殼聚糖6-oh固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及殼聚糖6-OH固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法，屬于高分子材料的制備與改性領(lǐng)域。本發(fā)明將殼聚糖6-OH固載環(huán)糊精衍生物溶解于其良溶劑中，將茶樹油溶解于其良溶劑乙醇中，并溶解一定量的聚乙烯基吡咯烷酮。將兩者混合后攪拌包合一定時(shí)間，加入沉淀劑沉淀，并用有機(jī)溶劑洗滌，獲得殼聚糖6-OH固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用本發(fā)明方法所制備的殼聚糖6-OH固載環(huán)糊精衍生物良好的水溶性使包合物具有良好的水溶解性能。該包合物可以發(fā)揮殼聚糖及環(huán)糊精的優(yōu)異性能，在生物醫(yī)用敷料中具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法，屬于高分子材料的制備與改性領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]互葉白千層是澳大利亞土著的傳統(tǒng)藥材來源，其樹葉常用于抗感染、消炎、治療腹瀉和外傷等。科學(xué)研究表明，互葉白千層新鮮枝葉所含精油(俗稱茶樹油，Tea tree oil),具有抗病毒、抗菌、免疫激活、驅(qū)蟲殺蟲、化痰、鎮(zhèn)靜、止痛、促進(jìn)傷口愈合等作用。1955年，美國處方手冊指出茶樹油的殺菌能力是石炭酸的10~15倍。William等的研究表明，茶樹油對臨床分離出的57種致病真菌和革蘭氏陰性、陽性細(xì)菌均有較強(qiáng)的抑制活性能力，并發(fā)現(xiàn)茶樹油處理霉菌、細(xì)菌和真菌引起的皮膚及粘膜感染有很好的療效。茶樹油已廣泛用于醫(yī)藥、化妝品、日用化工、衛(wèi)生清潔材料、香料、食品、農(nóng)藥等行業(yè)，已被列入歐洲藥典，并被美國食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)作為非處方藥(OTC)中的急救藥和保健品。
[0003]利用茶樹油的良好抗菌、止痛、促進(jìn)傷口愈合作用，將其應(yīng)用于醫(yī)用敷料已有一些文獻(xiàn)報(bào)道。其可用 于凝膠，無紡布，膜等不同形式的醫(yī)用敷料中，提高敷料的功能效果。USP6861067 (2002)介紹了一種由聚氨酯預(yù)聚物，聚乙二醇等醇類化合物，茶樹油及洗必泰鹽酸鹽等天然或合成抗菌劑組成的水凝膠敷料的制備方法。USP6033675 (2000)介紹了一種含有茶樹油的抗菌凝膠及無紡混合纖維的燒傷敷料的制備方法。臺(tái)灣的Bai等人將茶樹油應(yīng)用于殼聚糖/聚己內(nèi)酯復(fù)合形成的無紡布中，以提高無紡布的抑菌性能，并加速傷口的愈合(Materials Science & Engineering, C:Materials for Biological Applications, 2013，33(1):224-233)。專利 CN200610161521.0 (2006)介紹了一種將含有茶樹油的高分子溶膠浸透到中密度的聚氨酯海綿或脫脂紗布、羊毛氈、各種醫(yī)用無紡布中，制備用于治療燒傷、燙傷手術(shù)后使用的醫(yī)用敷料的方法，該敷料能促進(jìn)肌膚代謝、抗菌、殺菌、能使傷口濕潤，止痛，無粘著感，加快傷口愈合，使外部皮膚傷害減至最低。Sanchez等將茶樹油與殼聚糖形成復(fù)合抗菌膜，并發(fā)現(xiàn)該復(fù)合膜對單增李斯特菌和青霉素菌均有良好的抑制效果(Journal of Food Engineering, 2010, 98(4):443-452.)。
[0004]雖然茶樹油在各種形式的醫(yī)用敷料中已有了應(yīng)用，但在其應(yīng)用中尚存在一定的問題。
[0005]茶樹油中含有的1，8-桉葉油素有較強(qiáng)的刺激性氣味，并對皮膚有較強(qiáng)的刺激作用，直接使用或茶樹油的釋放速率過快容易引起敷料對人體皮膚的刺激性。此外，茶樹油易于揮發(fā)，并很容易發(fā)生氧化，造成了其在各種形式的醫(yī)用敷料中的貯存穩(wěn)定性不高，影響了敷料的保質(zhì)期和應(yīng)用效果。
[0006]因此，對茶樹油的包埋和緩釋對提高其應(yīng)用效果具有重要意義。環(huán)糊精是較好的茶樹油包埋固定劑。周衡剛等研究了 β_環(huán)糊精對茶樹油的包合工藝(廣東化工，2010, 37(2):26-28).但由于環(huán)糊精與茶樹油的溶解性限制，在包合過程中只能將環(huán)糊精以飽和濃度溶于熱水中，將茶樹油溶于乙醇中，將環(huán)糊精與茶樹油以質(zhì)量比大于4:1的比例混合后包埋。由于過多的乙醇容易引起環(huán)糊精的沉淀析出，因此包合過程中茶樹油的用量少，上述過程中茶樹油的包合量有限，難以使包合物獲得良好的抗菌性能。
[0007]殼聚糖固載環(huán)糊精衍生物將環(huán)糊精穩(wěn)定固載于環(huán)糊精的分子鏈上，既保證了環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有助于發(fā)揮環(huán)糊精疏水性空腔良好的疏水包合作用，又可充分利用殼聚糖優(yōu)異的生物相容性，抗菌性，止血性，防止傷口粘連，促進(jìn)組織修復(fù)等效果。是一種非常優(yōu)異的超分子主體。但通常較多的文獻(xiàn)報(bào)道將環(huán)糊精固載于殼聚糖的2-冊12上，影響了殼聚糖良好的生物活性的發(fā)揮。專利CN2013100409574介紹了一種在水和部分有機(jī)溶劑中具有良好溶解性的，具有高固載率的殼聚糖6-0H定位固載環(huán)糊精衍生物的方法，既有助于殼聚糖2-NH2良好生物活性的發(fā)揮，又由于產(chǎn)物良好的溶解性能大大拓寬了其應(yīng)用范圍。但基于專利CN2013100409574的方法，對茶樹油的包合率不能超過55%。對茶樹油較低的包合率不利于材料抗菌性能的充分發(fā)揮。因此，如何進(jìn)一步提高茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合效率，是提高茶樹油包埋材料抗菌性能急需解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)技術(shù)對于茶樹油包埋效果不好、包合率低，進(jìn)而限制茶樹油醫(yī)用效果，而提供一種殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法。
[0009]本發(fā)明的內(nèi)容目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明的一種殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法，具體步驟為:
[0011]1)將殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物溶于溶劑A中，得到溶液B，其中殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物在溶液B中的質(zhì)量濃度為0.01~10% ；
[0012]2)將茶樹油溶于乙醇中，得到溶液C，其中茶樹油在乙醇中的質(zhì)量濃度為5~70%，同時(shí)將聚乙烯基吡咯烷酮以質(zhì)量濃度0.001~0.3溶解于溶液C中，得到溶液D ；
[0013]3)將第1)步得到的溶液B和第2)步得到的溶液D以質(zhì)量比為10:1~1:3混合后，在30~80°C的條件下包合反應(yīng)1~20小時(shí)；
[0014]4)向第3)步得到的包合反應(yīng)后的溶液體系中加入溶液體系質(zhì)量2~10倍的沉淀劑，邊加入的同時(shí)邊攪拌，沉淀劑的加入時(shí)間在20~60分鐘，攪拌的速率為5轉(zhuǎn)/分~300轉(zhuǎn)/分，過濾出析出沉淀，并用乙醇對析出沉淀進(jìn)行清洗，以洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥后，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。
[0015]溶劑A為:水、N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亞砜(DMSO)或N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)。
[0016]沉淀劑為:丙酮、四氫呋喃、乙腈、乙醚或N-甲基吡咯烷酮。
[0017]所述的殼聚糖6-0H定位固載環(huán)糊精衍生物為按照專利CN2013100409574中的方法所制備而成的。
[0018]有益效果
[0019]采用本發(fā)明方法得到的衍生物中茶樹油的包合效率可達(dá)75%以上，從而提高了茶樹油良好抗菌效果的發(fā)揮。同時(shí)通過殼聚糖6-0H定位固載的環(huán)糊精對茶樹油的高效包合，將茶樹油固定于被固載的環(huán)糊精的疏水性空腔中，可大大提高茶樹油的穩(wěn)定性，防止茶樹油的氧化和揮發(fā)，也可降低茶樹油對人體皮膚、粘膜的刺激性，當(dāng)將該衍生物應(yīng)用于醫(yī)用敷料時(shí)，茶樹油可緩慢釋放出來，起到良好的抗菌效果。此外，本發(fā)明方法得到的衍生物良好的水溶性使包合物具有良好的水溶解性能，該包合物可以發(fā)揮殼聚糖及環(huán)糊精的優(yōu)異性能，在生物醫(yī)用材料中具有良好的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]將環(huán)糊精固載率為221.7 μ mol.g—1的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物3.75克溶解于121.25克DMAc中，得到溶液B ;將20克茶樹油溶于80克乙醇中，得到溶液C，同時(shí)將
0.05克聚乙烯基吡咯烷酮溶解于溶液C中，得到溶液D。將溶液B和溶液D混合后，在60°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)完畢后，用50分鐘的時(shí)間加入775克的沉淀劑乙醚，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用下述方法對本實(shí)施例的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定:茶樹油的紫外吸收光譜中，在265nm處有穩(wěn)定的紫外吸收。測定不同濃度的茶樹油乙醇溶液的紫外標(biāo)準(zhǔn)吸光度曲線后，測定包合物的洗滌溶劑中洗出的茶樹油的濃度，從而得到未被包合的茶樹油的質(zhì)量包合時(shí)茶樹油的投料量m減去未被包合的茶樹油的質(zhì)量Hl1,即為被包合的茶樹油的質(zhì)量Hl2。茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合率可通過下式計(jì)算:
[0023]包合率=m2/m
[0024]測得茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合率為87.5%。
[0025]產(chǎn)物在水中的溶解度可達(dá)到10.3%的質(zhì)量濃度。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]將環(huán)糊精固載率為221.7 μ mol.g—1的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物I克溶解于99克DMSO中，得到溶液B ;將10克茶樹油溶于90克乙醇中，得到溶液C，同時(shí)將0.1克聚乙烯基吡咯烷酮溶解于溶液C中得到溶液D。將溶液B和溶液D混合后，在50°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)完畢后，用30分鐘的時(shí)間加入1000克的沉淀劑丙酮，在100轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用與實(shí)施例1相同的方法對本實(shí)施例的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定，測得茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合率為81.3%。產(chǎn)物在水中的溶解度可達(dá)到9.6%的質(zhì)量濃度。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]將環(huán)糊精固載率為221.7 μ mol -g^1的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物7克溶解于93克水中，得到溶液B ;將25克茶樹油溶于25克乙醇中，得到溶液C，同時(shí)將0.6克聚乙烯基吡咯烷酮溶解于溶液C中得到溶液D。將溶液B和溶液D混合后，在50°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)完畢后，用30分鐘的時(shí)間加入1200克的沉淀劑N-甲基吡咯烷酮，在300轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用與實(shí)施例1相同的方法對本實(shí)施例的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定，測得茶樹油在殼聚糖6-OH固載環(huán)糊精衍生物中的包合率為76.1%。產(chǎn)物在水中的溶解度可達(dá)到10.3%的質(zhì)量濃度。
[0030]實(shí)施例4:
[0031]將環(huán)糊精固載率為221.7 μ mol.g—1的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物9克溶解于91克DMF中，得到溶液B ;將18克茶樹油溶于292克乙醇中，得到溶液C，同時(shí)將2克聚乙烯基吡咯烷酮溶解于溶液C中得到溶液D。將溶液B和溶液D混合后，在50°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)完畢后，用30分鐘的時(shí)間加入2000克的沉淀劑乙腈，在30轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用與實(shí)施例1相同的方法對本實(shí)施例的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定，測得茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合率為83.6%。產(chǎn)物在水中的溶解度可達(dá)到9.3%的質(zhì)量濃度。
[0032]實(shí)施例5:(實(shí)施例1的對照實(shí)施例，對包合物采用快速沉淀處理)
[0033]將環(huán)糊精固載率為221.7 μ mol.g—1的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物3.75克溶解于121.25克DMAc中，得到溶液B ;將20克茶樹油溶于80克乙醇中，得到溶液C，同時(shí)將
0.05克聚乙烯基吡咯烷酮溶解于溶液C中得到溶液D。將溶液B和溶液D混合后，在60°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)完畢后，在3分鐘內(nèi)加入775克的沉淀劑乙醚，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用與實(shí)施例1相同的方法對本實(shí)施例的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生 物包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定，測得茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合率為53.5%。產(chǎn)物在水中的溶解度可達(dá)到9.0%的質(zhì)量濃度。
[0034]實(shí)施例6:(實(shí)施例1的對照實(shí)施例，包合過程不加聚乙烯基吡咯烷酮)
[0035]將環(huán)糊精固載率為221.7 μ mol.g—1的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物3.75克溶解于121.25克DMAc中，得到溶液B ;將20克茶樹油溶于80克乙醇中，得到溶液C。將溶液B和溶液C混合后，在60°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)完畢后，用50分鐘的時(shí)間加入775克的沉淀劑乙醚，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物。采用與實(shí)施例I相同的方法對本實(shí)施例的殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定，測得茶樹油在殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物中的包合率為69.3%。產(chǎn)物在水中的溶解度可達(dá)到9.2%的質(zhì)量濃度。
[0036]實(shí)施例7:(實(shí)施例1的對照實(shí)施例，用環(huán)糊精包合茶樹油)
[0037]在60°C的水浴中，將3.75克環(huán)糊精溶解于121.25克蒸餾水中，得到溶液B ;將20克茶樹油溶于80克乙醇中，得到溶液C，同時(shí)將0.05克聚乙烯基吡咯烷酮溶解于溶液C中得到溶液D。將溶液B和溶液D混合后，在60°C的反應(yīng)條件下包合反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)完畢后，用50分鐘的時(shí)間加入775克的沉淀劑乙醚，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下緩慢沉淀出包合物，并用乙醇洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥，得環(huán)糊精包合茶樹油產(chǎn)物。采用與實(shí)施例1相同的方法對本實(shí)施例的環(huán)糊精包合茶樹油產(chǎn)物的茶樹油包合率進(jìn)行測定，測得茶樹油在環(huán)糊精中的包合率為26.1%。產(chǎn)物不溶于冷水，只能溶于60°C以上的熱水。
【權(quán)利要求】
1.一種殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精包合茶樹油衍生物的制備方法，其特征是:具體步驟為: 1)將殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物溶于溶劑A中，得到溶液B，其中殼聚糖6-0H固載環(huán)糊精衍生物在溶液B中的質(zhì)量濃度為0.01~10% ； 2)將茶樹油溶于乙醇中，得到溶液C，其中茶樹油在乙醇中的質(zhì)量濃度為5~70%，同時(shí)將聚乙烯基吡咯烷酮以質(zhì)量濃度0.001~0.3溶解于溶液C中，得到溶液D ； 3)將第I)步得到的溶液B和第2)步得到的溶液D以質(zhì)量比為10:1~1:3混合后，在30~80°C的條件下包合反應(yīng)I~20小時(shí)； 4)向第3)步得到的包合反應(yīng)后的溶液體系中加入溶液體系質(zhì)量2~10倍的沉淀劑，邊加入的同時(shí)邊攪拌，沉淀劑的加入時(shí)間在20~60分鐘，攪拌的速率為5轉(zhuǎn)/分~300轉(zhuǎn)/分，過濾出析出沉淀，并用乙醇對析出沉淀進(jìn)行清洗，以洗去未發(fā)生包合的茶樹油，干燥后，得殼聚糖6-OH固載環(huán)糊精衍生物包合茶樹油產(chǎn)物； 溶劑A為:水、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N，N-二甲基乙酰胺； 沉淀劑為:丙酮、四氫呋喃、乙腈、乙醚或N-甲基吡咯烷酮。 所述的殼聚糖6-OH定位固載環(huán)糊精衍生物為按照專利CN2013100409574中的方法所制備 而成的。
【文檔編號】A61L15/62GK103751835SQ201310685212
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】陳煜 , 葉彥春, 李偉萍 申請人:北京理工大學(xué)