CN107383393A - 一种β‑环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法 - Google Patents

一种β‑环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种β‑环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法。本发明提供了一种新的马来酸酐改性的β‑环糊精接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法。首先以β‑环糊精和马来酸酐为原料，利用多功能超声萃取器制备马来酸酐改性的β‑环糊精，再利用其与羟丙基壳聚糖通过羧基与氨基的反应，生成酰胺键。该制备方法成本较低，产率高，反应条件容易控制。本发明制备的水凝胶均一稳定、具有良好的生物相容性。

Description

一种β-环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种水凝胶的制备方法，尤其涉及一种β-环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶及其制备方法。
【背景技术】
水凝胶是一种具有网状交联结构的亲水聚合物，作为一种功能性高分子材料，在药物释放体系领域显示了良好的应用前景。水凝胶通过化学交联或者物理作用力，使亲水性高分子链形成网络结构，将药物包裹在网络中，通过药物与交联网络之间的作用力，或者交联网络自身在特定条件下的收缩松弛，达到控制释放药物的目的。但是，水凝胶基体主要是亲水性的，在药物控释领域主要应用于亲水性药物，对疏水性药物的控释很难发挥作用。
壳聚糖是自然界广泛存在的物质，是几丁质部分或全部经脱乙酰作用生成的阳离子聚合物，具有无毒性、抗菌性、保湿性和生物相容性等特点，容易转变成凝胶，因此，壳聚糖水凝胶被广泛应用于医药、生物等领域，是一种很好的生物材料，也是药物输送的常用载体。
环糊精(cyclodextrin，简称CD)是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextringlycosyltransferase，CGTase)的作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，由6-12个D-型吡喃葡萄糖通过α-1，4糖苷键首尾相连而成，为圆锥状筒形。最常见的有α-环糊精(α-CD)、β-环糊精(β-CD)、γ-环糊精(γ-CD)，相对应地由6、7、8个吡喃葡萄糖形成，锥腔外存在大量羟基而呈亲水性，锥腔内表面糖苷键上的氧原子被C3和C5上氢原子所覆盖，表现出疏水性。这种疏水的空腔能识别许多带有疏水基团的化合物并与之形成主客体包合物。包合物是由主分子和客分子两种组分加合组成，主分子具有较大的空腔，足以将客分子容纳在内，形成分子囊，包合物不仅可以提高疏水性药物在水中的溶解度，还可以增加药物的稳定性。
因此，如何更好的利用环糊精的上述功能获得更好的功能材料成为本领域亟待解决的问题之一。
【发明内容】
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种β-环糊精衍生物接枝羟丙基 壳聚糖水凝胶，具体为马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶，该水凝胶具有良好的生物相容性。
其中马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的结构式如下：
本发明的另一目的是提供所述的马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)β-CD的精制
对β-CD重结晶，得到纯度为99.9％以上的β-CD晶体；
(2)马来酸酐改性β-CD的制备
称取马来酸酐和步骤(1)的β-CD晶体，加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，向烧瓶内加入溶剂A，将烧瓶置于多功能超声波萃取器中，恒温超声反应4-7h，其中超声过程分为三个阶段，第一阶段，超声频率为25KHz，超声时间为1-2h，第二阶段，超声频率为35KHz，超声时间为2-3h，第三阶段，超声频率为45KHz，超声时间为1-2h。取三个洁净反应器，分别为1号、2号、3号，每个反应器内均装有二氯甲烷或者三氯甲烷，超声过程第一阶段结束后，将三口烧瓶与1号反应器之间用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，构成一个循环系统，将三口烧瓶中的液体泵入1号反应器，1号反应器内立即生成白色絮状沉淀，静置10-15min，将1号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第二阶段超声反应；第二阶段结束后，将三口烧瓶与2号反应器用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，并将液体泵入2号反应器，静置10-20min，将2号反应器中上层液体泵回三口烧瓶开始第三阶段超声反应；第三阶段结束后，将三口烧瓶与3号反应器用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，并将液体泵入3号反应器，又有沉淀生成，静置20min，不再有液体在3号反应器上层，因此，不需再泵回三口烧瓶。超声过程结束后，将三个反应器中的沉淀混合、过滤，用丙酮洗涤三次，真空干燥，得白色粉末，此粉末经傅里叶红外光谱(附图2)和核磁共振氢谱(附图3)表 征，证实为马来酸酐改性的β-CD。
(3)马来酸酐改性的β-CD与羟丙基壳聚糖反应制备水凝胶
称取羟丙基壳聚糖于三口烧瓶中，加入溶剂B，搅拌使其完全溶解，将三口烧瓶置于多功能超声波萃取器中，之后向三口烧瓶中加入(2)得到的马来酸酐改性的β-CD和活化剂，25-40℃恒温超声反应29-35h，其中超声过程分为三个阶段，第一阶段，超声频率为45KHz，超声时间为13-15h，第二阶段，超声频率为60KHz，超声时间为8-10h，第三阶段，超声频率为80KHz，超声时间为8-10h；活化剂分为三次加入，其中第一次加入其物质的量的70％，第二次加入其物质的量的20％，第三次加入其物质的量的10％，第一次活化时间为30min，第二次活化时间为10min，第三次活化时间为5min，在每次调整超声频率之前加入活化剂。
超声反应结束后将反应液置于分子量截留量3500Mw的透析袋中，透析、冻干，得马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶冻干物，附图4和附图5分别是其傅里叶红外光谱图和核磁共振氢谱图。
优选的，步骤(2)中所述的溶剂A为无水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；
优选的，步骤(2)中所述的β-CD和马来酸酐的摩尔比为1:7-1:10；更优选的，β-CD和马来酸酐的摩尔比为1:10；
优选的，步骤(2)中所述的β-CD和溶剂A的质量体积比为1g:5-10ml；更优选的，β-CD和溶剂A的质量体积比为1g:8ml；
优选的，步骤(2)中所述的反应温度为60-80℃；更优选的，反应温度为70℃；
优选的，步骤(2)所述的反应时间6h；
优选的，步骤(2)中所述的β-CD与二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的质量体积比为1g:10-20ml；更优选的，β-CD与二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的质量体积比为1g:10ml；其中1号反应器中装有二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的13-15％、2号反应器装有二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的19-22％、3号反应器装有二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的63-68％；
优选的，步骤(3)中所述的马来酸酐改性的β-CD和羟丙基壳聚糖的质量比为1:1-1:5；更优选的，马来酸酐改性的β-CD和羟丙基壳聚糖的质量比为1:2；
优选的，步骤(3)中所述的溶剂B为0-0.6mol/L的氯化钠溶液；更优选的，氯化钠溶液的浓度为0.5mol/L；
优选的，步骤(3)中所述的马来酸酐改性的β-CD和溶剂B的质量体积比为1g:70-120ml；更优选的，马来酸酐改性的β-CD和溶剂B的质量体积比为1g:100ml；
优选的，步骤(3)所述的活化剂为EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺)或与NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)连用；更优选的，EDC与NHS连用的摩尔比为1:1-5:1；更优选的，EDC与NHS的摩尔比为3:1；
优选的，步骤(3)中所述的马来酸酐改性的β-CD与活化剂EDC的摩尔比为1:1-1:2；更优选的，马来酸酐改性的β-CD与活化剂EDC的摩尔比为1:1；
优选的，步骤(3)中所述的反应温度为25-40℃；更优选的，反应温度为30℃；
优选的，步骤(3)所述的反应时间为32h；
本发明所述的马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的制备路线如下：
本发明将β-CD与马来酸酐反应，制备得到马来酸酐改性的β-CD，将其与羟丙基壳聚糖反应，得马来酸酐改性β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶。
在制备马来酸酐改性β-CD时，发明人创造性地使用了多次超声反应配合蠕 动泵的反应方式，其中，根据不同反应阶段的反应效率来确定对应的超声反应条件和时间，而通过蠕动泵泵出的方式将反应物转移到带有二氯甲烷或者三氯甲烷的反应器中，利用二氯甲烷或者三氯甲烷的弱极性特点，使得反应体系中改性后的马来酸酐β-CD快速析出，静置、分层后再通过蠕动泵将上层未反应的物料泵回三口烧瓶中，此时调整超声条件，由于反应体系中的产物已经转移，使得整个反应向正向进行，而调整后的超声条件则是针对此时反应体系的最佳条件，可以大大提高反应的效率，缩短反应时间；发明人发现经过两次上述操作后，可以基本保证反应物完全反应，因此优选采用三阶段超声反应的方式，使得最终的马来酸酐改性的β-CD的收率大大提高，反应时间较之现有技术大大缩短，
经过三次加入二氯甲烷或者三氯甲烷，可以将体系中的马来酸酐改性的β-CD基本完全析出，只需要进行常规的过滤、洗涤，即可获得较为纯净的马来酸酐改性的β-CD。
得到上述纯净的马来酸酐改性的β-CD之后，发明人继续利用超声体系进行后续反应，此时反应物为马来酸酐改性的β-CD和羟丙基壳聚糖，其中需要对马来酸酐改性的β-CD上的羧基基团进行活化，本发明中将活化方式与反应有机结合在一起，即采用三次超声配合三次活化的方式。
称取羟丙基壳聚糖于三口烧瓶后，加入溶剂B，搅拌使其完全溶解，将三口烧瓶置于多功能超声波萃取器中，之后向三口烧瓶中加入马来酸酐改性的β-CD和70％(物质的量)活化剂，30min后进行第一步超声反应，此时超声频率为45KHz，超声时间为13-15h，第一步超声反应结束后，向体系中第二次加入20％(物质的量)活化剂，活化时间为10min，此时调整超声频率为60KHz，开始第二步超声反应，8-10h后向体系中再加入10％(物质的量)活化剂，活化5mim，调整超声频率为80KHz开始第三步超声反应，超声时间为8-10h，之所以确定上述加入比例，是由于初次反应时整个体系较为稳定，需要对马来酸酐改性的β-CD所有反应物进行活化，活化时间需要30min；而二次活化时由于第一步超声反应已经完成，整个体系已经被分散的十分均匀，此时只需少量活化剂即可取得较好的活化效果，因此控制活化剂用量为20％(物质的量)，活化时间为10min；第三次加入活化剂是为保证体系中所有羧基基团均被活化，而经过前两步超声反应，体系中大部分马来酸酐改性的β-CD和羟丙基壳聚糖已完成反应，即羧基基 团和氨基基团已基本完成反应，因此需要的活化剂的量更少，仅需10％(物质的量)，活化时间也更短，为5min。
上述制备方法中对应的超声频率逐级提高，这是由于随着反应的进行，反应物的反应量越来越少，所需的能量和分散度也越来越高，因此随之调整超声频率可以促进反应的正向进行，大大提高反应的效率和收率，同时多级超声降低了超声装置的能耗。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明采用马来酸酐改性β-CD，解决β-CD难溶于水的问题，扩大了β-CD的应用范围。
2、制备出一种新的水凝胶，该水凝胶均一稳定，具有很好的生物相容性。
3、采用一种新的合成方法，缩短反应时间，提高反应速率，降低能源消耗。
【附图说明】
图1为马来酸酐改性β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的制备路线，
图2为本发明实施例1(2)的红外光谱图，即马来酸酐改性β-CD的红外光谱图，
图3为本发明实施例1(2)的核磁共振氢谱图，即马来酸酐改性β-CD核磁共振氢谱图，
图4为本发明实施例1(3)的红外光谱图，即马来酸酐改性β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶红外光谱图，
图5为本发明实施例1(3)的核磁共振氢谱图，即马来酸酐改性β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶核磁共振氢谱图。
【具体实施方式】
以下通过实施例来具体说明本发明，在各实施例中如无特别说明，所用原料均为市售。
实施例1
(1)称取β-CD在80-90℃条件下用蒸馏水配制其饱和溶液，然后冷却到室温，过滤，得到β-CD晶体，将得到的β-CD晶体重复上述操作一次，最后在80-90℃条件下真空干燥，得纯度99.9％以上的β-CD晶体；
(2)称取重结晶得到的β-CD晶体17.04g(15mmol)和马来酸酐14.70g(150mmol)，加入到装有温度计的250ml三口烧瓶中，向烧瓶内加入137ml N,N- 二甲基甲酰胺，将三口烧瓶置放于多功能超声波萃取器中，所设温度为70℃，超声时间为6h，分为三个阶段，第一阶段，超声频率25KHz，超声时间2h，第二阶段，超声频率35KHz，超声时间2.5h，第三阶段，超声频率45KHz，超声时间为1.5h；取三个洁净反应器，分别为1号、2号、3号，1号反应器中装有22ml二氯甲烷，三口烧瓶与1号反应器用一双向蠕动泵及蠕动泵管连接，构成一个循环系统，超声过程第一阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入1号反应器，1号反应器内生成白色絮状沉淀，静置15min，将1号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第二阶段超声反应，第二阶段结束前向2号反应器中加入34ml二氯甲烷，将1号反应器替下，超声过程第二阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入2号反应器，立即生成白色絮状沉淀，静置20min，将2号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第三阶段超声反应，第三阶段结束前，向3号反应器中加入114ml二氯甲烷，将2号反应器替下，第三阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入3号反应器，立即生成白色絮状沉淀，静置20min，3号反应器上层无液体。在此过程中，由于导出反应产物，导致反应向正方向进行，三次超声阶段结束后，不再有液体泵回三口烧瓶，将三次超声反应得到的沉淀(即三个反应器中的沉淀)混合、过滤，用丙酮洗涤三次，70℃真空干燥24h，得25.62g白色粉末，产率93.7％，此粉末经傅里叶红外光谱(附图2)和核磁共振氢谱(附图3)表征，证实为马来酸酐改性的β-CD。
元素分析：C42H63O35(OCOCH＝CHCOOH)7
理论值C：45.78％H：4.92％
实际值C：45.75％H：4.98％
(2)称取羟丙基壳聚糖2.00g于250ml三口烧瓶，加入100ml 0.5mol/L氯化钠水溶液，搅拌使其完全溶解，将三口烧瓶置于多功能超声萃取装置内，向三口烧瓶中加入(2)得到的马来酸酐改性的β-CD1.00g(0.55mmol)，搅拌溶解，之后加入0.39mmol EDC(0.08g)和0.13mmol NHS(0.06g)活化30min，设置超声频率45KHz，25℃反应13h，此为第一步超声反应，第一步超声反应结束后，加入0.11mmol EDC(0.02g)和0.04mmol NHS(0.02g)活化10min，设置超声频率60KHz，超声时间10h，此为第二步超声反应，第二步超声反应结束后，加入0.05mmol EDC(0.01g)和0.01mmol NHS(0.01g)活化5min，设置超声频率 80KHz，超声时间9h，此为第三步超声反应，三步超声反应结束后将反应液置于分子量截留量3500Mw的透析袋中，透析48h后，经真空冷冻干燥机冷冻干燥24h，得水凝胶冻干物。此冻干物粉碎之后，经傅里叶红外光谱(附图4)和核磁共振氢谱(附图5)表征，证实为马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖。
实施例2
(1)称取重结晶得到的β-CD晶体17.04g(15mmol)和马来酸酐14.70g(150mmol)，加入到装有温度计的250ml三口烧瓶中，向烧瓶内加入170ml N,N-二甲基甲酰胺，将三口烧瓶置放于多功能超声波萃取器中，所设温度为70℃，超声时间为5h，分为三个阶段，第一阶段，超声频率25KHz，超声时间2.5h，第二阶段，超声频率35KHz，超声时间1.5h，第三阶段，超声频率45KHz，超声时间为1h；取三个洁净反应器，分别为1号、2号、3号，1号反应器中装有50ml二氯甲烷，三口烧瓶与1号反应器用一双向蠕动泵及蠕动泵管连接，构成一个循环系统，超声过程第一阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入1号反应器，1号反应器内生成白色絮状沉淀，静置10min，将1号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第二阶段超声反应，第二阶段结束前向2号反应器中加入72ml二氯甲烷，将1号反应器替下，超声过程第二阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入2号反应器，立即生成白色絮状沉淀，静置10min，将2号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第三阶段超声反应，第三阶段结束前，向3号反应器中加入218ml二氯甲烷，将2号反应器替下，第三阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入反应器，立即生成白色絮状沉淀，静置20min反应器上层无液体，在此过程中，由于导出反应产物，导致反应向正方向进行，三次超声阶段结束后，不再有液体泵回三口烧瓶，将三次超声反应得到的沉淀(即三个反应器中的沉淀)混合、过滤，用丙酮洗涤三次，70℃真空干燥24h，得25.43g白色粉末，产率93.0％，此粉末经傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱表征，证实为马来酸酐改性的β-CD。
(2)称取羟丙基壳聚糖2.00g于250ml三口烧瓶，加入140ml 0.3mol/L氯化钠水溶液，搅拌使其完全溶解，将三口烧瓶置于多功能超声萃取装置内，向三口烧瓶中加入(2)得到的马来酸酐改性的β-CD 2.00g(1.10mmol)，搅拌溶解，之后加入1.54mmol EDC(0.29g)和1.54mmol NHS(0.18g)活化30min，设置超声频率45KHz，25℃反应15h，此为第一步超声反应，第一步超声反应结束后， 加入0.44mmol EDC(0.08g)和0.44mmol NHS(0.05g)活化10min，设置超声频率60KHz，超声时间10h，此为第二步超声反应，第二步超声反应结束后，加入0.22mmol EDC(0.05g)和0.22mmol NHS(0.02g)活化5min，设置超声频率80KHz，超声时间8h，此为第三步超声反应，三步超声反应结束后将反应液置于分子量截留量3500Mw的透析袋中，透析48h后，经真空冷冻干燥机冷冻干燥24h，得水凝胶冻干物。此冻干物粉碎之后，经傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱表征，证实为马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖。
实施例3
(1)称取重结晶得到的β-CD晶体8.52g(7.5mmol)和马来酸酐7.35g(75mmol)，加入到装有温度计的250ml三口烧瓶中，向烧瓶内加入43ml N,N-二甲基甲酰胺，将三口烧瓶置放于多功能超声波萃取器中，所设温度为60℃，超声时间为6h，分为三个阶段，第一阶段，超声频率25KHz，超声时间2h，第二阶段，超声频率35KHz，超声时间3h，第三阶段，超声频率45KHz，超声时间为1h；取三个洁净反应器，分别为1号、2号、3号，1号反应器中装有17ml三氯甲烷，三口烧瓶与1号反应器用一双向蠕动泵及蠕动泵管连接，构成一个循环系统，超声过程第一阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入1号反应器，1号反应器内生成白色絮状沉淀，静置15min，将1号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第二阶段超声反应，第二阶段结束前向2号反应器中加入26ml三氯甲烷，将1号反应器替下，超声过程第二阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入2号反应器，立即生成白色絮状沉淀，静置20min，将2号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第三阶段超声反应，第三阶段结束前，向3号反应器中加入85ml三氯甲烷，将2号反应器替下，第三阶段结束后，将三口烧瓶中的液体泵入3号反应器，立即生成白色絮状沉淀，静置20min，3号反应器上层无液体，在此过程中，由于导出反应产物，导致反应向正方向进行，三次超声阶段结束后，不再有液体泵回三口烧瓶，将三次超声反应得到的沉淀(即三个反应器中的沉淀)混合、过滤，用丙酮洗涤三次，60℃真空干燥36h，得12.64g白色粉末，产率92.5％。
(2)称取羟丙基壳聚糖5.00g于250ml三口烧瓶，加入120ml 0.2mol/L氯化钠水溶液，搅拌使其完全溶解，将三口烧瓶置于多功能超声萃取装置内，向三 口烧瓶中加入(2)得到的马来酸酐改性的β-CD 1.00g(0.55mmol)，搅拌溶解，之后加入0.39mmol EDC(0.74g)和0.13mmol NHS(0.06g)活化30min，设置超声频率45KHz，25℃反应14h，此为第一步超声反应，第一步超声反应结束后，加入0.11mmol EDC(0.21g)和0.04mmol NHS(0.02g)活化10min，设置超声频率60KHz，超声时间9h，此为第二步超声反应，第二步超声反应结束后，加入0.05mmol EDC(0.10g)和0.01mmol NHS(0.01g)活化5min，设置超声频率80KHz，超声时间10h，此为第三步超声反应，三步超声反应结束后将反应液置于分子量截留量3500Mw的透析袋中，透析48h后，经真空冷冻干燥机冷冻干燥24h，得水凝胶冻干物。此冻干物粉碎之后，经傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱表征，证实为马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖。
比较例
比较例1
马来酸酐改性β-CD的制备已有文献报道(Lixiu Ding,Jiang He et al.Studieson a novel modifiedβ-cyclodextrin inclusion complex[J].Journal of MolecularStructure 979(2010)122–127)
比较例2
称取重结晶得到的β-CD晶体8.52g(7.5mmol)和马来酸酐5.12g(52mmol)，加入到装有温度计的250ml的三口烧瓶中，向烧瓶内加入68ml N,N-二甲基甲酰胺，将三口烧瓶置放于多功能超声波萃取器中，反应温度为70℃，反应时间为6h，反应结束后，待液体冷却至室温，加入85ml二氯甲烷，立即生成白色絮状沉淀，将沉淀过滤，用丙酮洗涤三次，70℃真空干燥24h，得12.19g白色粉末，产率89.2％。
表1 现有技术与本发明对比表
由表1的数据可知，采用多级超声方法(本发明实施例1-3)制备马来酸酐改性的β-CD大大缩短反应时间，提高反应产率。
本发明实施例1制得的马来酸酐改性的β-CD在水中的溶解度为25℃100ml水中溶解9.63g。
本发明实施例1得到的马来酸酐改性β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶经Anton PaarLovis2000ME+DMA4500M联用仪，在25℃下测得的样品黏度和密度如下：
表2 实施例1样品黏度和密度表
密度(g/cm3) 运动粘度(mm2/s)
实施例1 0.99845 4.1458
以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种β-环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶，其特征在于：具体为马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶，其结构式如下：
2.权利要求1所述β-环糊精衍生物接枝羟丙基壳聚糖水凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)β-CD的精制
对β-CD重结晶，得到纯度为99.9％以上的β-CD晶体；
(2)马来酸酐改性β-CD的制备
称取马来酸酐和步骤(1)的β-CD晶体，加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中；向烧瓶内加入溶剂A，将烧瓶置于多功能超声波萃取器中，恒温超声反应4-7h，其中超声过程分为三个阶段，第一阶段，超声频率为25KHz，超声时间为1-2h，第二阶段，超声频率为35KHz，超声时间为2-3h，第三阶段，超声频率为45KHz，超声时间为1-2h；取三个洁净反应器，分别为1号、2号、3号，每个反应器内均装有二氯甲烷或者三氯甲烷；超声过程第一阶段结束后，将三口烧瓶与1号反应器之间用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，构成一个循环系统，将三口烧瓶中的液体泵入1号反应器，1号反应器内立即生成白色絮状沉淀，静置10-15min，将1号反应器中的上层液体泵回三口烧瓶中开始第二阶段超声反应；第二阶段结束后，将三口烧瓶与2号反应器用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，并将液体泵入2号反应器，静置10-20min，将2号反应器中上层液体泵回三口烧瓶开始第三阶段超声反应；第三阶段结束后，将三口烧瓶与3号反应器用双向蠕动泵及两根蠕动泵管连接，并将液体泵入3号反应器，又有沉淀生成，静置20min，不再有液体在3号反应器上层，因此不需再泵回三口烧瓶，超声过程结束后，将三个反应器中的沉淀混合、过滤，用丙酮洗涤三次，真空干燥，得白色粉末，即为马来酸酐改性的β-CD；
(3)马来酸酐改性的β-CD与羟丙基壳聚糖反应制备水凝胶
称取羟丙基壳聚糖于三口烧瓶中，加入溶剂B，搅拌使其完全溶解，将三口烧瓶置于多功能超声波萃取器中，之后向三口烧瓶中加入(2)得到的马来酸酐改性的β-CD和活化剂，25-40℃恒温超声反应29-35h，其中超声过程分为三个阶段，第一阶段，超声频率为45KHz，超声时间为13-15h，第二阶段，超声频率为60KHz，超声时间为8-10h，第三阶段，超声频率为80KHz，超声时间为8-10h；活化剂分为三次加入，其中第一次加入其物质的量的70％，第二次加入其物质的量的20％，第三次加入其物质的量的10％，第一次活化时间为30min，第二次活化时间为10min，第三次活化时间为5min，在每次调整超声频率之前加入活化剂；
超声反应结束后将反应液置于分子量截留量3500Mw的透析袋中，透析、冻干，得马来酸酐改性的β-CD接枝羟丙基壳聚糖水凝胶冻干物；
其中步骤(2)中所述的溶剂A为无水的N,N-二甲基甲酰胺；步骤(2)中所述的β-CD和马来酸酐的摩尔比为1:7-1:10；步骤(2)中所述的β-CD和溶剂A的质量体积比为1g:5-10ml；步骤(2)中所述的反应温度为60-80℃；
步骤(2)中所述的β-CD与二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的质量体积比为1g:10-20ml；其中1号反应器中装有二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的13-15％，2号反应器装有二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的19-22％，3号反应器装有二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的63-68％；
步骤(3)中所述的马来酸酐改性的β-CD和羟丙基壳聚糖的质量比为1:1-1:5；
所述的溶剂B为0-0.6mol/L的氯化钠溶液；
所述的马来酸酐改性的β-CD和溶剂B的质量体积比为1g:70-120ml；
所述的活化剂为EDC或EDC与NHS联用；
所述的马来酸酐改性的β-CD与活化剂EDC的摩尔比为1:1-1:2。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中β-CD和马来酸酐的摩尔比为1:10；β-CD和溶剂A的质量体积比为1g:8ml；步骤(2)中反应温度为70℃；反应时间6h；β-CD与二氯甲烷或者三氯甲烷总体积的质量体积比为1g:10ml。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中马来酸酐改性的β-CD和羟丙基壳聚糖的质量比为1:2；氯化钠溶液的浓度为0.5mol/L；马来酸酐改性的β-CD和溶剂B的质量体积比为1g:100ml；EDC与NHS连用的摩尔比为1:1-5:1；马来酸酐改性的β-CD与活化剂EDC的摩尔比为1:1；反应温度为30℃，反应时间为32h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述EDC与NHS的摩尔比为3:1。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110590973A (zh) * 2019-10-28 2019-12-20 滕州京腾鑫汇新材料科技有限公司 环糊精衍生物及其制备方法
CN112156191A (zh) * 2020-10-30 2021-01-01 齐鲁工业大学 一种赖氨酸改性的药物载体及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102718210A (zh) * 2012-07-03 2012-10-10 新疆大学 氧化石墨烯三维自组装气凝胶的制备方法及应用
CN102863553A (zh) * 2012-04-01 2013-01-09 金陵科技学院 一种可交联聚合且含药物配体的壳聚糖衍生物
CN103638551A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 北京理工大学 壳聚糖6-oh固载环糊精包合茶树油温敏凝胶的制备方法
CN106822914A (zh) * 2017-01-10 2017-06-13 安徽师范大学 一种羧甲基‑β‑环糊精接枝壳聚糖离子交联纳米粒、制备方法及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102863553A (zh) * 2012-04-01 2013-01-09 金陵科技学院 一种可交联聚合且含药物配体的壳聚糖衍生物
CN102718210A (zh) * 2012-07-03 2012-10-10 新疆大学 氧化石墨烯三维自组装气凝胶的制备方法及应用
CN103638551A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 北京理工大学 壳聚糖6-oh固载环糊精包合茶树油温敏凝胶的制备方法
CN106822914A (zh) * 2017-01-10 2017-06-13 安徽师范大学 一种羧甲基‑β‑环糊精接枝壳聚糖离子交联纳米粒、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIXIU DING ET AL.: "Studies on a novel modified b-cyclodextrin inclusion complex", 《JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110590973A (zh) * 2019-10-28 2019-12-20 滕州京腾鑫汇新材料科技有限公司 环糊精衍生物及其制备方法
CN110590973B (zh) * 2019-10-28 2021-11-05 淮北云端文化传媒有限公司 环糊精衍生物及其制备方法
CN112156191A (zh) * 2020-10-30 2021-01-01 齐鲁工业大学 一种赖氨酸改性的药物载体及其制备方法
CN112156191B (zh) * 2020-10-30 2021-10-15 山东六佳药用辅料股份有限公司 一种赖氨酸改性的药物载体及其制备方法

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