CN104817648A - 一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，该方法首先用酸性水溶液溶解壳聚糖类物质得到溶液A，再将溶液A和含5-羟甲基糠醛溶液混合得到预反应液，在预反应液中加入碱液调节其pH，预反应液在温度为4℃~85℃、搅拌速度为100~500r/min条件下进行缩合反应, 得到呈凝胶状或是絮状的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物，用去离子水对反应后的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物进行透析处理后冷冻干燥，得到干燥的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物。本发明制备得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物将可保留更多的-NH₂基团，从而保留更优异的独特的抗菌性、生物附着性等性能。

Description

一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法

技术领域

本发明属于天然高分子材料加工领域，具体涉及一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法。

背景技术

壳聚糖(Chitosan，简称CS)是由甲壳素在热的、浓的氢氧化物(通常为氢氧化钠)的作用下的脱乙酰化后的产物，是自然界唯一的碱性多糖，壳聚糖在酸性介质中溶解，从而能够被加工成多种不同的物理形式，例如，溶液、薄膜、以及凝胶等。

一般认为，壳聚糖分子链上的-NH₂赋予了壳聚糖众多的独特的性能，如与金属离子的配位能力、生物附着性，可生物降解性、生物相容性、抗菌性以及抗肿瘤性能。这些独特的性能使得壳聚糖在医药、化妆品、香料、农业和食品工业等领域具有广阔的应用。

壳聚糖分子链上的C-NH₂、C-OH赋予了其优良的配位能力，可以与多种重金属离子形成稳定的配合物，但壳聚糖作为一种线形聚合物，机械强度不高、易在酸性介质中溶解、对重金属离子的吸附效果大打折扣。通过与芳香醛(或酮)、脂肪醛等发生Schiff碱反应，生成极具应用价值的醛亚胺和酮亚胺多糖。这些壳聚糖Schiff碱具有更优异的金属配位能力，通过与金属盐反应制备相应的壳聚糖schiff碱金属配合物，可作为催化剂广泛应用于多种反应中。

壳聚糖具有优异的凝胶特性，能够与一些胶凝剂产生复合，形成能够保持大量水分的胶态物质，具有很强的吸湿、保湿性能。传统的、非改性的壳聚糖水凝胶的应用领域十分有限，目前主要是基于它的吸水、保水特性而应用于低端市场，其中一个十分重要的原因是壳聚糖水凝胶的机械强度差，凝胶速率和可逆性不可控。

目前研究者常用物理和化学交联改性壳聚糖凝胶的环境敏感性、机械强度以及物理化学稳定性。物理交联法是利用氢键等分子间作用力形成凝胶，常用的物理交联剂有聚乙烯醇、甘油磷酸盐、聚乙烯吡咯烷酮等。这种相互作用容易受环境因素影响，所以通过物理交联作用的壳聚糖水凝胶可以显示出更优异的pH、温度以及离子强度等环境敏感性，这对增加其在生物医药方面的应用是非常有利的。虽然诸多物理交联壳聚糖水凝胶具有优异的环境敏感性，但是它们在凝胶强度以及凝胶尺寸的稳定性均无法令人满意，可喜的是壳聚糖分子链上存在C-NH₂和C-OH活性官能团，可通过双官能团化合物（常见的交联剂有乙二醛、戊二醛、京尼平等）进行化学修饰反应，增强其凝胶稳定性和机械性能。但与此同时，这些外来的交联剂易使组织硬化、钙化，具有非常强的细胞毒性，会降低正常细胞的存活率和破坏大分子药物的完整性。虽然报道称京尼平类交联剂具有较低的细胞毒性，但唯一的不足之处就是京尼平几乎都是通过生物提取法获得，产量很低，所以壳聚糖/京尼平类水凝胶价格普遍较高而难以推广使用。

发明内容

本发明针对以上现有壳聚糖类深加工产物制备技术存在产量很低、制备方法复杂、产品强度和稳定性差等，本发明提供了一种利用可再生的壳聚糖资源与碳水化合物的主要降解产物5-羟甲基糠醛为原料制备壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的方法。

本发明通过以下技术方案实现的：一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，该方法首先用酸性水溶液溶解壳聚糖类物质得到溶液A，再将溶液A和含5-羟甲基糠醛溶液混合得到预反应液，在预反应液中加入碱液调节其pH至5.0-9.0之间，预反应液在温度为4℃~85℃、搅拌速度为100~500r/min条件下进行缩合反应1~4h, 得到呈凝胶状或是絮状的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物，用去离子水对反应后的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物进行透析处理后冷冻干燥，得到干燥的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物。

作为本发明的进一步限定，所述的壳聚糖类物质为壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖、N,O-羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、N-马来酰化壳聚糖、壳聚糖季铵盐中的任一种或是它们的组合物，优选壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖、N,O -羧甲基壳聚糖。

作为本发明的进一步限定，所述的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物为壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱或是具有交联网络结构的壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶中的任一种。通过调节 m壳聚糖/ m 5-羟甲基糠醛的比例以及反应体系的pH可以改变组合物的结构，在m壳聚糖/ m 5-羟甲基糠醛≥85/15，pH≥8的条件下，优先生成壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱。

作为本发明的进一步限定，所述的酸性水溶液为1 %~5%的醋酸、盐酸、硫酸水溶液中的任一种或是它们的组合溶液。

作为本发明的进一步限定，所述的壳聚糖类物质为具有50 %~100 %脱乙酰度和具有1 KDa~4000 KDa重均分子量。其中优选脱乙酰度的范围在85 %~96%，当产物是壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱的，优选重均分子量范围在50~500KDa；产物是壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶的，优选重均分子量范围在100~2000Kda。

作为本发明的进一步限定，所述的5-羟甲基糠醛溶液为5-羟甲基糠醛/水溶液、5-羟甲基糠醛/乙醇溶液、5-羟甲基糠醛/甲醇溶液、5-羟甲基糠醛/环己烷溶液、5-羟甲基糠醛/乙酸乙酯溶液、5-羟甲基糠醛/二甲基亚砜溶液、5-羟甲基糠醛/甲酰胺溶液中的任一种, 优选5-羟甲基糠醛/水溶液.

作为本发明的进一步限定，所述的5-羟甲基糠醛溶液中5-羟甲基糠醛以0.5 %~30 % w/v浓度存在，优选浓度范围在3~10% w/v。

作为本发明的进一步限定，所述的溶液A中壳聚糖类物质以0.5 %~50 %w/v浓度存在。

作为本发明的进一步限定，所述的5-羟甲基糠醛溶液为含有5-羟甲基糠醛的溶液、未经过分离纯化的糖类化合物脱水分解液的溶液；所述的糖类化合物为果糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉中的任一种，优选果糖。

作为本发明的进一步限定，所述的壳聚糖与5-羟甲基糠醛的重量比例(w/w)为0.5~50：1

本发明实现的原理为：5-羟甲基糠醛（5-HMF）具有与糠醛相似的结构，并具有两个活性基团－C=O和－OH，是一种潜在的交联剂。5-羟甲基糠醛可由六碳糖、低聚糖、高聚糖甚至可以是一些由工业废料，经酸催化脱水得到，是一种重要的化学中间体。根据壳聚糖和5-羟甲基糠醛的结构式可知道，5-羟甲基糠醛分子上具有活性－C=O,－OH，壳聚糖分子链上则存在C-NH₂和C-OH，其中－C=O 和C₂-NH₂间可以发生Schiff碱反应，活性－OH间可以发生成醚反应。具体反应方程式如下：

通过控制反应过程，该组合物可以是壳聚糖/5-羟甲基糠醛 Schiff碱或者是具有交联网络结构的壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。壳聚糖/5-羟甲基糠醛 Schiff碱具有很好的金属配位能力，可以Cu²⁺、Co²⁺、Hg²⁺、Cd²⁺以及Ni²⁺等金属形成稳定络合物，有望在污水处理以及配位催化等领域得到应用；壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶具有环境敏感性和较好的稳定性，有望在药物缓释、组织结构、软组织支架等领域得到应用。本发明反应速度快、工艺简单以及成本低，可促进壳聚糖资源利用，推动产品加工向高附加值的转变。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

    （1）壳聚糖/二醛类交联水凝胶是通过两个Schiff碱酰胺键键合的，壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶是通过一个Schiff碱酰胺键和一个醚键键合。本发明得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱吸附性能：Hg²⁺：50~120 mg/g；Cu²⁺ ：30~80 mg/g；Zn²⁺：30~100 mg/g；Cd²⁺：80~180 mg/g；Ni²⁺:15~60 mg/g。Schiff碱酰胺键是不可以稳定存在的，相对于Schiff碱酰胺键，醚键键合强度要更好，故相较于壳聚糖/二醛类水凝胶，壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶将具有更优的化学稳定性。本发明得到的聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶的溶胀度为32~300，孔隙度：0.1~1.2 mm。此外在具有交联度相同的条件下，本发明壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶将可保留更多的-NH₂基团，从而保留更优异的独特的性能，如：抗菌性、生物附着性等。

（2）5-羟甲基糠醛是一个具有活性羟基的呋喃环刚性小分子。壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的壳聚糖分子链将具有较大的间距和较低分子链缠绕度。故一些诸如水分子、细胞膜中的磷脂类化合物以及活性金属盐等化合物可以更加容易的与壳聚糖发生相互作用，这对增加其诸如水化度、生物附着性以及金属配合能力等性质是有利的。

（3）5-羟甲基糠醛是由糖类化合物脱水分解生成的一种重要化工中间体，但因该反应存在众多副反应，导致5-羟甲基糠醛的分离纯化变得异常复杂而难以现实资源化利用。若一步法直接以未经分离纯化的糖类化合物脱水反应后的混合液作为5-HFM来源与壳聚糖发生缩合反应制备壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物，可通过避免5-HFM繁杂的分离纯化步骤实现5-羟甲基糠醛的资源化利用。

附图说明

图1是壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物反应方程式。

图2壳聚糖/5-HMF组合物的红外谱图。

    图3壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶脱水处理后的扫描电子显微镜图(SEM)。

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1

（1）壳聚糖溶液的配制：称取1.5 g干燥的壳聚糖粉末（脱乙酰度为93.5%，重均分子量为1.254×10⁶Da）分散于70 ml的去离子水中，然后加入30 ml 5% 醋酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为15mg/ml（15%w/v）。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取10.0 g果糖放入0.15 L不锈钢高压反应釜，加入100 ml 去离子水，于常温下抽真空以除去反应釜中的空气，然后充入CO₂至釜中压力到达5.0 MPa，迅速升温至160 ℃，在250 r/min的搅拌速度下反应100 min后停止反应，从取样管中取2 ml反应液用高效液相色谱法对产物进行分析，得知降解产物主要以5-羟甲基糠醛为主，其浓度为32.4 mg/ml（32.4 %w/v）。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取100 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，15 ml 步骤（2）所述的果糖降解液以及50 ml去离子水，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至6.8，在25 ℃下搅拌（250 r/min）反应3 h后，得到呈凝胶状壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理，称量得总凝胶重量为160 g，然后进行冷冻干燥，得到干燥的、多孔的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶，重为1.85 g。得到的产品红外图谱和脱水处理后电子显微镜观察如图2和图3所示。

本实施例中反应原料5-羟甲基糠醛转化率51.44%，凝胶溶胀度为85.48，凝胶孔隙度为0.7~0.8mm。

实施例2

（1）壳聚糖溶液的配制：称取2.5 g干燥的壳聚糖粉末（脱乙酰度为95.8%，重均分子量为1.852×10⁵），加入50 ml 2% 醋酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为50 mg/ml。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取0.5 g的 5-羟甲基糠醛（纯度为99.9%），加入100 ml无水乙醇，搅拌均匀，计算得知5-羟甲基糠醛的浓度为5 mg/ml。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取50 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，50 ml 步骤（2）所述的5-羟甲基糠醛溶液以及30 ml无水乙醇，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至8.0，在85 ℃下搅拌（250 r/min）反应1.5 h后，得到呈絮状的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理后进行冷冻干燥，得到干燥的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱，总重量为2.70 g。

本实施例中反应原料5-羟甲基糠醛转化率80.0 %，吸附性能：Hg²⁺：115~120 mg/g;  Cu²⁺ ：60~70 mg/g；Zn²⁺90~95 mg/g；Cd²⁺:150~160 mg/g；Ni²⁺:55~60 mg/g。

实施例3

（1）壳聚糖溶液的配制：称取5.0g干燥的O-羧甲基壳聚糖粉末（脱乙酰度为100%，重均分子量为4.0×10⁶Da）分散于80 ml的去离子水中，然后加入20 ml 25% 盐酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为50mg/ml（50%w/v）。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取8.0 g蔗糖放入0.15 L不锈钢高压反应釜，加入100 ml 乙酸乙酯，于常温下抽真空以除去反应釜中的空气，然后充入CO₂至釜中压力到达5.0 MPa，迅速升温至160 ℃，在250 r/min的搅拌速度下反应100 min后停止反应，从取样管中取2 ml反应液用高效液相色谱法对产物进行分析，得知降解产物主要以5-羟甲基糠醛为主，其浓度为25 mg/ml（25%w/v）。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取100 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，10 ml 步骤（2）所述的蔗糖降解液以及250 ml去离子水，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至9.0，在4℃下搅拌（500 r/min）反应4h后，得到呈凝胶状壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理，称量得总凝胶重量为398 g，然后进行冷冻干燥，得到干燥的、多孔的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶，重为5.24 g。

本实施例中反应原料5-羟甲基糠醛转化率96 %，凝胶溶胀度为74.95，凝胶孔隙度为0.1~0.4 mm。

实施例4

（1）壳聚糖溶液的配制：称取0.05g干燥的羟丙基壳聚糖粉末（脱乙酰度为50%，重均分子量为1.0×10⁶Da）分散于80 ml的去离子水中，然后加入20 ml 10% 盐酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为0.5mg/ml（0.5%w/v）。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取0.5 g淀粉放入0.15 L不锈钢高压反应釜，加入100 ml 二甲基亚砜，于常温下抽真空以除去反应釜中的空气，然后充入CO₂至釜中压力到达5.0 MPa，迅速升温至160 ℃，在250 r/min的搅拌速度下反应100 min后停止反应，从取样管中取2 ml反应液用高效液相色谱法对产物进行分析，得知降解产物主要以5-羟甲基糠醛为主，其浓度为1mg/ml（1%w/v）。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取100 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，100 ml 步骤（2）所述的淀粉降解液以及50 ml去离子水，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至5.0，在60℃下搅拌（100 r/min）反应1h后，得到呈凝胶状壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理，称量得总凝胶重量为25 g，然后进行冷冻干燥，得到干燥的、多孔的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶，重为0.085 g。

本实施例中反应原料5-羟甲基糠醛转化率3.5 %，凝胶溶胀度为293.12，凝胶孔隙度为1.~1.1 mm。

实施例5

（1）壳聚糖溶液的配制：称取25g干燥的壳聚糖粉末（脱乙酰度为75%，重均分子量为1.0×10³），加入1000 ml 12% 醋酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为25 mg/ml。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取0.5 g的 5-羟甲基糠醛（纯度为99.9%），加入100 ml环己烷，搅拌均匀，计算得知5-羟甲基糠醛的浓度为5 mg/ml。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取10 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，100 ml 步骤（2）所述的5-羟甲基糠醛溶液以及30 ml无水乙醇，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至7.0，在85 ℃下搅拌（400 r/min）反应1.5 h后，得到呈絮状的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱装入透析袋（截留分子量1000），用大量的去离子水进行纯化处理后进行冷冻干燥，得到干燥的壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱，总重量为0.40 g。

本实施例中反应原料5-羟甲基糠醛转化率30.0 %，吸附性能：Hg²⁺：60~70 mg/g;  Cu²⁺ ：50 mg/g；Zn²⁺60 mg/g；Cd²⁺:100 mg/g；Ni²⁺:55mg/g Hg^2+。

实施例6

（1）壳聚糖溶液的配制：称取1.5 g干燥的壳聚糖粉末（脱乙酰度为93.5%，重均分子量为1.254×10⁶Da）分散于70 ml的去离子水中，然后加入30 ml 5% 醋酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为15mg/ml（15%w/v）。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取6.0 g果糖放入0.15 L不锈钢高压反应釜，加入100 ml 去离子水，于常温下抽真空以除去反应釜中的空气，然后充入CO₂至釜中压力到达5.0 MPa，迅速升温至160 ℃，在250 r/min的搅拌速度下反应100 min后停止反应，从取样管中取2 ml反应液用高效液相色谱法对产物进行分析，得知降解产物主要以5-羟甲基糠醛为主，其浓度为10 mg/ml（10%w/v）。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取100 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，15 ml 步骤（2）所述的果糖降解液以及50 ml去离子水，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至7.2，在25 ℃下搅拌（300 r/min）反应3 h后，得到呈凝胶状壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理，称量得总凝胶重量为160 g，然后进行冷冻干燥，得到干燥的、多孔的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶，重为1.85 g。得到的产品红外图谱和脱水处理后电子显微镜观察如图2和图3所示。

    本实施例制备得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶溶胀度为300，其中反应原料5-羟甲基糠醛转化率51.44%，孔隙度1.0~1.2mm。

实施例7

（1）壳聚糖溶液的配制：称取5.0g干燥的O-羧甲基壳聚糖粉末（脱乙酰度为100%，重均分子量为4.0×10⁶Da）分散于80 ml的去离子水中，然后加入20 ml 25% 盐酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为50mg/ml（50%w/v）。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取8.0 g蔗糖放入0.15 L不锈钢高压反应釜，加入100 ml 乙酸乙酯，于常温下抽真空以除去反应釜中的空气，然后充入CO₂至釜中压力到达5.0 MPa，迅速升温至160 ℃，在250 r/min的搅拌速度下反应100 min后停止反应，从取样管中取2 ml反应液用高效液相色谱法对产物进行分析，得知降解产物主要以5-羟甲基糠醛为主，其浓度为25 mg/ml（25%w/v）。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取100 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，4 ml 步骤（2）所述的蔗糖降解液以及50 ml去离子水，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至9.0，在4℃下搅拌（500 r/min）反应4h后，得到呈凝胶状壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理，称量得总凝胶重量为120 g，然后进行冷冻干燥，得到干燥的、多孔的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶，重为1.65 g。

    本实施例制备得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶溶胀度为32，其中反应原料5-羟甲基糠醛转化率20.78%，孔隙度0.1~0.4mm。

实施例8

（1）壳聚糖溶液的配制：称取0.05g干燥的羟丙基壳聚糖粉末（脱乙酰度为50%，重均分子量为1.0×10⁶Da）分散于80 ml的去离子水中，然后加入20 ml 10% 盐酸溶液，搅拌至壳聚糖完全溶解，计算得知壳聚糖的浓度为0.5mg/ml（0.5%w/v）。

（2）5-羟甲基糠醛溶液的配制：称取0.5 g淀粉放入0.5 L不锈钢高压反应釜，加入300 ml 二甲基亚砜，于常温下抽真空以除去反应釜中的空气，然后充入CO₂至釜中压力到达5.0 MPa，迅速升温至160 ℃，在250 r/min的搅拌速度下反应100 min后停止反应，从取样管中取2 ml反应液用高效液相色谱法对产物进行分析，得知降解产物主要以5-羟甲基糠醛为主，其浓度为1mg/ml（1%w/v）。

（3）壳聚糖与5-羟甲基糠醛的缩合反应：量取100 ml 步骤（1）所述的壳聚糖溶液，100 ml 步骤（2）所述的蔗糖降解液以及50 ml去离子水，将上述溶液混合于一起后用2% NaOH水溶液调节体系pH至5.0，在60℃下搅拌（100 r/min）反应1h后，得到呈凝胶状壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶。

（4）将步骤（3）得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶装入透析袋（截留分子量2000），用大量的去离子水进行纯化处理，称量得总凝胶重量为65 g，然后进行冷冻干燥，得到干燥的、多孔的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶，重为0.25 g。

    本实施例制备得到的壳聚糖/5-羟甲基糠醛凝胶溶胀度为180，其中反应原料5-羟甲基糠醛转化率19.78%，孔隙度0.1~0.2mm。

Claims (10)

1.一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，该方法首先用酸性水溶液溶解壳聚糖类物质得到溶液A，再将溶液A和含5-羟甲基糠醛溶液混合得到预反应液，在预反应液中加入碱液调节其pH至5.0-9.0之间，预反应液在温度为4℃~85℃、搅拌速度为100~500r/min条件下进行缩合反应1~4h, 得到呈凝胶状或是絮状的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物，用去离子水对反应后的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物进行透析处理后冷冻干燥，得到干燥的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物。

2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖类物质为壳聚糖、O-羧甲基壳聚糖、N,O-羧甲基壳聚糖、羟丙基壳聚糖、N-马来酰化壳聚糖、壳聚糖季铵盐中的任一种或是它们的组合物。

3.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物为壳聚糖/5-羟甲基糠醛Schiff碱或是具有交联网络结构的壳聚糖/5-羟甲基糠醛水凝胶中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的酸性水溶液为1 %~5%的醋酸、盐酸、硫酸水溶液中的任一种或是它们的组合溶液。

5.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖类物质为具有50 %~100 %脱乙酰度和具有1 KDa~4000 KDa重均分子量。

6.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的5-羟甲基糠醛溶液为5-羟甲基糠醛/水溶液、5-羟甲基糠醛/乙醇溶液、5-羟甲基糠醛/甲醇溶液、5-羟甲基糠醛/环己烷溶液、5-羟甲基糠醛/乙酸乙酯溶液、5-羟甲基糠醛/二甲基亚砜溶液、5-羟甲基糠醛/甲酰胺溶液中的任一种。

7.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的5-羟甲基糠醛溶液中5-羟甲基糠醛以0.5 %~30 % w/v浓度存在。

8.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的溶液A中壳聚糖类物质以0.5%~50%w/v浓度存在。

9.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的5-羟甲基糠醛溶液为含有5-羟甲基糠醛的、未经过分离纯化的糖类化合物脱水分解液的溶液；所述的糖类化合物为果糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉中的任一种。

10.根据权利要求1所述的一种壳聚糖/5-羟甲基糠醛组合物的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖类物质与5-羟甲基糠醛的重量比例(w/w)为0.5~50：1。