5小时，抽滤，得浅黄色固体，用丙酮洗去未反应的对甲苯磺酰氯，60℃下真空干燥得到壳聚糖衍生物b。

称取1份壳聚糖衍生物b溶于30份的DMSO中，30℃下搅拌使之溶解，加入2份的叠氮化钠，在60℃条件下搅拌反应5小时，反应结束后，使用大量乙醇沉淀，用水洗涤析出物，最后依次用DMSO和水洗涤2次，抽滤后60℃真空干燥得到壳聚糖的叠氮化衍生物c。

称取1份β-环糊精，加入10份质量浓度为1％的NaOH的水溶液中，在20℃下搅拌使β-环糊精完全溶解。将1.2份对甲苯磺酰氯溶解于3.6份三氯甲烷中，用恒压滴液漏斗在20分钟内缓慢的滴加到反应体系中，继续搅拌反应2小时后，加入氯化铵调节溶液的pH值到8，有大量的白色物质析出。用去离子水和三氯甲烷分别清洗抽滤2次，然后将滤饼在60℃下真空干燥得到环糊精的对甲苯磺酰化衍生物d。

将1份对甲苯磺酰化衍生物d和1.5份炔丙胺分散在50份的水和DMSO的混合溶剂中，其中水和DMSO的质量比为5∶5，在50℃、N₂保护下，搅拌反应26小时后，加入乙腈沉淀，过滤，用水、DMSO洗涤2次后，将滤饼在60℃下真空干燥得到环糊精的单炔基化衍生物e。

称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于10份的DMF中，另外称取0.02份CuSO₄·5H₂O分散于5份DMSO中，加入0.02份抗坏血酸钠及0.06份水增进溶解，然后将溶液进行混合；称取2份环糊精的单炔基化衍生物e，加入上述溶液，在30℃下搅拌反应4小时，停止反应，加入乙腈沉淀后，用DMF洗涤3次，将滤饼在60℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f。

将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在20份质量浓度为3％的醋酸水溶液中，搅拌及30℃下加热反应18小时，过滤后，用DMSO洗涤两次后在60℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g。测得环糊精的固载率为231.5μmol·g^-1。

实施例2

利用具体实施例1所制备的壳聚糖的叠氮化衍生物c及环糊精的单炔基化衍生物e的点击化学反应制备希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f：

称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于10份的DMF中，另外称取0.03份CuSO₄·5H₂O分散于5份DMSO中，加入0.03份抗坏血酸钠及0.10份水增进溶解，然后将溶液进行混合；称取3.5份环糊精的单炔基化衍生物e，加入上述溶液，在40℃下搅拌反应5小时，停止反应，加入四氢呋喃沉淀后，用DMSO洗涤2次，将滤饼在60℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f。

将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在20份质量浓度为3％的醋酸水溶液中，搅拌及30℃下加热反应18小时，过滤后，用DMSO洗涤两次后在60℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g。测得环糊精的固载率为261.7μmol·g^-1。

实施例3

称取1份的壳聚糖溶于100份的质量浓度为1％的醋酸/水溶液中。将1.5份乙醛溶于50份DMSO中缓慢滴加到反应体系中，在40℃下搅拌反应4小时。然后加入氨水质量浓度为20％的水溶液调节其pH值，使产生的希夫碱沉淀析出，40℃条件下继续搅拌反应3小时，过滤，用DMSO洗涤2次以上以除去多余醛类化合物，60℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖衍生物a。

将1份希夫碱化壳聚糖衍生物a浸泡在质量浓度为6％的氨水的水溶液中溶胀3小时，向其中加入20份对甲苯磺酰氯的三氯甲烷溶液，其中对甲苯磺酰氯的质量浓度为30％，30分钟滴完，20℃下反应3小时，抽滤，得浅黄色固体，用三氯甲烷洗去未反应的对甲苯磺酰氯，60℃下真空干燥得到壳聚糖衍生物b。

称取1份壳聚糖衍生物b溶于30份的DMAc中，30℃下搅拌使之溶解，加入3份的叠氮化钠，在60℃条件下搅拌反应5小时，反应结束后，使用大量甲醇沉淀，用水洗涤析出物，最后依次用DMAc和水洗涤2次，抽滤后60℃真空干燥得到壳聚糖的叠氮化衍生物c。

称取1份β-环糊精，加入10份质量浓度为1％的KOH的水溶液中，在10℃下搅拌使β-环糊精完全溶解。将1.1份对甲苯磺酰氯溶解于3份的DMSO中，用恒压滴液漏斗在10分钟内缓慢的滴加到反应体系中，继续搅拌反应2小时后，加入氯化铵调节溶液的pH值到8，有大量的白色物质析出。用去离子水和DMSO分别清洗抽滤3次，然后将滤饼在60℃下真空干燥得到环糊精的对甲苯磺酰化衍生物d。

将1份对甲苯磺酰化衍生物d和1.3份炔丙醇分散在30份的水和乙醇的混合物中，其中水和乙醇的质量比为4∶6，在50℃、N₂保护下，搅拌反应26小时后，加入乙腈沉淀，过滤，用水、乙醇洗涤2次后，将滤饼在60℃下真空干燥得到环糊精的单炔基化衍生物e。

称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于10份的DMF中，另外称取0.02份CuSO₄·5H₂O分散于5份乙醇中，加入0.02份抗坏血酸钠及0.06份水增进溶解，将溶液进行混合，称取2份单炔基化衍生物e，加入上述溶液，在30℃下搅拌反应4小时，停止反应，加入乙腈沉淀后，用DMF洗涤2次，将滤饼在60℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f。

将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在20份质量浓度为3％的醋酸水溶液中，搅拌及30℃下加热反应18小时，过滤后，用DMSO洗涤两次后在60℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g。测得环糊精的固载率为262.3μmol·g^-1。

实施例4

利用具体实施例3所制备的壳聚糖的叠氮化衍生物c及环糊精的单炔基化衍生物e的点击化学反应制备希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f：

称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于7份的DMAc中，另外称取0.02份CuSO₄·5H₂O分散于5份DMAc中，加入0.02份抗坏血酸钠及0.15份水增进溶解，将溶液进行混合，称取2.1份环糊精的单炔基化衍生物e，加入上述溶液，在40℃下搅拌反应5小时，停止反应，加入乙腈沉淀后，用DMAc洗涤2次，将滤饼在60℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f。

将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在20份质量浓度为2％的盐酸水溶液中，搅拌及30℃下加热反应20小时，过滤后，用DMSO洗涤两次后在60℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g。测得环糊精的固载率为217.5μmol·g^-1。

壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物固载率的测定：

β环糊精在浓硫酸作用下，水解生成单糖，并迅速脱水生成糖醛衍生物，然后与苯酚缩合成橙黄色化合物，在波长490nm处和一定的浓度范围内，其吸光度与多糖含量呈线性关系正比。依次，做出环糊精标准工作曲线为：

Y_CD’＝0.04858+13.94142·X_CD’

式中，Y_CD’为环糊精水解产物在测试条件下的吸光度，X_CD’为待测溶液中环糊精的浓度，单位为g·L^-1。

接下来，称取0.0040克壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g溶于2毫升水中，加入1毫升质量分数为80％的苯酚水溶液，慢慢滴加5毫升浓硫酸，室温反应30分钟。测定紫外吸收曲线，并按下式计算β-环糊精的固载率：

Q＝c·v·1000/(1135·m)

其中：Q，壳聚糖分子链上环糊精的固载率，μmol·g^-1；c，环糊精的浓度，测定吸光度后由环糊精标准工作曲线得出，g·L^-1；v，样品溶液的体积，ml；m，测定物质量，g。

Claims (2)

1.一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，其特征在于具体步骤为：

第一步：壳聚糖2-NH₂保护衍生物的制备

1)称取1份壳聚糖溶于30～400份的质量浓度为0.1％～10％的醋酸的水溶液中；

2)将1～10份醛类化合物A溶于30～400份有机化合物B中滴加到1)得到的反应体系中，在0～80℃下搅拌反应0.5～8小时；然后加入质量浓度为20％的碱类化合物C的水溶液调节其pH值，使产生的希夫碱沉淀析出，然后在0～80℃条件下继续搅拌反应0.5～8小时，过滤，用有机溶剂D洗涤2次以上以除去多余醛类化合物，然后50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖衍生物a；

醛类化合物A为含碳1～10的烷基化醛类化合物或含有苯环的醛类化合物，

有机化合物B为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc；

碱类化合物C为NaOH、KOH或氨水；

有机溶剂D为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc；

第二步：壳聚糖2-NH₂保护，6-OH对甲苯磺酰酯化衍生物的制备

将1份的希夫碱化壳聚糖衍生物a浸泡在质量浓度为1％～20％的碱E的水溶液或碱E的醇F溶液中溶胀0.5～8小时，向其中加入10～100份的对甲苯磺酰氯的有机溶液G，1～60分钟滴完，然后在-10～80℃下反应0.5～8小时，抽滤，得浅黄色固体，用有机溶剂H洗去未反应的对甲苯磺酰氯，在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖衍生物b；

碱E为NaOH、KOH或氨水；

醇F为乙醇、甲醇、丙醇、正丁醇或叔丁醇；

有机溶液G中的溶剂为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO，有机溶液G中对甲苯磺酰氯的质量浓度为2％～40％；

有机溶剂H为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO；

第三步：壳聚糖2-NH₂保护，6-OH叠氮化衍生物的制备

称取1份壳聚糖衍生物b溶于10～60份的有机溶剂I中，0～80℃下搅拌使之溶解，加入1～10份的叠氮化钠，在20～100℃条件下搅拌反应1～8小时，反应结束后，使用大量有机溶剂J沉淀，用水洗涤析出物，最后依次用有机溶剂K和水洗涤2次以上，抽滤后50～100℃真空干燥得到壳聚糖的叠氮化衍生物c；

有机溶剂I为DMF、DMSO或DMAc；

有机溶剂J为DMF、DMSO或DMAc；

有机溶剂K为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈或四氢呋喃；

第四步：环糊精单对甲苯磺酰化衍生物的制备

1)称取1份β-环糊精，加入3～20份质量浓度为0.2％～5％的碱L的水溶液中，在-10～50℃下搅拌使β-环糊精完全溶解；

2)将0.5～5份对甲苯磺酰氯溶解于1～10份的有机溶剂M中，用恒压滴液漏斗在5～30分钟内滴加到1)得到的反应体系中，继续搅拌反应0.5～6小时后，加入氯化铵调节溶液的pH值到7～9，有大量的白色物质析出；用去离子水和有机溶剂N分别清洗抽滤2次以上，然后将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的对甲苯磺酰化衍生物d；

碱L为NaOH、KOH或氨水；

有机溶剂M为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO；

有机溶剂N为三氯甲烷、丙酮、N-甲基吡咯烷酮或DMSO；

第五步：环糊精单炔基化衍生物的制备

将1份对甲苯磺酰化衍生物d和1～10份炔丙胺或炔丙醇分散在10～150份的水和有机溶剂O的混合物中，在20～80℃、N₂保护下，搅拌反应12～48小时后，加入沉淀剂P，析出沉淀，过滤，用水、有机溶剂Q洗涤2次以上后，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的单炔基化衍生物e；

有机溶剂O为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；

有机溶剂P为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；

水和有机溶剂O的混合物中水与有机溶剂O的质量比为1∶9～9∶1；

沉淀剂Q为乙腈、丙酮、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮；

第六步：点击化学反应制备壳聚糖2-NH₂保护，6-OH定位固载化环糊精衍生物

1)称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于1～30份的有机溶剂R中；

2)称取0.01～0.1份CuSO₄·5H₂O分散于1～10份有机溶剂S中，加入0.01～0.1份抗坏血酸钠及0.01～0.5份水增进溶解；

3)将1)得到的溶液和2)得到的溶液进行混合；

4)称取1～5份环糊精的单炔基化衍生物e加入3)得到的混合溶液中，在0～80℃下搅拌反应0.5～8小时，停止反应，加入沉淀剂T后，用有机溶剂U洗涤2次以上，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f；

有机溶剂R为DMSO、DMF或DMAc；

有机溶剂S为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；

沉淀剂T为乙腈、丙酮、四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮；

有机溶剂U为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；

第七步：2-NH₂的脱保护反应及壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物的获得

将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在2～60份质量浓度为1％～10％的醋酸水溶液或盐酸水溶液中，搅拌，20～60℃下加热反应12～36小时，过滤后，用有机溶剂V洗涤两次后在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖6-OH固载环糊精衍生物g；

有机溶剂V为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc。

2.根据权利要求1所述的一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，其特征在于：醛类化合物A为苯甲醛、水杨醛、甲醛或乙醛。