CN110452315A - 一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110452315A
CN110452315A CN201910811439.5A CN201910811439A CN110452315A CN 110452315 A CN110452315 A CN 110452315A CN 201910811439 A CN201910811439 A CN 201910811439A CN 110452315 A CN110452315 A CN 110452315A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carboxymethyl chitosan
salt
chitosan
thiocarbamide salt
carboxymethyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910811439.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110452315B (zh
Inventor
郭占勇
孙雪琦
杨宇强
张晶晶
宓英其
陈源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Original Assignee
Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS filed Critical Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Priority to CN201910811439.5A priority Critical patent/CN110452315B/zh
Publication of CN110452315A publication Critical patent/CN110452315A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110452315B publication Critical patent/CN110452315B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00—General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06—Free radical scavengers or antioxidants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明所属于海洋化工工程技术领域，具体涉及一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物合成方法及其应用。以壳聚糖、氯乙酸、氨基硫脲、4‑甲基氨基硫脲、4，4‑二甲基‑3‑氨基硫脲、4‑氨基‑3‑肼基‑5‑巯基‑1,2,4三唑、去离子水、异丙醇为原料，制备含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物。该衍生物水溶性良好，具有很好的抗氧化活性，可以广泛应用于医药和农产品药物等领域。

Description

一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及海洋化工工程技术领域，可应用于医药或农产品药物领域，具体涉及一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
壳聚糖(CTS)是甲壳素在碱性、高温条件下部分或者完全脱乙酰基而得到的天然高分子化合物,是自然界中除纤维素以外数量最大的多糖资源，也是自然界中数量仅次于蛋白质的含氮有机聚合物，具有优良的生物相容性和生物可降解性。壳聚糖是自然界中唯一的碱性多糖，具有游离的氨基和羟基，故具有特殊的生理活性，广泛应用于化工、农药、医药、材料、环保、食品等领域。但由于壳聚糖不溶于水与碱性溶液，由于氨基的存在，可以溶于如乙酸等少数有机溶剂和pH<4的水中,其应用受到了极大的限制。壳聚糖分子中游离的氨基与羟基很活泼，因此可以对壳聚糖中的氨基和羟基进行化学改性以改善其溶解性和拓宽其应用范围。将壳聚糖通过酰化反应、烷基化反应等化学手段进行修饰，得到的衍生物的溶解性以及生物活性均得到提高。
在壳聚糖分子中引入羧甲基基团,制备N、O上取代的羧甲基壳聚糖,羧甲基壳聚糖中的羧甲基以钠盐形式存在可以与不同结构的的硫脲盐进行离子交换，使得带有硫脲盐阳离子的羧甲基壳聚糖衍生物，具有更高的抗氧化活性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用。
具体技术方案如下：
一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物，所述含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的结构式如下：
其中n的平均取值范围是400-800。
含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的应用，所述含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物应用于医药和农产品药物领域。
含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的制备方法，以壳聚糖、氯乙酸、硫脲类化合物、去离子水、异丙醇为原料，具体制备步骤如下：
(1)分别称取一定量的硫脲类化合物，室温下溶于去离子水中，滴加一定量的盐酸溶液，制备含有不同结构的硫脲盐的水溶液；
(2)称取一定量的壳聚糖分散于一定体积的异丙醇中，室温下溶胀反应30分钟，滴加氢氧化钠溶液，50℃持续反应1小时，再继续滴加氯乙酸的异丙醇溶液，50℃持续反应4小时，最后用适量乙醇沉淀，抽滤，冻干得到羧甲基壳聚糖；
(3)将所得羧甲基壳聚糖溶于去离子中，室温下搅拌10分钟至充分溶解，将不同结构的硫脲盐溶液分别加入所述充分溶解的羧甲基壳聚糖中，室温下反应24小时，用适量乙醇沉淀，乙醇洗涤，并用无水乙醇索式提取2-3天，然后再用截留分子量为100的透析袋透析2-3天，冷冻干燥，即得到含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物。
步骤(1)所述硫脲类化合物为4-甲基氨基硫脲、氨基硫脲、4，4-二甲基-3-氨基硫脲、4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑中的一种。
步骤(1)所述硫脲类化合物与去离子水、盐酸的用量比例为：0.8-3g硫脲类化合物，去离子水10-20mL、1.2mol/mL的盐酸溶液10-15mL。
步骤(2)中所述壳聚糖、异丙醇、氢氧化钠、氯乙酸的用量比例为：5g壳聚糖、异丙醇60mL、氢氧化钠4g、氯乙酸8.5g。
步骤(2)中所述羧甲基壳聚糖、硫脲盐的用量为：羧甲基壳聚糖1-1.5g、使用硫脲盐0.8-3g。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：
本发明所得含硫脲盐的羧甲基壳聚糖为在壳聚糖分子中引入羧甲基基团,制备N、O上取代的羧甲基壳聚糖,羧甲基壳聚糖中的羧甲基钠盐可以与不同结构的硫脲盐进行离子交换，使得带有硫脲盐羧甲基壳聚糖衍生物，具有良好的溶解性以及更高的抗氧化活性。具体为：
(1)依据活性叠加原理，对具有一定抗氧化活性的壳聚糖通过有效的合成手段得到的含双羧甲基的N,O-羧甲基壳聚糖，与壳聚糖相比，其抗氧化活性得到进一步提高。硫脲盐阳离子基团通过羧甲基接入壳聚糖分子，得到生物活性进一步提高的新型壳聚糖衍生物，可在食功能食品保健、医药、农产品药物领域。
(2)本发明通过糖修饰方法在多糖上修饰氨基和羟基，进而使得壳聚糖2位氨基和6位羟基上都含有双羧甲基基团，其溶解性以及抗氧化活性更加优于壳聚糖
(3)本发明含硫脲盐基的羧甲基壳聚糖保持了壳聚糖原有良好的生物相容和生物降解等性能，同时具有良好的抗氧化活性，明显高于壳聚糖，提高壳聚糖的生物活性，扩大使用范围。
附图说明
图1为壳聚糖的核磁碳谱光谱图；
图2为本发明提供羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图；
图3为本发明实施例1提供含4-甲基氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图；
图4为本发明实施例2提供含氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图；
图5为本发明实施例3提供含4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图；
图6为本发明实施例4提供含4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。
实施例1：
含4-甲基氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的结构式如式(2)，其中n的平均取值范围是400-800。
4-甲基氨基硫脲盐的制备：分别称取1.26g的4-甲基氨基硫脲室温下溶于10mL去离子水中，滴加10mL1.2mol/L的盐酸溶液，制备含有4-甲基氨基硫脲盐的水溶液；
羧甲基壳聚糖的制备：称取5g的壳聚糖分散于60mL的异丙醇中，室温下溶胀反应30分钟，滴加12mL氢氧化钠溶液，50℃持续反应1小时，再继续滴加15mL氯乙酸的异丙醇溶液，50℃持续反应4小时，最后用500mL乙醇沉淀，抽滤，冻干；
将所得1g羧甲基壳聚糖溶于10mL去离子中，室温下搅拌10分钟至充分溶解，将20mL 4-甲基氨基硫脲盐溶液分别加入所述充分溶解的羧甲基壳聚糖中，室温下反应24小时，用20mL乙醇沉淀，乙醇洗涤，并用无水乙醇索式提取2天，然后再用截留分子量为100的透析袋透析2天，冷冻干燥，即得到含4-甲基氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物。
图1为壳聚糖的核磁碳谱光谱图，图2为本发明提供羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图2可知，与壳聚糖原料(参见图1)相比，新增的180ppm处的峰是C＝0键中C的化学位移引起的，70ppm处的峰是由羧甲基中的CH2中C的化学位移引起的，以上分析数据，证明羧甲基壳聚糖合成。
图3为本发明实施例1提供含4-甲基氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图3可知，180ppm、70ppm处的峰依然还在，且在172ppm处出现硫脲盐中C＝S键中C的化学位移，由此证明4-甲基氨基硫脲盐通过与羧甲基基团进行了离子交换，含4-甲基氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖制备成功。
实施例2：
含氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的结构式如式(3)，其中n的平均取值范围是400-800。
氨基硫脲盐的制备：分别称取0.876g氨基硫脲室温下溶于10mL去离子水中，滴加15mL 1.2mol/mL的盐酸溶液，制备含有氨基硫脲盐的水溶液；
羧甲基壳聚糖的制备：称取5g的壳聚糖分散于60ml的异丙醇中，室温下溶胀反应30分钟，滴加12mL氢氧化钠溶液，50℃持续反应1小时，再继续滴加15mL氯乙酸的异丙醇溶液，50℃持续反应4小时，最后用500mL乙醇沉淀，抽滤，冻干；
将所得1.25g羧甲基壳聚糖溶于10mL去离子水中，室温下搅拌10分钟至充分溶解，将25mL氨基硫脲盐溶液分别加入所述充分溶解的羧甲基壳聚糖中，室温下反应24小时，用200mL乙醇沉淀，乙醇洗涤，并用无水乙醇索式提取2天，然后再用截留分子量为100的透析袋透析2天，冷冻干燥，即得到含氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物。
图2为本发明提供羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图2可知，与壳聚糖原料(参见图1)相比，新增的180ppm处的峰是C＝0键中C的化学位移引起的，70ppm处的峰是由羧甲基中的CH2中C的化学位移引起的，以上分析数据，证明羧甲基壳聚糖合成。
图4为本发明实施例2提供含氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图4可知，180ppm、70ppm处的峰依然还在，且在172ppm处出现硫脲盐中C＝S键中C的化学位移，由此证明氨基硫脲盐通过与羧甲基基团进行了离子交换，含氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖制备成功。
实施例3：
含4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的结构式如式(4)，其中n的平均取值范围是400-800。
4,4-二甲基-3-氨基硫脲的制备：分别称取1.9g的4,4-二甲基-3-氨基硫脲室温下溶于15mL去离子水中，滴加13.5mL 1.2mol/L的盐酸溶液，制备含有4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐的水溶液；
羧甲基壳聚糖的制备：称取5g的壳聚糖分散于60mL异丙醇中，室温下溶胀反应30分钟，滴加12mL氢氧化钠溶液，50℃持续反应1小时，再继续滴加15mL氯乙酸的异丙醇溶液，50℃持续反应4小时，最后用500mL乙醇沉淀，抽滤，冻干；
将所得1.5g羧甲基壳聚糖溶于10mL去离子水中，室温下搅拌10分钟至充分溶解，将23.75mL4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐溶液分别加入所述充分溶解的羧甲基壳聚糖中，室温下反应24小时，用20mL乙醇沉淀，乙醇洗涤，并用无水乙醇索式提取2天，然后再用截留分子量为100的透析袋透析2天，冷冻干燥，即得到含4,4-二甲基-3-氨基硫脲的羧甲基壳聚糖衍生物。
图2为本发明提供羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图2可知，与壳聚糖原料(参见图1)相比，新增的180ppm处的峰是C＝0键中C的化学位移引起的，70ppm处的峰是由羧甲基中的CH2中C的化学位移引起的，以上分析数据，证明羧甲基壳聚糖合成。
图5为本发明实施例3提供含4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图5可知，新增的180ppm处的峰是C＝0键中C的化学位移引起的，172ppm处的峰是由羧甲基中的CH2中C的化学位移引起的，由此证明4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐通过与羧甲基基团进行了离子交换，含4,4-二甲基-3-氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖制备成功。
实施例4：
含4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的羧甲基壳聚糖的结构式如式(5)，其中n的平均取值范围是400-800。
4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑的制备：称取2.0g的4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑室温下溶于20mL去离子水中，滴加13.75mL 1.2mol/L盐酸溶液，制备含有4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的水溶液；
羧甲基壳聚糖的制备：称取5g壳聚糖分散于60mL异丙醇中，室温下溶胀反应30分钟，滴加12mL氢氧化钠溶液，50℃持续反应1小时，再继续滴加15mL氯乙酸的异丙醇溶液，50℃持续反应4小时，最后用500mL乙醇沉淀，抽滤，冻干；
将所得1.5g羧甲基壳聚糖溶于10mL去离子中，室温下搅拌10分钟至充分溶解，将23.75mL4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑溶液分别加入所述充分溶解的羧甲基壳聚糖中，室温下反应24小时，用200mL乙醇沉淀，乙醇洗涤，并用无水乙醇索式提取2天，然后再用截留分子量为100的透析袋透析2天，冷冻干燥，即得到含4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的羧甲基壳聚糖衍生物。
图2为本发明提供羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图2可知，与壳聚糖原料(参见图1)相比，新增的180ppm处的峰是C＝0键中C的化学位移引起的，70ppm处的峰是由羧甲基中的CH2中C的化学位移引起的，以上分析数据，证明羧甲基壳聚糖合成。
图6为本发明实施例4提供含4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的羧甲基壳聚糖的核磁碳谱光谱图，从图6可知，新增的180ppm处的峰是C＝0键中C的化学位移引起的，172ppm处的峰是由羧甲基中的CH2中C的化学位移引起的，由此证明4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐通过与羧甲基基团进行了离子交换，含4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的羧甲基壳聚糖制备成功。
应用例
抗氧化活性测定
1)清除超氧阴离子抗氧化能力的测定：分别测定壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的清除超氧阴离子能力并做对比(表1)：将实施例中实验用壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖真空冷冻干燥至恒重后，配制浓度为10mg/mL的溶液，用移液枪分别移去30ul、60ul、120ul、240ul、480ul的样品溶液，再分别加入1470ul、1440ul、1380ul、1260ul、1020ul的去离子水配置成1.5ml的样品测试溶液，分别加入0.5ml NADH(3.657mgNADH，加入Tris-HCl缓冲液定容至100ml),0.5ml的NBT(2.453mg，加入Tris-HCl缓冲液定容至100ml)，0.5mL PMS(0.1838mgPMS，,加入Tris-HCl缓冲液定容至100ml)，空白组1.5m去离子水代替样品测试液，对照组0.5mlTris-HCl缓冲液(1.9382gTris+0.8mL浓HCl，加水定容至1000mL)代替0.5ml NADH(3.657mgNADH，加入Tris-HCl缓冲液定容至100ml)，在试管中混匀后，样品的最终浓度为0.1、0.2、0.4、0.8、1.6mg/mL，在560nm处测定吸光度。(注：被测样品均测三次，取平均值)。清除超氧阴离子能力(％)＝[(A样品-A对照)/A空白]×100，式中，A样品为衍生物样品测试液在测试体系中560nm处的吸光度；A空白为空白组在测试体系中560nm处的吸光度；A对照为对照组在测试体系中560nm处的吸光度。
壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖清除超氧阴离子抗氧化能力的测定结果如表1所示：
表1 壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的清除超氧阴离子能力(％)
清除羟自由基清除能力的测定：分别测定壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的清除羟自由基能力并做对比(表2)：将实施例中实验用壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖真空冷冻干燥至恒重后，配制浓度为10mg/mL的溶液，用移液枪分别移去45ul、90ul、180ul、360ul、720ul的样品溶液，再分别加入955ul、910ul、820ul、640ul、280ul的去离子水配置成1ml的样品测试溶液，分别加入0.5ml的EDTAFe(55.6mg FeSO4·H2O和0.1489g EDTANa,加水定容至100mL)，1.0mL磷酸缓冲溶液(20.79g NaHPO4·H20、2.6444g NH2PO4·H20加水定容致500ml)、1.0ml番红花溶液(36mg番红花，加入上述磷酸缓冲液定容致100ml)，1ml 3％的H2O2溶液(30％的H2O2，加入上述磷酸缓冲液定容致100ml)，空白组样品测试溶液被1ml的去离子水代替代，对照组1ml 3％的H2O2溶液(30％的H2O2，加入上述磷酸缓冲液定容致100ml)被1.0mL磷酸缓冲溶液(20.79gNaHPO4·H20、2.6444g NH2PO4·H20加水定容致500ml)，在试管中混匀后，样品的最终浓度为0.1、0.2、0.4、0.8、1.6mg/mL，37℃下静置30min，在520nm处测定吸光度。(注：被测样品均测三次，取平均值)。
羟自由基的清除能力(％)＝[(A样品-A空白)/(A对照-A空白)]×100，式中，A样品为衍生物样品测试液在测试体系中520nm处的吸光度；A空白为空白组在测试体系中520nm处的吸光度；A对照为对照组在测试体系中520nm处的吸光度。
壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的羟自由基的清除能力的测定结果如表2所示：
表2 壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的羟自由基的清除能力(％)
DPPH自由基清除能力的测定：分别测定壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的清除DPPH自由基并做对比(表3)：将实施例中实验用壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖真空冷冻干燥至恒重后，配制浓度为10mg/mL的溶液，用移液枪分别移去30ul、60ul、120ul、240ul、480ul的样品溶液，再分别加入970ul、940ul、880ul、760ul、520ul的去离子水配置成1ml的样品测试溶液，分别加入2ml的DPPH溶液(35.49mg DPPH,加无水乙醇定容至500mL)，空白组样品测试溶液被1ml的去离子水代替代，对照组2ml的DPPH溶液(35.49mg DPPH,加无水乙醇定容至500mL)被2mL无水乙醇代替。在试管中混匀后，样品的最终浓度为0.1、0.2、0.4、0.8、1.6mg/mL，室温下避光静置20min，在520nm处测定吸光度。(注：被测样品均测三次，取平均值)。
DPPH自由基的清除能力(％)＝[1-(A样品-A对照)/A空白]×100，式中，A样品为衍生物样品测试液在测试体系中520nm处的吸光度；A空白为空白组在测试体系中520nm处的吸光度；A对照为对照组在测试体系中520nm处的吸光度。
壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的DPPH自由基的清除能力的测定结果如表3所示，
表3 壳聚糖、羧甲基壳聚糖、含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖的DPPH自由基的清除能力(％)
实验结果：本发明所合成的含不同结构的硫脲盐的羧甲基壳聚糖与羧甲基壳聚糖、壳聚糖清除超氧阴离子能力如表1所示，清除羟基自由基抗氧化活性如表2所示，清除DPPH自由基抗氧化活性如表3所示。由于硫脲盐具有较强的抗氧化能力，因此通过离子交换反应，将有硫脲盐引入到羧甲基壳聚糖中，得到抗氧化能力较强的含不同硫脲盐的羧甲基壳聚糖，在浓度为1.6mg/ml时，壳聚糖本身清除超氧阴离子的能力为55.89％，而含硫脲盐的羧甲基壳聚糖的衍生物清除超氧阴离子的能力平均达到90％左右，其中含4,4,-二甲基-3-氨基硫脲盐、4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑盐的羧甲基壳聚糖清除超氧阴离子的能力可以达到100％；同样的，壳聚糖本身清除羟自由基的能力最高可以达到41％，而含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物清除羟自由基的能力平均在70％左右，含有4-甲基氨基硫脲盐的羧甲基壳聚糖最高可以达到100％；在清除DPPH自由基的能力方面，壳聚糖本身可以达到58％，而含硫脲盐的羧甲基壳聚糖的衍生物平均达到70％左右，其中含有硫脲盐的羧甲基壳聚糖清除DPPH自由基的能力可以达到100％。实验结果表明，含不同硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的清除超氧阴离子、羟自由基、DPPH自由基的能力在很大程度上得到提高，抗氧化活性良好，且衍生物水溶性良好，在医药、农产品药物、功能食品保健都有广大应用。

Claims (7)

1.一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物，其特征在于：所述含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的结构式如下：
R:
其中n的平均取值范围是400-800。
2.根据权利要求1所述的含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的应用，其特征在于：所述含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物应用于医药和农产品药物领域。
3.根据权利要求1所述的含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的制备方法，其特征在于：以壳聚糖、氯乙酸、硫脲类化合物、去离子水、异丙醇为原料，具体制备步骤如下：
(1)分别称取一定量的硫脲类化合物，室温下溶于去离子水中，滴加一定量的盐酸溶液，制备含有不同结构的硫脲盐的水溶液；
(2)称取一定量的壳聚糖分散于一定体积的异丙醇中，室温下溶胀反应30分钟，滴加氢氧化钠溶液，50℃持续反应1小时，再继续滴加氯乙酸的异丙醇溶液，50℃持续反应4小时，最后用适量乙醇沉淀，抽滤，冻干得到羧甲基壳聚糖；
(3)将所得羧甲基壳聚糖溶于去离子中，室温下搅拌10分钟至充分溶解，将不同结构的硫脲盐溶液分别加入所述充分溶解的羧甲基壳聚糖中，室温下反应24小时，用适量乙醇沉淀，乙醇洗涤，并用无水乙醇索式提取2-3天，然后再用截留分子量为100的透析袋透析2-3天，冷冻干燥，即得到含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物。
4.根据权利要求3所述的含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硫脲类化合物为4-甲基氨基硫脲、氨基硫脲、4，4-二甲基-3-氨基硫脲、4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4三唑中的一种。
5.根据权利要求3所述的含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述硫脲类化合物与去离子水、盐酸的用量比例为：0.8-3g硫脲类化合物，去离子水10-20mL、1.2mol/mL的盐酸溶液10-15mL。
6.根据权利要求3所述的含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述壳聚糖、异丙醇、氢氧化钠、氯乙酸的用量比例为：5g壳聚糖、异丙醇60mL、氢氧化钠4g、氯乙酸8.5g。
7.根据权利要求3所述的含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物，其特征在于：步骤(2)中所述羧甲基壳聚糖、硫脲盐的用量为：羧甲基壳聚糖1-1.5g、使用硫脲盐0.8-3g。
CN201910811439.5A 2019-08-30 2019-08-30 一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用 Active CN110452315B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910811439.5A CN110452315B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910811439.5A CN110452315B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110452315A true CN110452315A (zh) 2019-11-15
CN110452315B CN110452315B (zh) 2021-04-02

Family

ID=68489890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910811439.5A Active CN110452315B (zh) 2019-08-30 2019-08-30 一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110452315B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114014955A (zh) * 2022-01-10 2022-02-08 中国科学院烟台海岸带研究所 一种含噻唑盐的n,o-羧甲基壳聚糖及其制备和应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101121759A (zh) * 2007-07-27 2008-02-13 中国科学院海洋研究所 壳聚糖缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法
CN101701042A (zh) * 2009-03-28 2010-05-05 中国科学院海洋研究所 羧甲基壳聚糖硫脲树脂,其制备方法和应用
CN102180992A (zh) * 2011-04-02 2011-09-14 中国科学院海洋研究所 一种壳聚糖缩取代苯氨基硫脲衍生物及其制备方法
CN104387501A (zh) * 2014-12-03 2015-03-04 内蒙古农业大学 壳聚糖定位酰化缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法
CN106430875A (zh) * 2016-10-26 2017-02-22 中国矿业大学(北京) 城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法及其使用方法
CN107043432A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 中国科学院理化技术研究所 一种两性羧甲基壳聚糖胍盐衍生物及其制备方法
CN107312110A (zh) * 2017-07-06 2017-11-03 山东师范大学 一种n‑氨基硫脲‑o‑季铵盐壳寡糖及制备方法和应用
WO2017215610A1 (zh) * 2016-06-14 2017-12-21 哈尔滨盈聚生物科技有限公司 一种高效安全的壳聚糖衍生物基消毒液及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101121759A (zh) * 2007-07-27 2008-02-13 中国科学院海洋研究所 壳聚糖缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法
CN101701042A (zh) * 2009-03-28 2010-05-05 中国科学院海洋研究所 羧甲基壳聚糖硫脲树脂,其制备方法和应用
CN102180992A (zh) * 2011-04-02 2011-09-14 中国科学院海洋研究所 一种壳聚糖缩取代苯氨基硫脲衍生物及其制备方法
CN104387501A (zh) * 2014-12-03 2015-03-04 内蒙古农业大学 壳聚糖定位酰化缩氨基硫脲类衍生物及其制备方法
CN107043432A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 中国科学院理化技术研究所 一种两性羧甲基壳聚糖胍盐衍生物及其制备方法
WO2017215610A1 (zh) * 2016-06-14 2017-12-21 哈尔滨盈聚生物科技有限公司 一种高效安全的壳聚糖衍生物基消毒液及其制备方法
CN107496439A (zh) * 2016-06-14 2017-12-22 哈尔滨盈聚生物科技有限公司 一种高效安全的壳聚糖衍生物基消毒液及其制备方法
CN106430875A (zh) * 2016-10-26 2017-02-22 中国矿业大学(北京) 城市污水厂污泥重金属稳定剂的制备方法及其使用方法
CN107312110A (zh) * 2017-07-06 2017-11-03 山东师范大学 一种n‑氨基硫脲‑o‑季铵盐壳寡糖及制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NADIA A. MOHAMED等: "Preparation and antimicrobial activity of some carboxymethyl chitosan acylthiourea derivatives", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES》 *
SUNG-CHING CHEN等: "A novel pH-sensitive hydrogel composed of N,O-carboxymethyl chitosan and alginate cross-linked by genipin for protein drug delivery", 《JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE》 *
庄莉等: "含硫壳聚糖研究――氨基硫脲接枝壳聚糖的合成 ", 《化学试剂》 *
陈峰等: "氨基硫脲壳聚糖与碘的配合物抑菌性质研究 ", 《化学世界》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114014955A (zh) * 2022-01-10 2022-02-08 中国科学院烟台海岸带研究所 一种含噻唑盐的n,o-羧甲基壳聚糖及其制备和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN110452315B (zh) 2021-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pang et al. Cellulose based materials for controlled release formulations of agrochemicals: a review of modifications and applications
Sivakumar et al. Adsorptive removal of organic pollutant methylene blue using polysaccharide-based composite hydrogels
Kumari et al. Chitin and chitosan: origin, properties, and applications
Baek et al. Encapsulation and controlled release of vitamin C in modified cellulose nanocrystal/chitosan nanocapsules
Barikani et al. Preparation and application of chitin and its derivatives: a review
Rinaudo Chitin and chitosan: Properties and applications
CN108752501B (zh) 一种含有机酸盐的壳聚糖季铵盐及其制备方法和应用
Franca et al. Characterization of chitin and chitosan molecular structure in aqueous solution
EP0020183B1 (en) Poly-ion complex, process for its preparation and shaped articles prepared therefrom
US8012907B2 (en) Guanidinated polysaccharides, their use as absorbents and process for producing same
Ji Synthesis of porous starch microgels for the encapsulation, delivery and stabilization of anthocyanins
CN109293948A (zh) 一种水凝胶及其制备方法和应用
CN107163160B (zh) 一种抗坏血酸化壳聚糖季铵盐及其制备方法
Jane et al. 13C-NMR study of the conformation of helical complexes of amylodextrin and of amylose in solution
Saldías et al. In situ preparation of film and hydrogel bio-nanocomposites of chitosan/fluorescein-copper with catalytic activity
Warkar Potential applications and various aspects of polyfunctional macromolecule-carboxymethyl tamarind kernel gum
Pedige et al. Stimuli-responsive composite hydrogels with three-dimensional stability prepared using oxidized cellulose nanofibers and chitosan
CN110452315A (zh) 一种含硫脲盐的羧甲基壳聚糖衍生物及其制备方法和应用
Nornberg et al. Organoselenium-chitosan derivative: Synthesis via “click” reaction, characterization and antioxidant activity
Naeem et al. β-Cyclodextrin/chitosan-based (polyvinyl alcohol-co-acrylic acid) interpenetrating hydrogels for oral drug delivery
Shin et al. Novel succinoglycan dialdehyde/aminoethylcarbamoyl-β-cyclodextrin hydrogels for pH-responsive delivery of hydrophobic drugs
Pooresmaeil et al. Chitosan/carboxymethyl starch bio-coated naproxen@ GQDs/Copper glutamate MOFs: a new system for colon-specific drug delivery relay on the special structure of the used polymers
Duceac et al. Insights on some polysaccharide gel type materials and their structural peculiarities
CN113813396A (zh) 一种卡那霉素接枝的纤维素基抗菌材料及其制备方法
Sun et al. Synthesis, characterization, and antioxidant activity of carboxymethyl chitosan derivatives containing sulfonium salt

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant