CN1472227A - 高效定位制备n－磺基壳聚糖的方法 - Google Patents

高效定位制备n－磺基壳聚糖的方法 Download PDF

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Abstract

一种高效定位制备N－磺基壳聚糖的方法，将脱乙酰度在70％以上的壳聚糖悬浮于水中形成壳聚糖悬浮液，用碳酸氢钠溶液调节其pH值至9－10，再逐滴加入磺化剂SO3/DMF(三氧化硫/N，N－二甲基甲酰胺)水溶液，壳聚糖与磺化剂的摩尔比为1∶5－10，65℃下反应15－30小时后生成高含量N－磺基壳聚糖。本发明工艺简单，操作方便，生产周期短，制备的N－磺基壳聚糖含量高，可作为抗凝血性肝素的廉价替代品。

Description

高效定位制备N-磺基壳聚糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种新型高效定位制备N-磺基壳聚糖的方法，所得产物具有良好的抗凝血性，是制备天然肝素的廉价替代品。
背景技术：
甲壳素是N-乙酰基-D-葡萄糖通过β(1→4)糖苷键相连的直链多糖，广泛存在于甲壳动物和节肢动物以及菌类细胞壁中，是地球上仅次于纤维素的数量最丰富的有机化合物之一。甲壳素经脱乙酰处理的产物——壳聚糖，由于分子结构中含有大量活性较高的游离氨基，因此具有一些独特的物化性质及生理功能，在医药、食品、化妆品、农业及环保诸方面具有广阔的应用前景，特别是以此制成的壳聚糖生物保健品具有诸多对人体有益的功效，已被欧美各国誉为除水、蛋白质、糖类、纤维素和矿物质之外人体所需的第六大生命要素。
天然肝素作为一种重要的生化药物，是一簇酸性粘多糖化合物的统称，由葡萄糖胺磺酸、葡萄糖醛酸及艾杜糖磺醛酸组成，有着良好的抗凝血特性，广泛应用于临床。壳聚糖的磺化衍生物具有与肝素相近的结构特点，且价格低廉，是制备类肝素药物的基础。研究表明，肝素的抗凝血活性与其磺化位置有关，N-磺基对活性影响重大，C3位O-磺基对其有促进作用，而C6位O-磺基作用不明显。[J.Doczi.，J.Am.Chem.Soc.，1953，75，1519]。与之相似，壳聚糖磺化物的抗凝血活性也主要是由N-磺基引起。另外，壳聚糖磺化衍生物也是一种水溶性两性高分子，可用作絮凝剂、分散剂、免疫原载体、水溶性药物载体等。
自1946年Karrers用氯磺酸与甲壳素在吡啶中反应，[R.A.A.Muzzarelli，Chitn，1977，121]首次合成了甲壳素磺化物以来，对壳聚糖的磺化方法主要集中在有机介质中进行。传统的磺化方法首先将壳聚糖在大量DMF或吡啶中浸泡预处理1至2天，再加入磺化试剂浓H2SO4、SO3/DMF、SO3/吡啶、氯磺酸/吡啶在DMF或吡啶等有机介质中反应。但这种方法周期长，成本高，而且难以控制其磺化位置和含量，会将壳聚糖上的C3与C6的羟基和C2上的氨基同时磺化，无法在指定位置定向磺化壳聚糖。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种新的高效定位制备N-磺基壳聚糖的方法，可以制得磺基含量较高的壳聚糖磺化衍生物，并能通过改变磺化剂的用量来控制其含量，为研究制得有类似抗凝血活性的天然肝素的替代品打下良好的基础。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，将壳聚糖这种具有与肝素类似骨架的天然高分子悬浮于水中，并调节其pH值至9-10，逐滴加入磺化剂，充分搅拌后进行反应，反应结束后，用水洗涤产物，并用去离子水渗析至中性，即可得高含量N-磺基壳聚糖。
本发明具体的实施方法如下：
将脱乙酰度在70％以上的壳聚糖悬浮于水中，形成5％重量百分比的壳聚糖悬浮液，充分搅拌，用1摩尔/升碳酸氢钠溶液调节其pH至9-10，再逐滴加入25％-50％重量百分比的磺化剂SO3/DMF(三氧化硫/N，N-二甲基甲酰胺)水溶液，壳聚糖与磺化剂的摩尔比为1∶5-10，65℃下反应15-30小时，反应结束后，用水稀释产物，离心分离出浆状物，再用去离子水渗析其至中性，真空干燥后得高含量N-磺基壳聚糖。
本发明选用水作反应介质，与传统制备方法中的吡啶/DMF等有机介质相比，磺化剂在水中对N位有比O位更强的定位反应活性。用碳酸氢钠溶液调节反应液，可保证在该反应条件下，壳聚糖中的游离氨基保持非质子化，更易于有效反应。用该种方法磺化壳聚糖可以保证产物中含有较多N-磺基壳聚糖，还可通过控制磺化剂的用量控制磺化程度。而且水作反应介质减少了对壳聚糖的预处理时间，减化了工艺，降低了成本。
本发明工艺简单，操作方便，生产周期短，制备的N-磺基壳聚糖含量高，可作为抗凝血性肝素的廉价替代品。
具体实施方式：
实施例1：
脱乙酰度75％的壳聚糖与25％SO3/DMF(三氧化硫/N，N-二甲基甲酰胺)的实施。
称取2克脱乙酰度为75％的壳聚糖，研磨，悬浮于40毫升水中，充分搅拌，用1摩尔/升碳酸氢钠溶液调节悬浮液pH值在9-10，再加入20毫升水，搅拌0.5小时。将9.8克25％的磺化剂SO3/DMF溶于20毫升水中，逐滴滴入悬浮液中，65℃反应20小时，反应结束后，将反应液用去离子水稀释，再离心沉淀，倾去上层清液，直到悬浮液呈胶状，再将该胶状液用去离子水透析至中性。过滤干燥后得到淡黄色产物。
实施例2：
脱乙酰度92％的壳聚糖与25％SO3/DMF(三氧化硫/N，N-二甲基甲酰胺)的实施。
称取2克脱乙酰度为92％的壳聚糖，研磨，悬浮于40毫升水中，充分搅拌，用1摩尔/升碳酸氢钠溶液调节悬浮液pH值在9-10，再加入20毫升水，搅拌0.5小时。将9.8克25％的磺化剂SO3/DMF溶于20毫升水中，逐滴滴入悬浮液中，65℃反应20小时，反应结束后，将反应液用去离子水稀释，再离心沉淀，倾去上层清液，直到悬浮液呈胶状，再将该胶状液用去离子水透析至中性。过滤干燥后得到淡黄色产物。
实施例3：
脱乙酰度92％的壳聚糖与50％SO3/DMF(三氧化硫/N，N-二甲基甲酰胺)的实施。
称取2克脱乙酰度为92％的壳聚糖，研磨，悬浮于40毫升水中，充分搅拌，用1摩尔/升碳酸氢钠溶液调节悬浮液pH值在9-10，再加入20毫升水，搅拌0.5小时。将4.9克50％的磺化剂SO3/DMF溶于20毫升水中，逐滴滴入悬浮液中，65℃反应20小时，反应结束后，将反应液用去离子水稀释，再离心沉淀，倾去上层清液，直到悬浮液呈胶状，再将该胶状液用去离子水透析至中性。过滤干燥后得到淡黄色产物。

Claims (1)

1、一种高效定位制备N-磺基壳聚糖的方法，其特征在于将脱乙酰度在70％以上的壳聚糖悬浮于水中，形成5％重量百分比的壳聚糖悬浮液，充分搅拌后用1摩尔/升碳酸氢钠溶液调节其pH值至9-10，再逐滴加入25％-50％重量百分比的磺化剂三氧化硫/N，N-二甲基甲酰胺水溶液，壳聚糖与磺化剂的摩尔比为1∶5-10，65℃下反应15-30小时，反应结束后，用水稀释产物，离心分离出浆状物，再用去离子水渗析其至中性，真空干燥后得N-磺基壳聚糖。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101230109B (zh) * 2007-12-24 2010-12-08 河北科技师范学院 磺化酰化6-羧基壳聚糖及其制备方法
CN111362616A (zh) * 2020-04-21 2020-07-03 苏州朗达材料科技有限公司 一种混凝土减水剂及其制备方法

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