RU2703437C1 - Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных - Google Patents

Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных Download PDF

Info

Publication number
RU2703437C1
RU2703437C1 RU2018131225A RU2018131225A RU2703437C1 RU 2703437 C1 RU2703437 C1 RU 2703437C1 RU 2018131225 A RU2018131225 A RU 2018131225A RU 2018131225 A RU2018131225 A RU 2018131225A RU 2703437 C1 RU2703437 C1 RU 2703437C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chitosan
molecular weight
acid
iii
sodium
Prior art date
Application number
RU2018131225A
Other languages
English (en)
Inventor
Кристина Викторовна Апрятина
Михаил Константинович Горшенин
Лариса Александровна Смирнова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority to RU2018131225A priority Critical patent/RU2703437C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2703437C1 publication Critical patent/RU2703437C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химии биополимеров. Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана предусматривает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоты. В полученный раствор вводят гексанитрокобальтат(III) натрия, проводят реакцию в диапазоне температур 50-80°С в течение 2 часов, при следующем соотношении компонентов, мас. %: хитозан - 0,3-10, кислота - 0,1-6, гексанитрокобальтат(III) натрия - 0,004-2, вода - до 100%. Способ получения производных низкомолекулярного олигомерного хитозана предусматривает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоты, затем осуществляют смешивание полученного раствора с синтетическим мономером. В качестве мономера используют или 2-гидроксиэтилметакрилат, или N-винилпирролидон, или 2-гидроксипропилметакрилат, или лактид, или гликолид, или акриламид, или арилонитрил. В полученный раствор вводят гексанитрокобальтат(III) натрия. Проводят реакцию при температуре 50-80°С в течение 2-3 часов. При этом используют следующие соотношения компонентов, мас. %: хитозан - 0,3-10, кислота - 0,1-6, синтетический мономер - 0,2-5, гексанитрокобальтат(III) натрия - 0,004-2, вода - до 100. Изобретение позволяет упростить процесс синтеза и сократить его продолжительности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 19 пр.

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к области химии биополимеров, а именно к способу получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его низкомолекулярных производных. Полученные продукты могут найти применение в химической, текстильной, бумажной и пищевой промышленности, а также в медицине и биофармации как основа для создания кровоостанавливающих и ранозаживляющих материалов для внутреннего применения.
Для применения хитозана и его производных в медицине и ветеринарии зачастую требуется обеспечить их растворимость при нейтральных значениях рН, этому способствует снижение молекулярной массы хитозана. Деполимеризация хитозана чаще проводится ферментативным или химическим способом.
Деполимеризация хитозана под действием ферментов происходит за счет расщепления О-гликозидных связей между соседними звеньями, что позволяет сохранить основную структуру полимера. В большинстве случаев используются ферментные комплексы с хитинолитической активностью микробиологического происхождения. Наряду с этим, эффективными ферментами деполимеризации хитозана являются гидролазы, не обладающие специфической активностью в отношении хитозана, такие как целлюлазы, амилазы, пектиназы. При ферментативном гидролизе олигомеры характеризуются высокой полидисперсностью по фракциям, кроме того, необходимо использование сложных систем очистки продуктов гидролиза от присутствия белковых примесей и компонентов питательной среды, что существенно удорожает стоимость конечного продукта. Использование высокоочищенных ферментов является дорогостоящим, поэтому - экономически невыгодным.
Известен способ получения низкомолекулярного хитозана, по которому хитозан получают методом химической деполимеризации, включающий гидролиз хитозана 2,5-12,5% разбавленной азотной кислотой при температуре 70°C с последующим разделением гидролизата на две фракции - осадок низкомолекулярного хитозана и маточный раствор. Из маточного раствора при добавлении изопропилового спирта и охлаждении осаждают олигомеры хитозана. Оба продукта промывают изопропиловым спиртом и лиофильно высушивают на воздухе. Продукт хорошо растворяется в воде.
Основными недостатком этого способа является проведение процесса при повышенной температуре, большая длительность и трудоемкость процесса.
Уменьшить вязкость растворов хитозана и повысить его растворимость с помощью кислот нелегко осуществить, поскольку хитозан обладает высокой устойчивостью к гидролизу кислотами. Известен способ частичного гидролиза полисахарида обработкой 1% раствора хитозана в 3,3 нормальной 12%-ной соляной кислоте при 10°С в течение 35 часов. [S.A. Barker, А.В. Foster, М. Stacey, and J, М, Webber, Chemistry and Industry (1957), р. 208]. Однако извлечение продуктов из такого сильнокислого раствора является сложной и дорогостоящей процедурой, и было бы желательно добиться эквивалентного расщепления хитозана с гораздо большей экономичностью реагентов и в менее сложных и трудоемких условиях.
Известен способ получения низкомолекулярного водорастворимого хитозана путем ферментативного расщепления хитозана с использованием иммобилизованного на инертном носителе хитиназного комплекса (патент РФ №2073016). Этот способ дает возможность получить низкомолекулярный водорастворимый хитозан с достаточно высоким выходом. Процесс проводят в две стадии - первую при рН 4,5-5,0 в течение 16 часов, а вторую при рН 6,0-6,5 в течение 12 часов.
Недостатками способа являются длительность процесса и его низкая производительность.
Наиболее близким к предлагаемой группе изобретений является способ получения олигомера хитина или хитозана, имеющего 2,5-ангидроманнитольную группу на конце (ЕР 0415694 А2, кл. С07Н 17/04, С07Н 3/10, С08В 37/003, опубл. 03.06.1991 г.). Указанный способ включает взаимодействие хитина или хитозана с азотистой кислотой при температуре 10°С или ниже в водном растворе с концентрацией ионов водорода (рН) от 1 до 6. После завершения реакции смесь нейтрализуется добавлением аммиака, алкиламина или анионообменной смолы с получением хитина или хитозанового олигомера, имеющего 2,5-ангидроманнозную группу на конце. Важным моментом является то, что реакцию взаимодействия хитина/хитозана в смеси с азотистой кислотой следует проводить при температуре 10°С или ниже, предпочтительно от 2 до 6°С, в водном растворе с концентрацией ионов водорода (рН) от 1 до 6, предпочтительно от 2 до 4. В таких условиях реакция протекает медленно, и поэтому хитин или хитозан не гидролизуются в связанной с гликозидом части, где присоединена единица глюкозаминоглюкана. Если температура реакции превышает 10°С, будет протекать реакция гидролиза с последующей рекомбинацией, в результате чего могут образоваться токсичные гликозидные единицы. В качестве азотистой кислоты, можно использовать или азотистую кислоту как таковую, или, для обеспечения медленного протекания процесса, предпочтительно использовать нитрит натрия, нитрит калия, нитрит цинка, нитрит аммония, нитрит кальция, нитрит бария, нитрит магния или т.д., которые могут давать азотистую кислоту, которая образуется непосредственно в растворе хитозана in situ. Этим способом получают водорастворимый низкомолекулярный продукт.
Недостатком данного изобретения являются жесткие температурные границы (от 2 до 6°С) для проведения гидролиза, а также длительность процесса.
Задачей изобретения является разработка нового способа получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его низкомолекулярных производных, растворимых в воде.
Техническим результатом от использования группы изобретений является упрощение синтеза и сокращение его продолжительности.
Поставленная задача достигается тем, что способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана включает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоту, введение в полученный раствор гексанитрокобальтата(III) натрия, проведение реакции в диапазоне температур 50-80°С в течение 2 часов, при следующем соотношении компонентов, масс. %: хитозан - 0,3-10, кислота - 0,1-6, гексанитрокобальтата(III) натрия - 0,004-2, вода - до 100.
Это достигается также тем, что способ получения низкомолекулярных производных низкомолекулярного олигомерного хитозана включает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоту, смешивание полученного раствора с синтетическим мономером, в качестве которого используют или 2-гидроксиэтилметакрилат, или N-винилпирролидон, или 2-гидроксипропилметакрилат, или лактид, или гликолид, или акриламид, или арилонитрил, введение в полученную смесь гексанитрокобальтата(III) натрия, проведение реакции в диапазоне температур 50-80°С в течение 2-3 часов, при следующем соотношении компонентов, масс. %: хитозан - 0,3-10, кислота - 0,1-6, синтетический мономер - 0,2-5, гексанитрокобальтата(III) натрия - 0,004-2, вода - до 100.
На фиг. 1 представлена зависимость молекулярной массы хитозана от времени при действии разрушителя цепей Na3Co(NO2)6, [хитозан] = 3 масс. %, [Na3Co(NO2)6] = 0,2 масс. %, Т=60°С.
На фиг. 2 представлены ИК-спектры хитозана (А) и сополимера хитозан-ГЭМА (Б).
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Для получения низкомолекулярного олигомерного хитозана водный раствор 0,3-10% хитозана в 0,1-6% кислоте смешивают с синтетическим мономером. В качестве кислоты используют, например, или уксусную (УК), или соляную (HCl), или янтарную (ЯК), или аскорбиновую (АК), или никотиновую (НК), или бензойную (БК). Затем в полученный раствор вводят предварительно нагретый до температуры 50°С - 80°С гексанитрокобальтат(III) натрия.
Для получения производных низкомолекулярного олигомерного хитозана после растворения хитозана в водном растворе кислоты осуществляют смешивание полученного раствора с синтетическим мономером. В качестве синтетического мономера используют, например, 2-гидроксиэтилметакрилат (ГЭМА), или N-винилпирролидон (ВПД), или 2-гидроксипропилметакрилат (ГПМА), или лактид, или гликолид.
В целом, указанные компоненты используют при следующем соотношении, масс. %:
хитозан - 0,3-10,
кислота - 0,1-6,
синтетический мономер - 0,2-5,
гексанитрокобальтата(III) натрия - 0,004-2,
вода - до 100.
Смещение концентрации компонентов в сторону от указанных пределов затрудняет процесс получения продукта, поскольку ухудшается растворимость полисахарида и уменьшается выход целевого продукта.
Введение гексанитрокобальтата(III) натрия осуществляют для достижения двух задач. Во-первых, Со(III) в комплексе Na3[Co(NO2)6] - выступает как компонент инициирующей системы. Во-вторых, соединение выступает в качестве деструктора цепей хитозана. Известно, что хитозан деполимеризуется азотистой кислотой. В процессе синтеза из комплекса Na3[Co(NO2)6] высвобождаются ионы NO2 -, и образующаяся in situ азотистая кислота разрушает цепь хитозана с образованием водорастворимых олигомеров. Стабильное при комнатных температурах производное азотистой кислоты, которое при нагревании в кислых средах раствора хитозана (рН<5) разлагается с образованием азотистой кислоты и разрушает макромолекулы хитозана по радикальному механизму. При условии присутствия в смеси синтетических мономеров, олигомеры будут реагировать с ними, с образованием низкомолекулярных продуктов.
При этом гексанитрокобальтат(III) натрия используют концентрацией 0,004-2 масс. %.
Предлагаемый способ представляет интерес с точки зрения получения олигомерных водорастворимых форм хитозана in situ, а также модифицированного виниловыми мономерами и лактонами олигомерного (низкомолекулярного) водорастворимого продукта в одну стадию.
Достоинством способа является возможность использования высоких концентраций исходного хитозана в набухшем состоянии в форме геля.
Также, достоинством способа является то, что Na3Co(NO2) - промышленно выпускаемый продукт, который, в отличие от ферментов, стабилен в течение нескольких лет.
Ниже представлены примеры конкретного осуществления предлагаемой группы изобретений.
Пример 1. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 3% хитозана с молекулярной массой 2,3⋅105 кДа в 1,2% уксусной кислоте, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 0,2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса перемешивания составила 2 часа.
С течением времени наблюдали снижение вязкости системы. Молекулярные массы хитозана были определены перед реакцией и после завершения процесса методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ). Хроматографический анализ проводили на высокоэффективном жидкостном хроматографе фирмы Shimadzu СТО20А/20АС (Япония) с программным модулем LC-Solutions-GPC с применением колонки Tosoh Bioscience TSKgelG3000SWxl с диаметром пор 5 мкм, детектор - низкотемпературный светорассеивающий детектор ELSD-LT II. Элюентом служил 0.5 М раствор уксусной кислоты. Скорость потока 0.8 мл/мин. Калибровку выполняли, используя узкодисперсные образцы декстрана в диапазоне молекулярных масс 1000-410000 Да (Fluca).
Молекулярная масса хитозана резко снижается с 2,3⋅105 кДа до значения 1,1⋅104 кДа уже в течение 1 часа (фиг. 1). Результаты воспроизводимы во многих повторностях.
Этот факт может иметь самостоятельное значение при получении олигомерного водорастворимого продукта in situ с использованием низких концентраций инициатора.
Пример 2. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 3% хитозана с молекулярной массой 2,3⋅105 кДа в 1,2% уксусной кислоте, содержащий 6 масс. % ГЭМА (хитозан : ГЭМА = 1:2 масс. частей), предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 0,2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 7,3⋅104 кДа. Следует оговориться, что не исключено образование блоков ГЭМА на концах цепи полисахарида, и сополимеризация может идти по двум реакционным центрам хитозана: с участием функциональных групп глюкозамина и по концевым группам разрушаемой цепи полисахарида. Данный синтез представляет интерес с точки зрения одностадийного метода получения модифицированного олигомерного водорастворимого продукта, перспективного для медицинских приложений, например - при создании кровоостанавливающих материалов для внутреннего применения, чтобы предотвратить образование нерастворимых гранулем, как в случае высокомолекулярных соединений.
Образование привитых сополимеров ГЭМА с хитозаном доказывали методом ИК-спектроскопии (спектрофотометр "Perkin-Elmer"). Для анализа использовали образцы продуктов реакции, из которых на аппарате Сокслета экстракцией удаляли гомополимер поли-ГЭМА. Экстракцию проводили изопропиловым спиртом в течение 36 ч. Время было установлено по глухому опыту экстракции поли-ГЭМА из механической смеси соответствующих гомополимеров. Затем образцы сушили вакуумированием до постоянной массы.
Подтверждением образования привитого сополимера являются результаты ИК-спектроскопического исследования. В спектре исходного хитозана (фиг. 2А) наблюдаются полосы, соответствующие валентным колебаниям функциональных групп полимера - амидные на 1652 см-1, 1563 см-1. Кроме того, типичные полосы для сахаридов наблюдаются при 1153 см-1, 1077 и 1034 см-1 (группа С-О-С). Полосы при 1379 см-1, относятся к колебаниям ацетамидных групп. В продукте синтеза, отмытого от гомополимера, наблюдаются полосы поглощения, характерные как для ГЭМА, так и для хитозана. В спектре (фиг. 2Б) появляется полоса при 1736 см-1, соответствующая колебаниям -С=O карбонильных групп ГЭМА.
Пример 3. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 10% хитозана с молекулярной массой 1,0⋅105 кДа в 4% соляной кислоте, предварительно нагретый до температуры 70°С, вводили 2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса составила 2 часа.
С течением времени наблюдали снижение вязкости системы. Молекулярные массы хитозана были определены перед реакцией и после завершения процесса методом ГПХ по методике, указанной в примере 1.
Молекулярная масса хитозана резко снижается с 1,0⋅105 кДа до значения 0,5⋅104 кДа уже в течение 1 часа. Результаты воспроизводимы во многих повторностях.
Пример 4. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 0,3% хитозана с молекулярной массой 8,75⋅105 кДа в 0,1% янтарной кислоте, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса составила 1,5 часа.
Молекулярная масса хитозана после завершения процесса определена методом ГПХ по методике, указанной в примере 1.
Молекулярная масса хитозана снижается с 1,0⋅106 кДа до значения 0,9⋅104 кДа.
Пример 5. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 3% хитозана с молекулярной массой 4,6⋅105 кДа в 2% бензойной кислоте, предварительно нагретый до температуры 80°С, вводили 0,2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса составила 2 часа.
С течением времени наблюдали снижение вязкости системы. Молекулярные массы хитозана были определены перед реакцией и после завершения процесса методом ГПХ по методике, указанной в примере 1. Молекулярная масса хитозана снижается с 4,6⋅105 кДа до значения 0,9⋅104 кДа.
Пример 6. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 1,2% хитозана с молекулярной массой 2,3⋅105 кДа в 0,8% аскорбиновой кислоте, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 0,05 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса составила 2 часа.
Молекулярные массы хитозана были определены перед реакцией и после завершения процесса методом ГПХ по методике, указанной в примере 1. Молекулярная масса хитозана снижается с 2,3⋅105 кДа до значения 1,1⋅104 кДа.
Пример 7. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 9% хитозана с молекулярной массой 0,5⋅105 кДа в 6% никотиновой кислоте, предварительно нагретый до температуры 70°С, вводили 1,5 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса составила 2 часа.
Молекулярные массы хитозана были определены перед реакцией и после завершения процесса методом ГПХ по методике, указанной в примере 1. Молекулярная масса хитозана снижается с 0,5⋅105 кДа до значения 0,3⋅104 кДа.
Пример 8. Получение низкомолекуляного олигомерного хитозана.
В водный раствор 5% хитозана с молекулярной массой 7,5⋅105 кДа в 3% уксусной кислоте, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 1 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Длительность процесса составила 2 часа.
Молекулярная масса хитозана после завершения процесса определена методом ГПХ по методике, указанной в примере 1.
Молекулярная масса хитозана снижается с 7,5⋅105 кДа до значения 1,0⋅104 кДа.
Пример 9. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 4% хитозана с молекулярной массой 2,3⋅105 кДа в 1% соляной кислоте, содержащий 0,5 масс. % акрилонитрила, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 1,5 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 5,2⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 10. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 3% хитозана с молекулярной массой 4,6⋅105 кДа в 2% янтарной кислоте, содержащий 3 масс. % акриламида (АА), предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 0,2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 6,2⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 11. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 1% хитозана с молекулярной массой 1,0⋅105 кДа в 0,5% бензойной кислоте, содержащий 5 масс. % ГЭМА, предварительно нагретый до температуры 70°С, вводили 0,1 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 5,5⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 12. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 0,5% хитозана с молекулярной массой 8,75⋅105 кДа в 0,5% аскорбиновой кислоте, содержащий 3 масс. % ВПД, предварительно нагретый до температуры 70°С, вводили 0,01 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 4,5⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 13. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 7% хитозана с молекулярной массой 0,5⋅105 кДа в 3% соляной кислоте, содержащий 3 масс. % ВПД, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 2 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 8,4⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 14. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 3% хитозана с молекулярной массой 7,5⋅105 кДа в 2% никотиновой кислоте, содержащий 5 масс. % ГПМА, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 1 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 7,0⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 15. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 6% хитозана с молекулярной массой 2,3⋅105 кДа в 6% уксусной кислоте, содержащий 0,6 масс. % ГПМА, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 1 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 8,2⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 16. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 8% хитозана с молекулярной массой 1,0⋅105 кДа в 3% соляной кислоте, содержащий 1 масс. % лактида, предварительно нагретый до температуры 70°С, вводили 1,5 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 6,5⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 17. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 1% хитозана с молекулярной массой 8,75⋅105 кДа в 0,3% уксусной кислоте, содержащий 0,3 масс. % лактида, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 0,004 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 7,7⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 18. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 5% хитозана с молекулярной массой 0,5⋅105 кДа в 3% янтарной кислоте, содержащий 2 масс. % гликолида, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 1 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Реакция завершается за 3 часа.
В процессе реакции происходит резкое уменьшение вязкости среды, что свидетельствует о разрушении цепей хитозана и образовании низкомолекулярного продукта. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 4,5⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Пример 19. Получение низкомолекуляного производного хитозана.
В водный раствор 2% хитозана с молекулярной массой 7,5⋅105 кДа в 1% бензойной кислоте, содержащий 0,2 масс. % гликолида, предварительно нагретый до температуры 60°С, вводили 0,5 масс. % гексанитрокобальтата(III) натрия. Реакция завершается за 3 часа.
Методом ГПХ по методике, указанной в примере 1, была определена молекулярная масса продукта синтеза, она составила 8,5⋅104 кДа.
Подтверждением образования привитого сополимера, как и в примере 2, являются результаты ИК-спектроскопического исследования.
Остальное от указанных массовых процентов во всех примерах составляет вода.
В примерах использовали хитозан в интервале молекулярных масс от 0,5⋅105 кДа до 8,75⋅105 кДа.
Температуру варьировали от 50 до 80°С. Изменение температуры реакции влияло только на скорость процесса - с увеличением температуры деструкция хитозана происходила быстрее. Увеличение температуры более 80°С или уменьшение ниже 50°С приводила к уменьшению выхода продукта (низкомолекулярного соединения). Подтверждением образования сополимеров служили данные ИК-спектроскопии.

Claims (11)

1. Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана включает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоту, введение в полученный раствор гексанитрокобальтата (III) натрия, проведение реакции в диапазоне температур 50-80°С в течение 2 часов, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
хитозан - 0,3-10,
кислота - 0,1-6,
гексанитрокобальтата (III) натрия - 0,004-2,
вода - до 100.
2. Способ получения низкомолекулярных производных низкомолекулярного олигомерного хитозана включает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоту, смешивание полученного раствора с синтетическим мономером, в качестве которого используют или 2-гидроксиэтилметакрилат, или N-винилпирролидон, или 2-гидроксипропилметакрилат, или лактид, или гликолид, или акриламид, или арилонитрил, введение в полученный раствор гексанитрокобальтата (III) натрия, проведение реакции в диапазоне температур 50-80°С в течение 2-3 часов, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:
хитозан - 0,3-10,
кислота - 0,1-6,
синтетический мономер - 0,2-5,
гексанитрокобальтата (III) натрия - 0,004-2,
вода - до 100.
RU2018131225A 2018-08-29 2018-08-29 Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных RU2703437C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131225A RU2703437C1 (ru) 2018-08-29 2018-08-29 Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131225A RU2703437C1 (ru) 2018-08-29 2018-08-29 Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703437C1 true RU2703437C1 (ru) 2019-10-16

Family

ID=68280432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131225A RU2703437C1 (ru) 2018-08-29 2018-08-29 Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703437C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232775C1 (ru) * 2003-05-16 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инвест-Фарм" Способ получения ионосвязанных производных олигосахарида хитозана
RU2479590C1 (ru) * 2011-10-12 2013-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") Способ получения водорастворимых олигомерных гомологов хитозана в гетерогенной системе
RU2627540C1 (ru) * 2016-04-14 2017-08-08 Сергей Вадимович Левитин Способ получения нанокристаллитов низкомолекулярного хитозана
RU2627870C1 (ru) * 2016-08-12 2017-08-14 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Способ получения низкомолекулярного хитозана и олигомеров хитозана

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232775C1 (ru) * 2003-05-16 2004-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инвест-Фарм" Способ получения ионосвязанных производных олигосахарида хитозана
RU2479590C1 (ru) * 2011-10-12 2013-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ВГУ") Способ получения водорастворимых олигомерных гомологов хитозана в гетерогенной системе
RU2627540C1 (ru) * 2016-04-14 2017-08-08 Сергей Вадимович Левитин Способ получения нанокристаллитов низкомолекулярного хитозана
RU2627870C1 (ru) * 2016-08-12 2017-08-14 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" (ФИЦ Биотехнологии РАН) Способ получения низкомолекулярного хитозана и олигомеров хитозана

Similar Documents

Publication Publication Date Title
de Britto et al. A kinetic study on the thermal degradation of N, N, N-trimethylchitosan
Lim et al. Effects of dry heat and saturated steam on the physical properties of chitosan
Caner et al. Synthesis, characterization and antibacterial activity of poly (N-vinylimidazole) grafted chitosan
Mohammed et al. Extraction of chitin from prawn shells and conversion to low molecular mass chitosan
Kang et al. Characterization of natural low-methoxyl pectin from sunflower head extracted by sodium citrate and purified by ultrafiltration
Lamarque et al. New route of deacetylation of α-and β-chitins by means of freeze− pump out− thaw cycles
CN105622847B (zh) 一种水溶性壳聚糖基絮凝剂的合成方法及其应用
US5730876A (en) Separation and purification of low molecular weight chitosan using multi-step membrane separation process
Carvalho et al. Production and characterization of a new dextrin based hydrogel
Akpan et al. Solubility, degree of acetylation, and distribution of acetyl groups in chitosan
Anjum et al. Microwave Irradiated Copolymerization of Xanthan Gum with Acrylamide for Colonic Drug Delivery.
Muslim et al. Chitosan and carboxymethyl chitosan from fish scales of Labeo rohita
US20040215005A1 (en) Chitosan preparation
Kim et al. Modulating antioxidant activity and the controlled release capability of laccase mediated catechin grafting of chitosan
Siahaan et al. The optimum conditions of carboxymethyl chitosan synthesis on drug delivery application and its release of kinetics study
Sánchez-Chaves et al. Poly (vinyl alcohol) functionalized by monosuccinate groups. Coupling of bioactive amino compounds
RU2292354C1 (ru) Способ получения привитых сополимеров хитина или хитозана с синтетическими полимерами
RU2703437C1 (ru) Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана и его производных
Aiba et al. Graft copolymerization of amino acids onto partially deacetylated Chitin
CN115260337B (zh) 一种精氨酸接枝羧基化普鲁兰多糖及其制备方法和应用
Aiba Studies on chitosan 5. Reactivity of partially N‐acetylated chitosan in aqueous media
Alsharabasy Semi-synthesis of chitosan with high molecular weight and enhanced deacetylation degree
KR980008299A (ko) 다단계 분리막 공정을 이용한 저분자 키토산의 분리 및 정제방법
RU2627870C1 (ru) Способ получения низкомолекулярного хитозана и олигомеров хитозана
CA3085285A1 (en) Process for the preparation of low molecular weight heparin