KR20130132083A - Method for manufacturing hydroxypropyl chitosan and compositions for film using the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a method for producing hydroxypropyl chitosan and a composition for a film produced by using the same. The method for producing hydroxypropyl chitosan comprisies: a synthesis step of putting alkali chitosan and propylene oxide into a hexane solvent to make alkali chitosan and propylene oxide react to synthesize hydroxypropyl chitosan; a refining step of dissolving the synthesized hydroxypropyl chitosan in an acid solutioin; and a drying step of collecting precipitate by filtering after the refining sep and drying the precipitate. Therfore hydroxypropyl chitosan with enhanced filming function produced by the method is produced. [Reference numerals] (S1) Synthesis step of putting alkali chitosan and propylene oxide into hexane solvent and making alkali chitosan react with propylene oxide to synthesize hydroxypropyl chitosan;(S2) Refining step of dissolving synthesized hydroxypropyl chitosan in acid solution and dropping dissolved mixture into cyclohexane or hexane;(S3) Drying step of collecting precipitate by filtering after the refining step, and drying the precipitate

Description

히드록시프로필키토산의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 필름용 조성물 {Method for manufacturing Hydroxypropyl chitosan and Compositions for Film using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a process for preparing hydroxypropyl chitosan and a composition for film using the same,

본 발명은 히드록시프로필키토산의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 필름용 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 필름형성능이 향상된 히드록시프로필키토산의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 필름용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing hydroxypropyl chitosan and a film composition using the same, and more particularly, to a process for producing hydroxypropyl chitosan having improved film-forming ability and a film composition prepared therefrom.

키토산(폴리-1,4-β-D-글루코사민)은 염기성 조건에서 키틴을 탈아세틸화시켜 얻는 비독성 (Journal of Biomedical Material Research 59, 2002, 585) 및 생물 분해 가능한(Biomaterials 20, 1999, 175) 다당류이다.Chitosan (poly-1,4- [beta] -D-glucosamine) is non-toxic, obtained by deacetylation of chitin under basic conditions (Journal of Biomedical Material Research 59, 2002, 585) and biodegradable (Biomaterials 20, ) Polysaccharide.

자연에서 셀룰로오스 다음으로 풍부하게 존재하는 갑각류 껍질로부터 얻을 수 있는 키틴과 이를 탈아세틸화시켜 얻어지는 키토산 사슬은 카이랄성을 지니고 있으며 셀룰로오스에 비해 강직한 것으로 보고되어 있다.Chitin, which can be obtained from natural shellfish crust next to cellulose, and chitosan chains obtained by deacetylating it are reported to be chiral and more rigid than cellulose.

또한, 셀룰로오스와 달리 피라노오스 환의 C-2위치에 키틴 그리고 키토산은 각각 NHCOH3 그리고 NH2기를 지니고 있다.Unlike cellulose, chitin at the C-2 position of pyranose ring and chitosan have NHCOH 3 and NH 2 groups, respectively.

셀룰로오스 유도체 중 히드록시프로필 셀룰로오스(Hydroxypropyl cellulose, HPC)는 값이 저렴할 뿐만 아니라 다음과 같은 특성들을 지니고 있다. 1) UV광에 안전하다. 2) 필름형성능이 양호하며 화학적 개질이 용이하다. 3) 생분해성을 지닌다. 4) HPC와 이의 유도체들의 대부분은 유방성 및 열방성 액정상을 형성한다. 따라서, HPC를 다양한 용도의 소재로서 활용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다.Among the cellulose derivatives, hydroxypropyl cellulose (HPC) is not only cheap, but also has the following characteristics. 1) It is safe for UV light. 2) Good film forming ability and easy chemical modification. 3) It has biodegradability. 4) Most of the HPC and its derivatives form a mammary and thermotropic liquid crystal phase. Therefore, researches for utilizing HPC as a material for various uses are being actively carried out.

HPC와 같이 키토산에 히드록시프로필기를 도입시켜 얻은 히드록시프로필키토산(HPCTO)은 HPC가 지니고 있는 제 특성을 나타낼 뿐만 아니라 새로운 특성을 지닌 액정물질 및 액정질서를 지닌 가교겔의 제조가 가능할 것으로 기대되고 있다.Hydroxypropyl chitosan (HPCTO) obtained by introducing a hydroxypropyl group into chitosan like HPC is expected to be capable of producing a crosslinked gel having a liquid crystal substance and a liquid crystalline order having new characteristics as well as exhibiting properties possessed by HPC have.

다만, 종래에 보고된 선행기술(마영대 외, Polymer(Korea) Vol. 24, No. 3, pp 418-430(2000))에서 제조된 HPCTO는 이온 가교로 인하여 색변과 함께 필름 형성능이 낮아 광학필름으로 적용하는데 무리가 있다.However, the HPCTO produced in the prior art reported in the prior art (Polymer (Korea) Vol. 24, No. 3, pp 418-430 (2000)) has low film forming ability due to ion bridging, .

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 필름 형성능이 향상된 히드록시프로필키토산의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention provides a process for producing hydroxypropyl chitosan having improved film forming ability.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 필름 형성능이 향상된 히드록시프로필키토산을 포함하는 필름용 조성물을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a composition for a film comprising hydroxypropyl chitosan having improved film forming ability.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 히드록시프로필키토산의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a process for preparing hydroxypropyl chitosan.

히드록시프로필키토산의 제조방법은 알칼리키토산과 프로필렌옥사이드를 헥세인 용매에 넣고 반응시켜 히드록시프로필키토산을 합성하는 합성 단계, 상기 합성한 히드록시프로필키토산을 산성용액에 용해한 후, 사이클로헥세인 또는 헥세인에 적가하는 정제 단계 및 상기 정제 후 여과를 이용하여 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 건조시키는 건조 단계를 포함한다.The production method of hydroxypropylchitosch acid is a process comprising the steps of synthesizing hydroxypropylchitosan by adding alkali chitosan and propylene oxide into a hexane solvent and dissolving the hydroxypropylchitosan synthesized in the acidic solution and then adding cyclohexane or hex And a drying step of recovering the precipitate using the filtration after the purification and drying the precipitate.

상기 히드록시프로필키토산을 합성하는 단계는 상기 반응 후 물을 이용하여 미반응 물질을 제거하는 단계 및 상기 제거 후 여과에 의해 회수한 생성물을 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of synthesizing the hydroxypropyl chitosan may further include removing unreacted materials using water after the reaction, and drying the recovered product by filtration.

상기 산성용액은 포름산, 아세트산 또는 붕산을 포함할 수 있다.The acidic solution may include formic acid, acetic acid or boric acid.

상기 알칼리키토산은 키토산, 폴리올 및 물을 포함하는 용액에 금속수산화물 분말을 첨가하여 반응시켜 제조된 것을 특징으로 한다.The alkali chitosan is characterized in that it is prepared by adding a metal hydroxide powder to a solution containing chitosan, polyol and water and reacting.

상기 정제 단계는 복수회 반복 수행되는 것을 특징으로 한다.The purification step is characterized in that it is repeated a plurality of times.

상기 정제 단계는 금속 이온의 농도가 0.5wt% 미만이 되도록 반복 수행되는 것을 특징으로 한다.The purification step is repeatedly performed so that the concentration of the metal ion is less than 0.5 wt%.

상기 히드록시프로필키토산은 상온에서 졸(sol) 상태인 것을 특징으로 한다.The hydroxypropyl chitosan is in a sol state at room temperature.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 필름용 조성물을 제공한다. 필름용 조성물은 상술한 히드록시프로필키토산의 제조방법에 의해 제조된 히드록시프로필키토산을 함유하고, 상기 히드록시프로필키토산은 0.5wt% 미만의 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention provides a composition for a film. The composition for a film contains hydroxypropylchitosanic acid produced by the above-mentioned process for producing hydroxypropylchitosan, and the hydroxypropylchitosan contains less than 0.5 wt% metal ion.

상기 히드록시프로필키토산은 상온에서 졸(sol) 상태인 것을 특징으로 한다.The hydroxypropyl chitosan is in a sol state at room temperature.

상기 히드록시프로필키토산의 치환도(DS)는 2.47 내지 2.52이고, 몰치환도(MS)는 4.9 내지 7.8인 것을 특징으로 한다.The degree of substitution (DS) of the hydroxypropyl chitosan is 2.47 to 2.52, and the degree of substitution (MS) is 4.9 to 7.8.

본 발명에 따르면, 필름 형성능이 향상된 히드록시프로필키토산을 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to produce hydroxypropylchitosan having improved film-forming ability.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히드록시프로필키토산의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 비교예 1 및 제조예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 전이온도 값들을 측정한 그래프이다.
1 is a flowchart illustrating a method for producing hydroxypropyl chitosan according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the transition temperature values of hydroxypropyl chitosan prepared in Comparative Example 1 and Production Example 1. FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms and includes all equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms used in the specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may, in accordance with the principle of properly defining the concept of terms to describe his invention, It should be interpreted in terms of meaning and concept consistent with technical thought.

본 발명에서 사용하는 용어 "상온"은 15℃ 내지 25℃를 의미한다.As used herein, the term "ambient temperature" means 15 deg. C to 25 deg.

또한, 본 발명에서 사용하는 용어 "치환도(degree of substitution, DS)"는 글루코사민(glucosamine) 단위당에 존재하는 2개의 OH와 1개의 NH 기들 중 치환된 평균 OH와 NH의 수를 의미한다.As used herein, the term " degree of substitution (DS) "means the number of substituted OH and NH among two OH and one NH groups present per glucosamine unit.

또한, 본 발명에서 사용하는 용어 "몰치환도(molar substitution, MS)"는 글루코사민(glucosamine) 단위당에 도입된 평균 프로필렌옥사이드의 몰수를 의미한다.
As used herein, the term " molar substitution (MS) "means the number of moles of the average propylene oxide introduced per glucosamine unit.

실시예Example 1 One

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히드록시프로필키토산의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method for producing hydroxypropyl chitosan according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 히드록시프로필키토산은 알칼리키토산과 프로필렌옥사이드를 헥세인 용매에 넣고 반응시켜 히드록시프로필키토산을 합성하는 합성 단계(S1), 상기 합성한 히드록시프로필키토산을 산성용액에 용해시키고 사이클로헥세인 또는 헥세인에 적가하는 정제 단계(S2) 및 상기 정제 후 여과를 이용하여 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 건조시키는 건조 단계(S3)를 포함한다.1, hydroxypropyl chitosan is synthesized (S1) by synthesizing hydroxypropyl chitosan by reacting alkali chitosan and propylene oxide in a hexane solvent, dissolving the synthesized hydroxypropyl chitosan in an acidic solution A step (S2) of adding dropwise to cyclohexane or hexane, and a drying step (S3) of recovering the precipitate using the filtration after the purification and drying the precipitate.

히드록시프로필키토산을 합성하는 합성 단계(S1)는 알칼리키토산과 프로필렌옥사이드를 헥세인 용매에 넣고 반응시켜 수행한다.Synthesis step (S1) of synthesizing hydroxypropylchitosan is carried out by reacting alkaline chitosan and propylene oxide in hexane solvent.

상기 알칼리키토산은 키토산, 폴리올 및 물을 포함하는 용액에 금속수산화물 분말을 첨가하고 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 폴리올은 t-부탄올 또는 에틸렌글리콜일 수 있다. 상기 금속수산화물은 NaOH, KOH 또는 MgOH일 수 있다.The alkali chitosan can be prepared by adding a metal hydroxide powder to a solution containing chitosan, polyol and water and reacting. The polyol may be t-butanol or ethylene glycol. The metal hydroxide may be NaOH, KOH or MgOH.

또한, 히드록시프로필키토산을 합성하는 단계(S1)는, 상기 반응 후 물을 이용하여 미반응 물질을 제거하는 단계 및 상기 제거 후 여과에 의해 회수한 생성물을 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step (S1) of synthesizing hydroxypropylchitosan may further include a step of removing unreacted materials using water after the reaction, and a step of drying the recovered product by filtration after the removal.

히드록시프로필키토산과 프로필렌옥사이드의 반응 후에, 미반응된 물질, 예컨대 미반응된 키토산을 제거하기 위하여 물을 이용할 수 있다.After the reaction of hydroxypropylchitosan and propylene oxide, water may be used to remove unreacted material, such as unreacted chitosan.

예를 들어, 히드록시프로필키토산과 프로필렌옥사이드의 반응 후에 여과에 의해 생성물을 회수한다. 상기 회수한 생성물을 1) 뜨거운 물에 침전, 2) 기울여 따르기 및 3) 상온의 물에 용해의 과정을 복수회 반복하여 미반응된 물질을 제거할 수 있다.For example, the product is recovered by filtration after reaction of hydroxypropylchitosanic acid with propylene oxide. The recovered product can be removed by 1) precipitating in hot water, 2) tilting and then 3) dissolving in water at room temperature a plurality of times to remove unreacted materials.

다만, 상기 합성 단계(S1)에서 제조된 히드록시프로필키토산에 금속 이온, 예컨대 Na 이온이 일부 함유될 수 있는데, 물을 이용한 미반응 물질을 제거하는 단계를 통하여는 상기 금속 이온이 제거되지 않는다. 금속 이온이 제거되지 않은 히드록시프로필키토산은 상기 금속 이온에 의한 가교에 의해 필름 형성능이 낮아진다.However, the hydroxypropyl chitosan produced in the synthesis step (S1) may contain a part of metal ions such as Na ions. In the step of removing unreacted materials using water, the metal ions are not removed. Hydroxypropyl chitosan in which the metal ion is not removed has a film-forming ability lowered by crosslinking by the metal ion.

따라서, 상기 금속 이온을 제거하기 위하여, 정제 단계(S2)를 필요로 한다. 상기 정제 단계(S2)는 상기 합성한 히드록시프로필키토산을 산성용액에 용해시키고 사이클로헥세인 또는 헥세인에 적가하여 수행한다.Therefore, in order to remove the metal ions, a purification step (S2) is required. The purification step (S2) is carried out by dissolving the synthesized hydroxypropyl chitosan in an acidic solution and adding dropwise to cyclohexane or hexane.

상기 산성용액은 포름산(fomic acid), 아세트산(acetic acid) 또는 붕산(boric acid)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 산성용액은 포름산을 포함할 수 있다.The acidic solution may include fomic acid, acetic acid or boric acid. Preferably, the acidic solution may comprise formic acid.

상기 정제 단계(S2)를 복수회 반복 수행할 수 있다. 또한, 상기 정제 단계(S2)를 금속 이온의 농도가 0.5wt% 미만이 되도록 반복 수행할 수 있다. 만일, 상기 금속 이온의 농도가 0.5wt% 이상인 경우 필름 형성능이 낮아 필름이 형성되는 것이 곤란하다.The purification step (S2) may be repeated a plurality of times. Further, the purification step (S2) can be repeatedly performed so that the concentration of metal ions is less than 0.5 wt%. If the concentration of the metal ion is 0.5 wt% or more, it is difficult to form a film because the film forming ability is low.

상기 금속 이온의 농도는 히드록시프로필키토산 및 금속 이온의 총 중량에 대한 금속 이온의 중량 퍼센트를 의미한다.The concentration of the metal ion means the weight percentage of the metal ion with respect to the total weight of the hydroxypropyl chitosan and the metal ion.

상기 건조 단계(S3)는 상기 정제 단계(S2) 이후 여과를 이용하여 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 건조시킨다.In the drying step (S3), after the purification step (S2), filtrate is used to recover the precipitate, and the precipitate is dried.

예를 들어, 상기 정제 단계 이후 회수한 침전물을 감압 건조시킬 수 있다.For example, the precipitate recovered after the purification step may be dried under reduced pressure.

상기 건조된 최종 생성물은 상온에서 졸(sol) 상태일 수 있다. 이는 상기 정제 단계(S2) 및 건조 단계(S3)를 통하여 히드록시프로필키토산에 잔류하는 금속이온 및 물의 함량을 줄임으로써 가교역할을 하는 물질을 제거하여 유리전이온도(Tg)가 상온보다 낮아질 수 있기 때문이다.
The dried final product may be in a sol state at room temperature. This is because the content of the metal ion and water remaining in the hydroxypropyl chitosan is reduced through the purification step (S2) and the drying step (S3) to remove the crosslinking substance and the glass transition temperature (T g ) It is because.

실시예Example 2 2

본 발명의 일 실시예에 따른 필름 조성물에 대하여 설명한다.The film composition according to one embodiment of the present invention will be described.

상기 필름 조성물은 상술한 제조방법에 의해 제조된 히드록시프로필키토산을 함유하고, 상기 히드록시프로필키토산은 0.5 wt% 미만의 금속 이온을 포함한다.The film composition contains the hydroxypropyl chitosan produced by the above-described preparation method, and the hydroxypropyl chitosan contains less than 0.5 wt% of the metal ion.

상기 금속 이온은 Na 이온, K 이온 또는 Mg 이온일 수 있다.The metal ion may be Na ion, K ion or Mg ion.

히드록시프로필키토산에 포함된 금속 이온의 함량이 0.5wt% 미만일 경우 필름 형성이 가능하다. 이 때, 금속 이온의 함량이 줄어들수록, 금속 이온의 가교화에 의한 효과가 줄어들기 때문에 히드록시프로필키토산들의 유리전이온도(Tg)는 낮아질 수 있다.When the content of the metal ion contained in the hydroxypropylchitosan is less than 0.5 wt%, film formation is possible. At this time, as the content of the metal ion decreases, the glass transition temperature (Tg) of the hydroxypropyl chitosan can be lowered because the effect of the crosslinking of the metal ion is reduced.

또한, 히드록시프로필키토산들의 콜레스테릭 상에서 액체 상으로의 전이온도와 유리전이온도는 몰치환도(MS)가 증가함에 따라 낮아진다. 이는 몰치환도의 증가에 의한 곁사슬기의 충진밀도의 감소에 기인한 주사슬의 가소화에 의하여 발생된 것으로 판단된다.In addition, the transition temperature and glass transition temperature of cholesteric to liquid phase of hydroxypropyl chitosan are lowered as the molar substitution degree (MS) is increased. It is considered that this is caused by the plasticization of the main chain due to the decrease of the packing density of the side chain group by the increase of the molar substitution degree.

상기 히드록시프로필키토산의 치환도(DS)는 2.47 내지 2.52이고, 몰치환도는 4.9 내지 7.8인 것일 수 있다.The degree of substitution (DS) of the hydroxypropyl chitosan may be 2.47 to 2.52, and the degree of molar substitution may be 4.9 to 7.8.

상기 히드록시프로필키토산은 0.5wt% 미만의 금속 이온을 포함하기 때문에, 몰치환도가 4.9 이상인 경우, 유리전이온도가 상온보다 낮아져서, 히드록시프로필키토산은 상온에서 졸(sol) 상태가 될 수 있다. 이 경우, 상온에서 고체 상태인 경우보다 필름 형성이 더 용이한 이점을 갖게 된다.Since the hydroxypropyl chitosan contains less than 0.5 wt% of metal ions, when the molar substitution degree is 4.9 or more, the glass transition temperature becomes lower than the room temperature, so that the hydroxypropyl chitosan can be in a sol state at room temperature . In this case, film formation is easier than solid state at room temperature.

또한, 몰치환도가 4.9 내지 7.8인 HPCTO들은 쌍방성콜레스테릭 상들을 형성한다. 예를 들어, 몰치환도가 4.9인 HPCTO들은 각각 광학피치(λm)가 약 728nm 내지 1090nm 범위의 파장영역에 존재하는 쌍방성콜레스테릭 상들을 형성한다. 또 다른 예로, 몰치환도가 5.4 내지 7.8인 HPCTO들은 광학피치가 약 795nm 내지 2400nm 범위의 파장영역에 존재하는 쌍방성콜레스테릭 상들을 형성한다. 즉, 광범위한 광학피치를 지닌 열방성 콜레스테릭 상을 형성할 수 있다. 한편, 몰치환도가 4.9 초과 5.4 미만일 경우 광학피치는 감소하나 키토산을 등방성을 띄는 온도에서 냉각시킬 경우 상온에서 고체상을 형성한다.In addition, HPCTOs having a molar substitution degree of 4.9 to 7.8 form bicyclic cholesteric phases. For example, HPCTOs with a molar substitution degree of 4.9 form biaxial cholesteric phases, each having an optical pitch ([lambda] m ) in the wavelength range from about 728 nm to 1090 nm. As another example, HPCTOs having a molar substitution degree of 5.4 to 7.8 form bifunctional cholesteric phases in which the optical pitch is in a wavelength range from about 795 nm to 2400 nm. That is, it is possible to form a thermotropic cholesteric phase having a wide optical pitch. On the other hand, when the molar substitution degree is more than 4.9 but less than 5.4, the optical pitch is decreased, but when the chitosan is cooled at a temperature which is isotropic, a solid phase is formed at room temperature.

따라서, 상술한 제조방법에 의해 제조된 히드록시프로필키토산은 몰치환도가 4.9 내지 7.8일 경우 상온에서 필름으로 형성하기 용이하여 배향막 필름 및 위상차 보상기능을 가지는 PVA 보호필름(다기능광학필름)으로 적용이 가능하다.Accordingly, the hydroxypropylchitosanic acid produced by the above-mentioned production method is easily formed into a film at room temperature when the molar substitution degree is 4.9 to 7.8, and is applied to a PVA protective film (multifunctional optical film) having an orientation film and a retardation compensation function This is possible.

한편, 상기 몰치환도가 4.9 미만인 경우에도 폴리아크릴산(polyacrylic acid)과 혼합하여 광시야각 보호필름, 고경도 광기능성필름 등으로 적용할 수 있다.
On the other hand, even when the molar substitution degree is less than 4.9, it can be mixed with polyacrylic acid to be used as a wide view angle protective film and a high hardness optical functional film.

제조예Manufacturing example 1 One

키토산, t-부탄올(TB) 및 물의 중량비가 1:10:1.4인 용액에 NaOH 분말을 첨가하고 상온에서 1시간 동안 교반시켜 알칼리키토산을 제조하였다.NaOH powder was added to a solution of chitosan, t-butanol (TB) and water in a weight ratio of 1: 10: 1.4, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to prepare alkali chitosan.

상기 제조된 알칼리키토산과 프로필렌옥사이드(PO)를 헥세인 용매에 분산시켜 가압하(30 bar) 70℃에서 16시간 동안 교반시켰다. 알칼리키토산과 헥세인의 중량비는 1:9.5로 하였다.The prepared alkali chitosan and propylene oxide (PO) were dispersed in a hexane solvent and stirred at 70 ° C under pressure (30 bar) for 16 hours. The weight ratio of alkali chitosan and hexane was 1: 9.5.

반응이 종료된 후 여과에 의해 회수한 생성물을 다량의 중탕의 물에 서서히 주입시켰다. 이 용액에 H3PO4 수용액(85wt%)을 첨가하여 pH가 7이 되도록 한 후 용액을 뜨거운 물(85 ℃ 내지 95 ℃)에 방치시켰다.After completion of the reaction, the product recovered by filtration was gradually introduced into a large amount of hot water. To the solution H 3 PO 4 An aqueous solution (85 wt%) was added to bring the pH to 7, and then the solution was allowed to stand in hot water (85 DEG C to 95 DEG C).

대부분의 물을 기울여 따르기에 의해 제거하여 얻은 생성물을 다량의 상온의 물에 용해시켰다.Most of the water was removed by tilting and the product obtained was dissolved in a large amount of water at room temperature.

여과에 의해 회수한 수용액을 1) 뜨거운 물에 침전, 2) 기울여 따르기, 3) 상온의 물에 용해, 및 4) 여과의 과정을 10회 반복처리하고, 수득한 생성물을 건조하였다.The aqueous solution recovered by filtration was subjected to 10 repetitions of 1) precipitation in hot water, 2) tilting, 3) dissolution in water at room temperature, and 4) filtration, and the obtained product was dried.

그 다음에, 물로 10회 처리하여 건조시킨 시료를 포름산에 용해시켜 얻은 용액을 다량의 사이클로헥세인에 서서히 적가시켜 정제하였다. 용액을 약 3시간 동안 교반 시킨 후 여과에 의해 침전물을 회수하였다. 상기 포름산과 사이클로헥세인을 이용한 정제 과정을 6회 반복 수행하였다.Then, a solution obtained by dissolving a sample treated with water 10 times and dried in formic acid was slowly added dropwise to a large amount of cyclohexane to purify the solution. The solution was stirred for about 3 hours and the precipitate was recovered by filtration. The purification procedure using formic acid and cyclohexane was repeated 6 times.

상기 정제 과정을 반복 수행 후, 여과에 의해 회수한 침전물을 감압하 130℃에서 48시간 건조시켜 치환도가 2.47이고, 몰치환도가 4.9인 히드록시프로필키토산을 제조하였다.
After the above purification process was repeated, the precipitate collected by filtration was dried under reduced pressure at 130 캜 for 48 hours to prepare hydroxypropyl chitosan having a degree of substitution of 2.47 and a degree of substitution of 4.9.

비교예Comparative Example 1 One

상기 제조예 1과 동일하게 수행하되, 포름산과 사이클로헥세인을 이용한 정제 단계를 생략하였다.
The procedure of Preparation Example 1 was repeated, but the purification step using formic acid and cyclohexane was omitted.

실험예Experimental Example 1 One

비교예 1 및 제조예 1에 의해 제조된 시료들의 색 및 Na 이온의 함량을 분석하였다.The color and Na ion content of the samples prepared in Comparative Example 1 and Production Example 1 were analyzed.

그 결과, 비교에 1에 의해 제조된 시료들은 옅은 갈색을 나타내고, 약 3 wt%의 Na 이온을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 나아가, 비교예 1에 의해 제조된 시료들에 물을 이용한 제거 공정을 더욱 반복 처리하여도 시료들의 색과 Na 이온의 함량은 변화하지 않았다. 또한, 수용액 상태의 시료를 다량의 석유에테르에 주입시켜도 생성물은 잘 침전되지 않았다.As a result, the samples prepared by the comparison 1 showed a light brown color and contained about 3 wt% of Na ions. Furthermore, the color of the samples and the Na ion content did not change even after the water-based removal process was repeated for the samples prepared in Comparative Example 1. In addition, even if a sample in aqueous solution was injected into a large amount of petroleum ether, the product did not precipitate well.

반면에 제조예 1에 의해 제조된 시료들은 갈색을 나타내지 않을 뿐만 아니라 Na 이온을 거의 포함하지 않는 것으로 나타났다.
On the other hand, the samples prepared by Preparation Example 1 showed not only brownish but almost no Na ions.

실험예Experimental Example 2 2

상기 제조예 1의 제조방법에서 포름산과 사이클로헥세인을 이용한 정제단계의 반복 처리 횟수에 따른 Na 이온의 함량을 측정하였다.In the production method of Preparation Example 1, the content of Na ions was measured according to the number of times of repetition of the purification step using formic acid and cyclohexane.

Na 이온의 함량은 ICP-OES(Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometers)를 이용하여 측정하였다.The content of Na ions was measured by ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometers).

하기 표 1은 사이클로헥세인 반복 처리에 따른 Na 이온 농도를 나타낸 표이다. 표 1을 참조하면, 사이클로헥세인의 반복 처리 횟수를 늘림에 따라 Na 이온 농도가 계속 감소됨을 알 수 있다. 또한, 사이클로헥세인의 반복 처리 횟수를 6회 이상 수행하였을 때, Na 이온 농도가 0.5wt% 미만으로 감소되었다.Table 1 below is a table showing the Na ion concentration according to cyclohexane repeated treatment. Referring to Table 1, it can be seen that the Na ion concentration continuously decreases as the number of cycles of cyclohexane is increased. Also, when the number of iterations of cyclohexane was 6 times or more, the Na ion concentration was reduced to less than 0.5 wt%.

사이클로헥세인 반복처리횟수Number of iterations of cyclohexane Na 이온 농도(wt%)Na ion concentration (wt%) 1One 3.83.8 22 3.13.1 33 2.52.5 44 1.71.7 55 1.11.1 66 ~0.3(오차범위내)~ 0.3 (within the error range) 77 ~0.1(오차범위내)~ 0.1 (within tolerance)

ICP-OES 측정결과
ICP-OES measurement result

실험예Experimental Example 3 3

비교예 1 및 제조예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 전이온도 값들을 비교하였다.The transition temperature values of the hydroxypropyl chitosan prepared in Comparative Example 1 and Production Example 1 were compared.

도 2는 비교예 1 및 제조예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 전이온도 값들을 측정한 그래프이다.2 is a graph showing the transition temperature values of hydroxypropyl chitosan prepared in Comparative Example 1 and Production Example 1. FIG.

도 2를 참조하면, 비교예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 유리전이온도(Tg)는 47℃, 콜레스테릭에서 고체로의 상전이온도(Cholesteric-to-solid phase transition temperature, Ts)는 89℃, 등방성에서 콜레스테릭으로의 상전이온도(Isotropic-to-cholesteric phase transition temperature, Ti)는 182℃ 이다.2, the glass transition temperature (T g ) of the hydroxypropyl chitosan prepared in Comparative Example 1 was 47 ° C., the cholesteric-to-solid phase transition temperature (T s) ) Is 89 ° C, and the isotropic-to-cholesteric phase transition temperature (T i ) is 182 ° C.

제조예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 Tg는 23℃, Ts는 57℃, Ti는 153℃이다.The hydroxypropyl chitosan produced by Preparation Example 1 had a T g of 23 ° C, a T s of 57 ° C and a T i of 153 ° C.

따라서, 정제 단계를 통하여 금속이온을 제거한 제조예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 Tg는 정제 단계를 생략한 비교예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 Tg에 비해 약 25℃가 낮은 것으로 나타났다. 또한, 제조예 1에 의해 제조된 히드록시프로필키토산의 Ts, Ti의 온도 역시 비교예 1에 비하여 낮은 것으로 나타났다.Therefore, the T g of the hydroxypropyl chitosan prepared by Preparation Example 1 in which the metal ion was removed through the purification step was about 25 캜 higher than the T g of the hydroxypropyl chitosan prepared by the Comparative Example 1 in which the purification step was omitted Respectively. Also, the temperatures of T s and T i of hydroxypropyl chitosan prepared in Preparation Example 1 were lower than those of Comparative Example 1.

따라서, 정제단계를 통하여 히드록시프로필키토산에 잔류하는 금속이온을 제거함으로써, 상기 전이온도 값들이 낮아지고, 필름 형성능이 좋아짐을 알 수 있다.
Thus, by removing the metal ions remaining in the hydroxypropyl chitosan through the purification step, the transition temperature values are lowered and the film forming ability is improved.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, This is possible.

Claims (10)

알칼리키토산과 프로필렌옥사이드를 헥세인 용매에 넣고 반응시켜 히드록시프로필키토산을 합성하는 합성 단계;
상기 합성한 히드록시프로필키토산을 산성용액에 용해한 후, 사이클로헥세인 또는 헥세인에 적가하는 정제 단계; 및
상기 정제 후 여과를 이용하여 침전물을 회수하고, 상기 침전물을 건조시키는 건조 단계를 포함하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
A synthesis step of synthesizing hydroxypropyl chitosan by reacting alkali chitosan and propylene oxide in a hexane solvent;
A step of dissolving the synthesized hydroxypropyl chitosan in an acidic solution, followed by dropwise addition to cyclohexane or hexane; And
And recovering the precipitate using the filtration after the purification, and drying the precipitate.
제1항에 있어서,
상기 히드록시프로필키토산을 합성하는 단계는,
상기 반응 후 물을 이용하여 미반응 물질을 제거하는 단계 및 상기 제거 후 여과에 의해 회수한 생성물을 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
The method of claim 1,
The step of synthesizing the hydroxypropyl chitosan comprises:
Further comprising the step of removing unreacted materials using water after the reaction, and drying the recovered product by filtration after the removal.
제1항에 있어서,
상기 산성용액은 포름산, 아세트산 또는 붕산을 포함하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
The method of claim 1,
Wherein the acidic solution comprises formic acid, acetic acid or boric acid.
제1항에 있어서,
상기 알칼리키토산은 키토산, 폴리올 및 물을 포함하는 용액에 금속수산화물 분말을 첨가하여 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
The method of claim 1,
Wherein the alkali chitosan is prepared by adding a metal hydroxide powder to a solution containing chitosan, polyol and water and reacting the solution.
제4항에 있어서,
상기 정제 단계를 복수회 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the purification step is repeated a plurality of times.
제5항에 있어서,
상기 정제 단계를 금속 이온의 농도가 0.5wt% 미만이 되도록 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the purification step is repeatedly performed so that the metal ion concentration is less than 0.5 wt%.
제6항에 있어서,
상기 히드록시프로필키토산은 상온에서 졸(sol) 상태인 것을 특징으로 하는 히드록시프로필키토산의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the hydroxypropyl chitosan is in a sol state at room temperature.
제1항에 의해 제조된 히드록시프로필키토산을 함유하고,
상기 히드록시프로필키토산은 0.5wt% 미만의 금속 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름용 조성물.
A pharmaceutical composition containing the hydroxypropyl chitosan produced by the method of claim 1,
Wherein the hydroxypropyl chitosan comprises less than 0.5 wt% metal ion.
제8항에 있어서,
상기 히드록시프로필키토산은 상온에서 졸(sol) 상태인 것을 특징으로 하는 필름용 조성물.
9. The method of claim 8,
Wherein the hydroxypropyl chitosan is in a sol state at room temperature.
제8항에 있어서,
상기 히드록시프로필키토산의 치환도(DS)는 2.47 내지 2.52이고, 몰치환도(MS)는 4.9 내지 7.8인 것을 특징으로 하는 필름용 조성물.
9. The method of claim 8,
Wherein the degree of substitution (DS) of the hydroxypropyl chitosan is from 2.47 to 2.52 and the molar substitution degree (MS) is from 4.9 to 7.8.
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