專利名稱：一種油溶性殼聚糖衍生物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種天然高分子化合物的衍生物及其制備方法，特別是一種油溶性殼聚糖衍生物及其制備方法。
背景技術：
殼聚糖中存在的大量游離氨基使其成為自然界中為數不多的帶正電荷的生物高分子，這一獨特結構賦予了它獨特的生物活性，使其成為一種具有廣闊應用前景的生物材料。但是大量的氨基和羥基相互作用帶來殼聚糖分子內和分子間強烈的氫鍵作用，分子鏈緊密排列形成結晶區(qū)，使得殼聚糖抗?jié)櫭?、溶解性差，只能溶于稀酸性水溶液和特殊的含鹵素的有機溶劑中，大大限制了殼聚糖這一天然資源的廣泛應用。鄰苯二甲酰化殼聚糖(phthaloylchitosan，簡稱PHCS)是一種重要的殼聚糖衍生物。它在N，N-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、吡啶等強極性有機溶劑中具有良好的溶解性，而且表現(xiàn)出典型的溶致液晶性。此外，它的N-鄰苯二甲酰亞胺基能夠很容易被脫去從而恢復殼聚糖的游離氨基?；谶@些優(yōu)點，鄰苯二甲?；瘹ぞ厶亲鳛橐环N重要的中間體可進行多種殼聚糖的選擇性衍生化反應。
殼聚糖的接枝改性越來越受到人們的重視。通過接枝反應，可根據需要把具有不同性質的分子鏈引入到殼聚糖主鏈上，結合天然高分子與合成高分子的優(yōu)異性能獲得新的材料。在鄰苯二甲?；瘹ぞ厶堑牧u基上引入雙鍵得到PHCSMA中間體，一方面其溶解性的改善有利于接枝反應的進行；另一方面，接枝反應完成后又可以方便的脫保護恢復氨基。這種接枝反應路線，能夠在接枝產物中保持殼聚糖的游離氨基，得到既包含合成高分子支鏈又有氨基葡聚糖主鏈的天然高分子與合成高分子的材料。
美國專利US.Pat 4619995和3911098公開了，在殼聚糖重復單元上引入含羥基或羧基的基團，制備水溶性殼聚糖。但它們大多在強堿條件下反應，在反應過程中伴隨著殼聚糖分子鏈的斷裂，同時這些反應多在異丙醇溶劑中進行，成本相對較高。中國專利98126756.4公開了，在殼聚糖的重復單元上，于20-80℃的溫度下在氫氧化鈉的低碳醇溶液中與含羥基和羧基的取代基反應，衍生物具有水溶性，并有較高的特性粘度。中國專利200410019960.9公開了，一種油溶性O-殼聚糖衍生物及其制備和應用，以殼聚糖為原材料，合成出的殼聚糖環(huán)碳6位-OH上取代的衍生物為O-9-十八烷酸殼聚糖。該產物既可用于肥胖病的治療又可用于肥胖的預防。具有天然無毒減肥效果，對人體無副作用。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種油溶性殼聚糖衍生物，它可以溶于N，N-二甲基甲酰胺等有機溶劑，具有自催化性能；可以作為中間體，無需催化劑即可與帶羥基的大單體反應，得到一系列殼聚糖與合成高分子的接枝共聚物。
本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物的化學結構式如下所示 其中R為C2-C4的烷基，n為1000-3000。
本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法如下，以下均以質量份表示(1)將1-5份的殼聚糖和3-15份鄰苯二甲酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺中，在120-130℃，氮氣氣氛下攪拌反應5-6小時，反應完畢后，經冰水沉淀，抽濾，乙醇抽提純化，再于40℃下真空干燥得到鄰苯二甲?；瘹ぞ厶牵?2)將1-5份的鄰苯二甲酰化殼聚糖和3-45份的二元酸或二元酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺中，在氮氣氣氛下升溫到100-120℃攪拌反應12-24小時，反應完畢后，經冰水沉淀，抽濾，乙醇抽提純化，再于40℃下真空干燥得到油溶性殼聚糖衍生物。
本發(fā)明使用的二元酸為己二酸或琥珀酸。
本發(fā)明使用的二元酸酐為琥珀酸酐或馬來酸酐。
本發(fā)明使用的殼聚糖的分子量為5×103-8×105。
本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物的制備反應方程式如下所示 本發(fā)明一種油溶性殼聚糖衍生物，由于在氨基上引入了鄰苯二甲酸酐，在羥基上引入了二元酸，破壞了殼聚糖的氫鍵，使衍生物能完全溶于N，N-二甲基甲酰胺等有機溶劑中，而殼聚糖本身不溶于有機溶劑，通過氫鍵或離子電負性吸附，具有自催化性能，可與帶羥基的大單體反應，得到多種接枝共聚物。制備過程中無需催化劑，產物后處理簡單。


圖1中的曲線a為殼聚糖的紅外譜圖。
圖1中的曲線b為鄰苯二甲?；瘹ぞ厶堑募t外譜圖。
圖2是O-琥珀酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶堑?3C-NMR譜圖。
圖3是O-己二酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶堑募t外譜圖。
圖4是O-琥珀酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖與聚己內酯的接枝共聚物的1H-NMR譜圖。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
本發(fā)明采用的殼聚糖是使用的殼聚糖的分子量為7.57×105，購于浙江玉環(huán)海洋生物有限公司。
實施例1(1)將5g殼聚糖加入250gN，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，再加入13.8g鄰苯二甲酸酐，在125℃左右反應15小時，冰水沉淀，乙醇抽提純化，真空干燥得到8g鄰苯二甲?；瘹ぞ厶?。圖1中的曲線a為殼聚糖的紅外譜圖，圖1中的曲線b為鄰苯二甲?；瘹ぞ厶堑募t外譜圖。對比分析可以看出，鄰苯二甲?；瘹ぞ厶堑募t外譜圖中殼聚糖上氨基經鄰苯二甲酰化反應形成的酰胺的C＝0振動在1712cm-1出現(xiàn)了強的吸收峰，而且由于酰亞胺結構的形成，相鄰兩個羰基相互作用使其分裂成兩個峰，其中一個出現(xiàn)在更高頻約1777cm-1附近。
(2)將5g鄰苯二甲酰化殼聚糖加入250gN，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，再加入4g的琥珀酸酐，在110℃反應15小時，冰水沉淀，乙醇抽提純化，真空干燥得到6g O-琥珀酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶恰D2是O-琥珀酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖的13C-NMR譜圖，在25-35ppm的峰是琥珀酸的亞甲基碳，160-165ppm是羰基碳，120-140ppm是芳環(huán)，57-100ppm是殼聚糖的骨架碳。
實施例2將5g鄰苯二甲酰化殼聚糖加入250gN，N-二甲基甲酰胺溶液中，攪拌至完全溶解，再加入5g己二酸，在100℃反應12小時，冰水沉淀，抽提，真空干燥，得到6.2g O-己二酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶?。圖3是O-己二酸-N-鄰苯二酰化殼聚糖的紅外譜圖。殼聚糖上氨基經鄰苯二甲?；磻纬傻孽０返腃＝O振動在1712cm-1出現(xiàn)了強的吸收峰，而且由于酰亞胺結構的形成，相鄰兩個羰基相互作用使其分裂成兩個峰，其中一個出現(xiàn)在更高頻約1777cm-1附近，己二酸中的亞甲基在2800-3000cm-1附近出現(xiàn)吸收峰。
實施例3將實施例1中制得1g O-琥珀酸-N-鄰苯二?；瘹ぞ厶呛途奂簝弱ゼ尤?00mLN，N-二甲基甲酰胺溶液中，加入4mL甲苯。在氮氣氣氛下，反應溫度100℃攪拌反應約15小時。產物經沉淀分離，并用丙酮抽提24小時除去未反應的聚己內酯，真空干燥，得到殼聚糖接枝共聚物。圖4是殼聚糖與聚己內酯接枝共聚物的1H-NMR譜圖，丁二酸的亞甲基的質子的化學在4，聚己內酯的亞甲基分別在1，2，3，5，鄰苯二甲酸酐苯環(huán)亞甲基的化學位移在6。
權利要求
1.一種油溶性殼聚糖衍生物，其特征在于化學結構式如下所示 其中R為C2-C4的烷基，n為1000-3000。
2.如權利要求1所述的一種油溶性殼聚糖衍生物的制備方法，其特征在于制備方法如下，以下均以質量份來表示(1)將1-5份的殼聚糖和3-15份鄰苯二甲酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，在120-130℃，氮氣氣氛下攪拌反應5-6小時，反應完畢后，產物經冰水沉淀，抽濾，用乙醇抽提純化，于40℃下真空干燥得到鄰苯二甲酰化殼聚糖；其中殼聚糖的分子量為5×103-8×105；(2)將1-5份的鄰苯二甲?；瘹ぞ厶呛?-45份的二元酸或二元酸酐加入干燥的50-250份N，N-二甲基甲酰胺溶液中，在氮氣氣氛下升溫到100-120℃攪拌反應12-24小時，反應完畢后，產物經冰水沉淀，抽濾，用乙醇抽提純化，再于40℃下真空干燥得到油溶性殼聚糖衍生物；其中二元酸為琥珀酸或己二酸；二元酸酐為琥珀酸酐或馬來酸酐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種如下式所示的油溶性殼聚糖衍生物及其制備方法，它由殼聚糖和鄰苯二甲酸酐、二元酸、二元酸酐反應得到。在殼聚糖結構中引入了鄰苯二甲酸酐，在羥基上引入了帶羧基的二元酸，得到油溶性殼聚糖衍生物油溶性好。本發(fā)明的方法制備的殼聚糖衍生物可以溶于N，N－二甲基甲酰胺等有機溶劑，具有自催化性能，可以作為中間體，無需催化劑，可與帶羥基的大單體反應，得到一系列殼聚糖與合成高分子的接枝共聚物。
文檔編號C08B37/00GK1995072SQ20061014765
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月21日 優(yōu)先權日2006年12月21日
發(fā)明者黃梅芳 申請人:上海交通大學