CN114262392A - 有机硅修饰阳离子透明质酸钠及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机硅修饰阳离子透明质酸钠及其制备方法，将透明质酸钠和N,N‑二甲基甘氨酸溶于溶剂中混合，在缩合剂的作用下，进行缩合反应，反应结束后，调ph至碱性，萃取，分液，水层旋干，得到粘稠液体，将上述粘稠液体溶于有机溶剂，缓慢滴加氯丙基三乙氧基硅烷，加热回流12‑15h，旋干，透析，浓缩产物并烘干，得到有机硅修饰阳离子透明质酸钠。本发明所制备的有机硅阳离子透明质酸钠对大肠杆菌，金黄色葡萄球菌和白色念珠菌杀菌率达99％以上，无皮肤刺激性，具有良好阻菌性能及成膜性能。
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体设计一种有机硅修饰阳离子透明质酸钠及其制备方法。
背景技术
材料表面的抗菌功能修饰可以防止有害微生物滋生，减少应用过程中防腐剂的使用，季铵盐类化合物具有良好的抗菌功能。
透明质酸钠在医疗器械，药品，化妆品用广泛应用，单纯的透明质酸钠不具备抗菌功能，并且浓度过高的情况下流动性较差，本发明将透明质酸钠进行阳离子化及有机硅改性，增加了其成膜性、抗菌性及流动性。
发明内容
本发明是针对上述存在的技术问题提供一种有机硅修饰阳离子透明质酸钠及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种有机硅修饰阳离子透明质酸钠的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将透明质酸钠、N，N-二甲基甘氨酸和溶剂进行混合，在缩合剂作用下，进行反应，反应结束后，调pH至碱性，萃取，分液，收集水层旋干，得到粘稠液体；
(2)将上述粘稠液体加入有机溶剂中，缓慢加入氯丙基三乙氧基硅烷，加热回流12～15h，浓缩至干，得粘稠物，粘稠物使用透析袋进行透析，浓缩产物并烘干，得到有机硅修饰阳离子透明质酸钠。
本发明技术方案中：步骤(1)所述的透明质酸钠和N，N-二甲基甘氨酸的质量比为1：2.5～3。
本发明技术方案中：步骤(1)所述的缩合剂为1，3-二环己基碳二亚胺和浓硫酸中的至少一种，所述的透明质酸钠和缩合剂的质量比为1：1～1.5。
本发明技术方案中：步骤(1)所述的溶剂为DMF和甲苯中的至少一种。
本发明技术方案中：步骤(1)所述的反应温度为90～100℃，反应时间为8～12h。
本发明技术方案中：步骤(2)所述的反应溶剂为DMSO，DMF和乙腈中的至少一种。
本发明技术方案中，所述的透明质酸钠分子量为1000～150万Da。
本发明的有益效果：
1、对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌具有杀菌效果，杀菌率达到99％以上。
2、具有良好成膜性、阻菌性、流动性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
将透明质酸钠(分子量1000da)100g与N,N-二甲基甘氨酸250g，溶于1L DMF中，加入100gDCC，氮气保护下100℃反应8h，反应结束后，冷却，用10％的碳酸氢钠溶液调pH至8，加入100ml二氯甲烷萃取三次，收集水层，水层80℃旋干，得到粘稠液体400g。
将上述粘稠液体溶于1LDMF中，室温下缓慢滴加氯丙基三乙氧基硅烷100g，滴加完成后，升温至回流，保温反应15h，反应结束后降温，旋蒸至恒重，得到粘稠液体，粘稠液体使用800-1000Da透析袋进行透析，透析完成后，进行浓缩，最终得到150g有机硅修饰阳离子透明质酸钠，葡萄糖醛酸含量80.5％，使用定氮仪进行阳离子化度测定，阳离子化度≥25％。
实施例2
将透明质酸钠(分子量10000da)100g与N,N-二甲基甘氨酸280g，溶于1L甲苯中，加入120g浓硫酸，氮气保护下90℃反应12h，反应结束后，冷却，用10％的碳酸氢钠溶液调pH至8，分离甲苯层，收集水层旋干，得到粘稠物480g。
将上述粘稠液体溶于1L乙腈中，室温下缓慢滴加氯丙基三乙氧基硅烷100g，滴加完成后，升温至回流，保温反应15h，反应结束后降温，旋蒸至恒重，得到粘稠液体，粘稠液体使用8000-10000Da透析袋进行透析，透析完成后，进行浓缩，最终得到100g有机硅修饰阳离子透明质酸钠，葡萄糖醛酸含量82.5％，使用定氮仪进行阳离子化度测定，阳离子化度≥20％。
实施例3
将透明质酸钠(分子量150万da)100g与N,N-二甲基甘氨酸300g，溶于1L甲苯中，加入100gDCC，氮气保护下95℃反应10h，反应结束后，冷却，用10％的碳酸氢钠溶液调pH至8，分离甲苯层，收集水层旋干，得到粘稠物420g。
将上述粘稠液体溶于1LDMSO中，室温下缓慢滴加氯丙基三乙氧基硅烷100g，滴加完成后，升温至回流，保温反应15h，反应结束后降温，旋蒸至恒重，得到粘稠液体，粘稠液体使用14000Da透析袋进行透析，透析完成后，进行浓缩，最终得到180g有机硅修饰阳离子透明质酸钠，葡萄糖醛酸含量85.8％，使用定氮仪进行阳离子化度测定，阳离子化度≥30％。
杀菌实验：
对N,N-二甲基甘氨酸，不同分子量的透明质酸钠分别进行大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的杀菌实验，检测在不同时间内的杀菌率，结果如下：
表1 N,N-二甲基甘氨酸杀菌实验结果
表2 1000Da透明质酸钠杀菌实验结果
表3 10000Da透明质酸钠杀菌实验结果
表4 150万Da透明质酸钠杀菌实验结果
由表1可知原料N，N-二甲基甘氨酸和透明质酸钠没有杀菌作用。对实施例1-3所得到的有机硅修饰的阳离子化透明质酸钠进行杀灭金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌实验，检测在不同作用时间内的杀菌率。结果如下：
表5有机硅修饰阳离子化透明质酸钠(分子量1000Da，实施例1)杀菌实验结果
表6有机硅修饰阳离子化透明质酸钠(分子量10000Da，实施例2)杀菌实验结果
表7有机硅修饰阳离子化透明质酸钠(分子量150万Da，实施例3)杀菌实验结果
结论：由表5-7可见，本发明制得的有机硅修饰阳离子化透明质酸钠对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌均有显著的杀菌作用。
毒理实验：
对实施例1-3所得到的修饰壳聚糖进行两项毒理实验。本实验参照《消毒技术规范》2002版第二部分皮肤刺激性试验和皮肤变态反应实验。结果如下表所示：
表8皮肤刺激性实验结果
结论：由表8可知，本发明制得的有机硅修饰阳离子化透明质酸钠无刺激性。
表9皮肤变态反应实验
结论：由表9可知，本发明制得的有机硅修饰阳离子化透明质酸钠对皮肤的致敏率为0。无致敏性。
流动性：
将不同分子量透明质酸钠及实施例1-3制备的样品统一配制成5％的水溶性进行流动性测试，结果如下：
表10流动性实验
结论：由表10可知，本发明制得的有机硅修饰阳离子化透明质酸钠流动性更好，可以解决应用过程中高浓度透明质酸钠粘稠问题。
阻菌性：
采用阻菌性实验装置，进行粘质沙雷菌阻菌性测试，结果如下：
表11阻菌性实验
结论：由表11可知，本发明制得的有机硅修饰阳离子化透明质酸钠阻菌性更好，可以应用于医疗器械，敷料等领域，进行病原微生物隔离。
成膜性：
将不同分子量透明质酸钠及实施例1-3制备的样品统一配制成5％的水溶液在37℃进行成膜性测试，结果如下：
表12成膜性实验
结论：由表12可知，本发明制得的有机硅修饰阳离子化透明质酸钠具有良好成膜性。
Claims (7)
1.一种有机硅修饰阳离子透明质酸钠的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将透明质酸钠、N，N-二甲基甘氨酸和溶剂进行混合，在缩合剂作用下，进行反应，反应结束后，调pH至碱性，萃取，分液，收集水层旋干，得到粘稠液体；
(2)将上述粘稠液体加入有机溶剂中，缓慢加入氯丙基三乙氧基硅烷，加热回流12～15h，浓缩至干，得粘稠物，粘稠物使用透析袋进行透析，浓缩产物并烘干，得到有机硅修饰阳离子透明质酸钠。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的透明质酸钠和N，N-二甲基甘氨酸的质量比为1：2.5～3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的缩合剂为1，3-二环己基碳二亚胺和浓硫酸中的至少一种，所述的透明质酸钠和缩合剂的质量比为1：1～1.5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的溶剂为DMF和甲苯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的反应温度为90～100℃，反应时间为8～12h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的反应溶剂为DMSO，DMF和乙腈中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的透明质酸钠分子量为1000～150万Da。
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