DE68917992T2

DE68917992T2 - Verfahren zur Herstellung von körnigem porösem Chitosan.

Info

Publication number: DE68917992T2
Application number: DE68917992T
Authority: DE
Inventors: Chuichi Hirayama; Junichi C O Kurita Water I Ida; Hirotaka Ihara
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2009-05-31
Also published as: JPH0643447B2; EP0345017A1; JPH01301701A; DE68917992D1; EP0345017B1; US4975542A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan, welches außerordentlich geeignet ist als Füllmaterial für die Chromatographie, Träger für immobilisierte Enzyme usw.
Chitosan ist desacetyliertes Chitin und kann durch Erhitzen von Chitin zusammen mit einem konzentrierten Alkali erhalten werden.
Chitin ist eine Art von Polysaccharid, das aus Aminozucker zusammengesetzt ist, und besteht aus einem geradkettigen Molekül durch Verbinden von D-Glucosaminen, in denen jede Aminogruppe acetyliert ist, durch -1,4-Verknüpfung. Seine chemische Struktur und seine Eigenschaften ähneln denen von Cellulose. Auch unter biologischen Gesichtspunkten ist Chitin ein Hauptstrukturpolysaccharid in Invertebraten und niederen Pflanzen.
Chitin kommt als organische Gerüstsubstanz z. B. in Arthropoden, Ringelwürmern und Mollusken vor und ist insbesondere deutlich vorhanden in Außenskeletten von Arthropoden, z. B. der Außenhaut von Crustaceen wie Garnelen oder Krabben. In Pflanzen ist Chitin in den Hyphen oder Sporen von Schimmelpilzen vorhanden.
Wenn Chitosan in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, wird die Viskosität der Lösung äußerst hoch und sie geliert fast, obwohl seine Konzentration einige Prozent beträgt, da die intermolekulare Wasserstoffbrückenbindung stark ist; in diesem Fall ist es schwierig, die Lösung zu handhaben.
In dem Fall, daß Chitosan in einer verfestigten basischen Lösung granuliert wird, ist es erforderlich, Chitosan in einer bis zu einem gewissen Maß hohen Konzentration zu verwenden, da andernfalls die sich daraus ergebenden Körner quellen, so daß sie klebrig werden und praktisch nicht verwendet werden können.
Deshalb wird in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 61-40337 und der entsprechenden DE-A1-3527482 niedermolekulares Chitosan so verwendet, daß seine Konzentration bis zu einer bestimmten Höhe in einer sauren Lösung erhöht wird, welche als Granulierungslösung verwendet wird.
Das heißt, daß ein Verfahren von (1) bis (5) zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan, wie es im folgenden beschrieben ist, in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 61-40337 offenbart ist.
(1) Ein Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan, welches das Auflösen von niedermolekularem Chitosan in einer sauren wäßrigen Lösung und das Eintropfen der Lösung in eine basische Lösung, um dadurch poröses Chitosan zu verfestigen und auszufällen, umfaßt.
(2) Ein Verfahren gemäß (1) oben, worin das mittlere Molekulargewicht des niedermolekularen Chitosans im Bereich von 10.000 bis 230.000 liegt.
(3) Ein Verfahren gemäß (1) oben, worin die Löslichkeit des niedermolekularen Chitosans im Bereich von 2 bis 20 Gew.-% liegt.
(4) Ein Verfahren gemäß (1) oben, worin die basische Lösung aus einer basischen Substanz und Wasser oder einer basischen Substanz, Wasser und einem Alkohol, oder einer basischen Substanz und einem Alkohol zusammengesetzt ist.
(5) Ein Verfahren gemäß (1) oben, worin die basische Lösung zusammengesetzt ist aus irgendeinem von NaOH-Wasser, NaOH-Alkohol-Wasser, Ethylendiamin-Alkohol, Ammoniakwasser und Ammoniak-Alkohol-Wasser.
In einem solchen Verfahren sollte Chitosan jedoch zuvor bis zu einem niedrigen Molekulargewicht abgebaut werden. Da der Schritt des Herbeiführens eines niedrigen Molekulargewichts kompliziert und teuer ist, ist das Verfahren nicht notwendiger Weise zufriedenstellend.
Andererseits beeinflußt die Zusammensetzung der basischen Lösung, die als Verfestigungslösung verwendet wird, die porösen Eigenschaften der Chitosankörner, so daß es erforderlich ist, die Zusammensetzung im Lauf der Reaktion konstant zu halten. Chitosan, welches in die Verfestigungslösung eingetropft wird, wird jedoch als saure Lösung verwendet. Deshalb ergibt sich bei der Zugabe von Chitosan eine Neutralisierung. In diesem Fall sind die Arbeitsvorgänge zum Konstanthalten der Zusammensetzung der Verfestigungslösung äußerst kompliziert.
JP-A-5857401 ist auf ein Verfahren zum Herstellen von porösen Chitosanteilchen durch Zugabe eines hydrophoben Lösungsmittels, welches Emulgator enthält, zu einer sauren Chitosanlösung gerichtet. Die Lösung wird gerührt, um eine Emulsion zu erzeugen, und die Emulsion wird in eine alkalische Lösung unter kräftigem Rühren gegossen, so daß Chitosankörner ausgefällt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan, welches umfaßt das Dispergieren einer sauren wäßrigen Lösung von Chitosan in einem hydrophoben dispergierenden Medium und das Abdampfen von Wasser unter Rühren der daraus hervorgehenden Dispersion, wobei die Schritte so geregelt werden, daß der Korndurchmesser des granulären Chitosans geregelt wird.
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan bereit, welches einen Schritt des Dispergierens einer sauren wäßrigen Lösung von Chitosan in einem hydrophoben dispergierenden Medium und einen Schritt des Abdampfens von Wasser unter Rühren der daraus hervorgehenden Dispersion umfaßt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele beschrieben.
Chitosan, welches ein Ausgangsmaterial in der vorliegenden Erfindung ist, kann durch Erhitzen von Chitin, welches im allgemeinen in der Außenhaut von Crustaceen wie Krabben, Garnelen, usw. enthalten ist, zusammen mit einem konzentrierten Alkali zum Herbeiführen der Desacetylierung erhalten werden. Im allgemeinen hat das so erhaltene Chitosan ein Molekulargewicht von 5.000 bis 1.000.000, eine innere Viskosität (30ºC, 0,2 M Essigsäure + 0,1 M Natriumacetat) [η] von 0,25 bis 20 dl/g-Chitosan und ein Kolloidäquivalent (eine kationische Dichte) von 1,0 bis 6,2 meq/g-Chitosan. Der Desacetylierungsgrad kann ausreichend sein, solange Chitin bis zu einem solchen Grad desacetyliert wird, daß es unter Verwendung einer Säure aufgelöst werden kann; ein bevorzugter Desacetylierungsgrad ist z. B. ungefähr 50 bis 100 Mol%.
Ein mittlerer Korndurchmesser von Chitosan beträgt vorzugsweise etwa 9 bis 300 mesh.
Jede Säure kann als Säure zum Bilden der sauren wäßrigen Lösung für das so erhaltene Chitosan verwendet werden, solange sie Chitosan auflöst. Repräsentative Beispiele für die Säure schließen organische Säuren wie Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Isopropionsäure, Isobuttersäure, Isovaleriansäure, Benzoesäure, Zimtsäure, Salicylsäure, Anthranylsäure, Phthalsäure usw.; anorganische Säuren wie Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure usw. ein.
Es ist bevorzugt, daß die Menge der verwendeten Säure so klein wie möglich gehalten wird. Von der Säure wird die geringste Menge verwendet, die Chitosan noch auflösen kann. Im allgemeinen wird eine 0,5 bis 5-fache (bezogen auf das Gewicht) Menge der Säure zu Chitosan zugegeben.
Die Konzentration von Chitosan in der sauren wäßrigen Chitosanlösung wird durch in geeigneter Weise bestimmte Löslichkeit bestimmt, in Abhängigkeit von dem Molekulargewicht und dem Desacetylierungsgrad von Chitosan, aber sie liegt im allgemeinen bei 0,1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5,0 Gew.-%. Der Korndurchmesser des gebildeten Gels ist mit der Chitosankonzentration korreliert. Deshalb kann, wenn gewünscht wird, den Korndurchmesser herabzusetzen, die Chitosankonzentration verringert werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Korndurchmesser zu regeln.
Im Fall, daß unlösliche Materialien in der sauren wäßrigen Chitosanlösung vorhanden sind, wird die Lösung durch einen Glasfilter oder ein Metallnetz wie ein Netz aus rostfreiem Stahl, Kupfer usw. filtriert und dann zur Verwendung bereitgestellt.
Als die Komponente, aus der das hydrophobe dispergierende Medium zusammengesetzt ist, kann jedes Material verwendet werden, sofern es die saure wäßrige Chitosanlösung darin dispergieren kann. Bevorzugte Materialien sind Verbindungen mit einem Siedepunkt von 100ºC oder höher oder azeotrope Verbindungen, die es möglich machen, daß das dispergierende Medium an sich azeotrop mit Wasser destilliert wird. Spezifische Beispiele der erstgenannten Verbindungen schließen Decahydronaphthalin (Decalin), Toluol, Tetrahydronaphthalin (Tetralin), Xylol, Ethylbenzol, Diethylbenzol, Anisol, Hexanol, Octanol, Dibutylether, Petrolether, Ligroin usw. ein.
Andererseits kann jede Verbindung als die letztgenannte azeotrope Verbindung verwendet werden, welche mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, solange sie mit Wasser azeotrop destilliert werden kann und die saure Chitosanlösung darin dispergieren kann. Beispiele für solche Verbindungen schließen Benzol, Cyclohexan, Toluol, Chloroform usw. ein.
Um die saure wäßrige Chitosanlösung zu einem solchen hydrophoben dispergierenden Medium zuzugeben und darin zu dispergieren, ist es bevorzugt, sie langsam portionsweise zuzugeben.
Das oben beschriebene dispergierende Medium wird zu der sauren wäßrigen Chitosanlösung in einem solchen Verhältnis zugegeben und damit vermischt, daß ein Verhältnis der Dispersion zu der Chitosanlösung im allgemeinen in einem Bereich von ungefähr 100 : 1 bis 100 liegt. Die Chitosankonzentration in der Dispersion ist ein Faktor, der den Korndurchmesser des Chitosans beeinflußt. Je höher die Chitosankonzentration, desto größer ist der erhaltene Korndurchmesser.
Als Behälter, der zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Behälter mit einer Wandoberfläche, an die kein Chitosangel anhaftet, vorzuziehen. Es ist bevorzugt z. B. einen mit Teflon beschichteten Behälter zu verwenden.
Beim Dispergieren der wäßrigen sauren Chitosanlösung in dem hydrophoben dispergierenden Medium kann eine organische Substanz, die mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, und/oder ein oberflächenaktives Mittel verwendet werden.
Als organische Substanz, die mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, können Benzol, Methanol, Ethanol, Aceton, Cyclohexan, Toluol, Chloroform, 2-Pentanon, 3-Pentanon usw. erwähnt werden. Die Zugabe der organischen Substanz, die mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, ist sehr vorteilhaft, da der Siedepunkt von Wasser herabgesetzt und die Geschwindigkeit der Verdampfung erhöht wird.
Andererseits unterliegt das oberflächenaktive Mittel keinen besonderen Einschränkungen, aber kationische und nichtionische oberflächenaktive Mittel können im allgemeinen verwendet werden. Beispiele schließen Polyoxyethylenalkylphenylether, Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylen-fettsäureteilester, mehrwertige Alkohol-fettsäureteilester, Polyethylenpolyaminfettsäuresalze usw. ein. Diese oberflächenaktiven Mittel dienen dazu, die saure wäßrige Chitosanlösung in dem dispergierenden Medium zufriedenstellend zu dispergieren und sind insbesondere in dem Fall von Vorteil, daß Chitosan mit einem kleinen Korndurchmesser hergestellt wird. Die Menge des zugegebenen oberflächenaktiven Mittels beträgt im allgemeinen nicht mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf die Chitosanlösung.
Diese azeotrop destillierbaren organischen Substanzen oder oberflächenaktiven Mittel können auch zu der sauren wäßrigen Chitosanlösung oder zu dem dispergierenden Medium zugegeben werden.
Um Wasser aus der so erhaltenen Dispersion, die durch Dispergieren der sauren wäßrigen Chitosanlösung in dem hydrophoben dispergierenden Medium erhalten wurde, abzudampfen und zu entfernen, wird die Dispersion im allgemeinen unter Rühren auf 50 bis 100ºC erhitzt. Im Fall, daß das hydrophobe dispergierende Medium ein dispergierendes Medium ist, das mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, oder in dem Fall, daß eine organische Substanz zugegeben wird, die mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, wird auf Temperaturen unterhalb des azeotropen Punktes erhitzt.
Es ist bevorzugt, daß die Dispersion mit hoher Geschwindigkeit gerührt wird, um einheitliche Körner herzustellen. Um z. B. 1 Liter der Dispersion zu rühren, sind eine Drehzahl von 309 bis 5.000 U.p.m., insbesondere 400 bis 3.000 U.p.m., und eine Umfangsgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/s bevorzugt. Die Rührgeschwindigkeit ist ein Faktor, der den Korndurchmesser des erhaltenen Chitosans beeinflußt. Je niedriger die Rührgeschwindigkeit, desto größer ist der Korndurchmesser.
Als Endpunkt des Verdampfens und der Entfernung von Feuchtigkeit kann ein offensichtliches Maß der Zeitpunkt sein, wenn mehr als 80 Gew.-% des Wassers in der verwendeten sauren wäßrigen Chitosanlösung abgedampft und entfernt ist.
Als Mittel zum Abdampfen und Entfernen von Wasser können zusätzlich zu dem oben beschriebenen einfachen Erhitzen auch ein System mit verringertem Druck, ein Ausspülsystem (Durchleiten von z. B. N&sub2;-Gas), ein Refluxiersystem usw. eingesetzt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform umfaßt das Abtrennen von Wasser aus der azeotropen Verbindung durch Rückfluß, wobei das dispergierende Medium oder die organische Substanz, aus der die azeotrope Verbindung mit Wasser zusammengesetzt ist, in das System zurückgeleitet und wiederverwendet wird.
Aus dem durch Abdampfen und Entfernen von Wasser konzentrierten System werden die gebildeten Chitosankörner im allgemeinen durch Filtration zurückgewonnen.
Die zurückgewonnenen Chitosankörner werden mit einem Lösungsmittel gewaschen, welches Chitosan selbst nicht auflöst, aber das dispergierende Mittel, die azeotrope Verbindung usw. löst, vorzugsweise mit einem Lösungsmittel, das auch Wasser löst, z. B. Ethanol, Aceton usw., falls erforderlich und gewünscht, gefolgt von Waschen mit einem Alkali. Das Waschen mit Alkali wird mit einer wäßrigen Lösung von NaOH, KOH, NH&sub3; oder dergleichen oder einem Gemisch davon mit einem organischen Lösungsmittel durchgeführt. Wenn das Waschen mit Alkali durchgeführt ist, wird ein Schritt der Entfernung des verbleibenden Alkalis z. B. durch Waschen mit Wasser usw. durchgeführt.
Die erhaltenen Chitosankörner können im allgemeinen in einem Gemisch aus Wasser und Ethanol in einem Gelzustand aufbewahrt werden.
Falls es erforderlich und gewünscht ist, können die Chitosankörner auch mit Epichlorhydrin, Glutaraldehyd, organischem Diisocyanat usw. vernetzt werden.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan ergeben sich die folgenden ausgezeichneten Wirkungen.
(i) Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, sich die Mühe zu machen, Chitosan bis zu einem niedrigen Molekulargewicht abzubauen, sondern im Handel erhältliches Chitosan mit einem hohen Molekulargewicht kann so, wie es ist, verwendet werden.
(ii) Gemäß der vorliegenden Erfindung sind komplizierte Arbeitsvorgänge zum Aufrechterhalten der Zusammensetzung der basischen wäßrigen Lösung wie bei der herkömmlichen Verfestigung in basischer wäßriger Lösung nicht erforderlich.
(iii) In der vorliegenden Erfindung kann die Konzentration von Chitosan in der sauren wäßrigen Lösung, die Geschwindigkeit der Zugabe der sauren wäßrigen Chitosanlösung zu dem dispergierenden Medium, die Rührgeschwindigkeit, Behandlungstemperatur, das Maß der Verringerung des Drucks, die Geschwindigkeit der Mischung der azeotropen Verbindung mit Wasser oder dem dispergierenden Medium, das Molekulargewicht von Chitosan, der Desacetylierungsgrad usw. geregelt werden, so daß der Korndurchmesser und Porendurchmesser frei geregelt werden kann.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

In 1 Liter 0,5 Gew.-% wäßriger Essigsäurelösung wurden 5 g Chitosan mit einer inneren Viskosität von 13,5 (dl/g), einem Kolloidäquivalent von 4,9 (meq/g), einem Molekulargewicht von etwa 180.000, einem Korndurchmesser zwischen 9 und 200 mesh mit einem Durchschnitt von 16 bis 24 mesh und einem Desacetylierungsgrad von 82 Mol% gelöst, um eine 0,5 Gew.-%ige saure wäßrige Chitosanlösung herzustellen.
Die wäßrige Lösung, 50 ml, wurde zu 1 Liter Decalin zugegeben, welches in einen 2 Liter-Behälter eingefüllt war. Das Gemisch wurde mit 1.500 U.p.m. 30 Minuten lang mit einem kreuzförmigen Rührblatt gerührt, um sie zu dispergieren.
Unter Beibehaltung des vorstehenden dispergierten Zustands wurde die Dispersion auf einem Wasserbad von 80ºC erhitzt, wodurch etwa 90 Gew.-% Wasser in der verwendeten sauren wäßrigen Chitosanlösung 12 Stunden lang abgedampft und entfernt wurde. Nachdem das Wasser entfernt war, wurde das weiße Produkt erhalten. Das Produkt wurde durch Filtration isoliert. Nach mehrmaligem Waschen mit Ethanol, dann mehrmaligem Waschen mit 0,01 N wäßriger Natriumhydroxidlösung und schließlich mit Wasser wurde das granuläre Produkt erhalten.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,2 mm bestand.

Beispiel 2

Die saure wäßrige Chitosanlösung, 50 ml, welche im Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde in 800 ml Decalin und 200 ml Benzol in einer dem Beispiel 1 ähnlichen Weise gelöst. Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 1 ähnlichen Weise erhalten. Im Lauf der Reaktion wurde Benzol durch Rückfluß von Wasser abgetrennt und zu dem Reaktor zurückgeführt.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,3 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem eine azeotrope Verbindung (Benzol) zu dem System von Beispiel 1 zugegeben wird. Durch Zugabe der azeotropen Verbindung konnte die Reaktionszeit fast auf die Hälfte (5 Stunden) der für Beispiel 1 erforderlichen Zeit verkürzt werden.

Beispiel 3

Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 2 ähnlichen Weise erhalten, außer daß 50 ml der in Beispiel 1 hergestellten sauren wäßrigen Chitosanlösung in einem Gemisch aus 800 ml Decalin und 200 ml Benzol durch Rühren bei 650 U.p.m. unter Verwendung eines kreuzförmigen Rührblatts dispergiert wurden.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,5 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem die Rührgeschwindigkeit langsamer eingestellt wurde als in Beispiel 2. Dadurch konnte ein Gel mit einem größeren Korndurchmesser erhalten werden.

Beispiel 4

Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 2 ähnlichen Weise erhalten, außer daß 50 ml der in Beispiel 1 hergestellten sauren wäßrigen Chitosanlösung in einem Gemisch aus 800 ml Decalin und 200 ml Benzol unter Rühren bei 2.900 U.p.m. unter Verwendung eines kreuzförmigen Rührblatts dispergiert wurden.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,06 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem die Rührgeschwindigkeit schneller als in Beispiel 2 eingestellt wurde. Dadurch konnte ein Gel mit einem kleineren Korndurchmesser erhalten werden.

Beispiel 5

In 200 ml einer 1 Gew.-%igen sauren wäßrigen Lösung wurden 2 g Chitosan mit einer inneren Viskosität von 3,2 (dl/g), einem Kolloidäquivalent von 6,2 (meq/g), einem Molekulargewicht von etwa 53.000, einem mittleren Korndurchmesser von 45 bis 200 mesh und einem Desacetylierungsgrad von 100 Mol% gelöst, um eine 1 Gew.-%ige saure wäßrige Chitosanlösung herzustellen.
Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 2 ähnlichen Weise unter Verwendung von 50 ml der oben beschriebenen wäßrigen Lösung erhalten.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 1,3 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem die Konzentration der dispergierten Chitosanlösung höher eingestellt wurde als in Beispiel 2. Dadurch konnte ein Gel mit einem größeren Korndurchmesser erhalten werden.

Beispiel 6

Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 2 ähnlichen Weise erhalten, außer daß 25 ml der in Beispiel 1 hergestellten sauren wäßrigen Chitosanlösung verwendet wurden.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,1 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem die Menge der dispergierten Chitosanlösung kleiner als in Beispiel 2 eingestellt wurde. Dadurch konnte ein Gel mit einem kleineren Korndurchmesser erhalten werden.

Beispiel 7

Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 2 ähnlichen Weise erhalten, außer daß 80 ml der in Beispiel 1 hergestellten sauren wäßrigen Chitosanlösung verwendet wurden.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,5 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem die Menge der dispergierten Chitosanlösung größer als in Beispiel 2 eingestellt wurde. Dadurch konnte ein Gel mit einem größeren Korndurchmesser erhalten werden.

Beispiel 8

Das granuläre Produkt wurde in einer dem Beispiel 2 ähnlichen Weise erhalten, außer daß 50 ml der in Beispiel 1 hergestellten sauren wäßrigen Chitosanlösung in einem dispergierenden Medium dispergiert wurden, welches durch Zugabe von 10 ml Nonipol 110 (hergestellt von Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.) zu einem Gemisch von 800 ml Decalin und 200 ml Benzol wie in Beispiel 2 erhalten wurde.
Die Betrachtung der erhaltenen Körner mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigt, daß das Produkt aus einheitlichen porösen Körnern mit einem Korndurchmesser von etwa 0,08 mm bestand.
Dieses Beispiel ist ein Fall, in dem zusätzlich ein oberflächenaktives Mittel zu dem System von Beispiel 2 zugegeben wurde. Dadurch konnte ein Gel mit einem kleineren Korndurchmesser erhalten werden.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein effizientes Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan bereitstellen, bei dem es nicht erforderlich ist, irgendeine basische Verfestigungslösung zu verwenden, insbesondere ohne Chitosan bis zu einem niedrigen Molekulargewicht abzubauen.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch ein Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan bereitstellen, in dem der Korndurchmesser und der Porendurchmesser leicht geregelt werden können.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von granulärem porösen Chitosan, welches umfaßt:

einen Schritt des Dispergierens einer sauren wäßrigen Lösung von Chitosan in einem hydrophoben dispergierenden Medium; und

einen Schritt des Abdampfens von Wasser unter Rühren der daraus hervorgehenden Dispersion, wobei die Schritte so geregelt werden, daß der Korndurchmesser des granulären Chitosans geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Chitosan durch Desacetylierung erhalten wird und einen Acetylierungsgrad von 50 bis 100 Mol% hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Chitosan ein Molekulargewicht von 5.000 bis 1.000.000, eine innere Viskosität (30ºC, 0,2 M Essigsäure + 0,1 M Natriumacetat) von 0,25 bis 20 dl/g-Chitosan, ein Kolloidäquivalent von 1,0 bis 6,2 meq/g-Chitosan und einen mittleren Korndurchmesser von 9 bis 300 mesh hat.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die saure wäßrige Lösung von Chitosan eine 0,5 bis 5-fache Menge einer Säure, bezogen auf Chitosan, enthält.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Konzentration des Chitosans in der sauren wäßrigen Lösung von Chitosan 0,1 bis 20 Gew.-% beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das hydrophobe dispergierende Medium gewählt wird aus einer Verbindung mit einem Siedepunkt von nicht niedriger als 100ºC und einer Verbindung, die mit Wasser azeotrop destilliert werden kann.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das hydrophobe dispergierende Medium gewählt wird aus Decahydronaphthalin (Decalin), Toluol, Tetrahydronaphthalin (Tetralin), Xylol, Ethylbenzol, Diethylbenzol, Anisol, Hexanol, Octanol, Dibutylether, Petrolether und Ligroin.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Verhältnis der Dispersion zu der Chitosanlösung in einem Bereich von ungefähr 100 : 1 bis 100 liegt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Dispersion auf 50 bis 100ºC erhitzt wird, um Wasser abzudampfen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin Wasser abgedampft wird durch Verwenden eines dispergierenden Mediums, das mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, und Erhitzen auf eine Temperatur, die niedriger ist als der azeotrope Punkt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin das dispergierende Medium, das mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, von Wasser durch Rückfluß abgetrennt und wiederverwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, worin das dispergierende Medium, das mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, gewählt wird aus Benzol, Cyclohexan, Toluol und Chloroform.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Rühren mit einer Drehzahl von 300 bis 5.000 U.p.m. mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 1 bis 20 m/s durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mindestens 80 Gew.-% Wasser aus der sauren wäßrigen Lösung abgedampft wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein oberflächenaktives Mittel zu der Dispersion zugegeben wird.

16. Verfahren nach Anspruch 6, worin eine organische Verbindung, die mit Wasser azeotrop destilliert werden kann, gewählt wird aus Benzol, Methanol, Ethanol, Aceton, Cyclohexan, Toluol, Chloroform, 2-Pentanon oder 3-Pentanon.