專利名稱：一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于主-客體化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶 液穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
直鏈淀粉是一種線形多糖，分子鏈由cc-l,4糖苷鍵連接的葡萄糖單元組成。 直鏈淀粉的一個(gè)顯著特征是它可以作為一種主體分子，與各種客體分子相互作 用形成包結(jié)絡(luò)合物。在包結(jié)絡(luò)合物中，直鏈淀粉鏈形成螺旋結(jié)構(gòu)，根據(jù)客體分 子的大小每個(gè)螺旋通常由6-8個(gè)葡萄糖單元組成(類似于cx-，p-，y-環(huán)糊精的結(jié) 構(gòu))，而客體分子處在直鏈淀粉螺旋鏈的疏水性空腔當(dāng)中。目前，多在二甲亞 砜/水混合溶劑中制備直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物，然而它不能在溶液中穩(wěn)定存在， 很容易沉淀析出。由于直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性差這一缺點(diǎn)，到目前為 止，有關(guān)直鏈淀粉主-客體相互作用及其應(yīng)用的研究大多局限在固體狀態(tài)下進(jìn) 行，而在溶液中的相關(guān)研究極少見報(bào)道。提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物的溶液穩(wěn)定性具有很重要的意義 一方面， 一旦 制備得到穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液體系，將把直鏈淀粉主-客體相互作 用的研究范圍擴(kuò)展到溶液當(dāng)中；另一方面，為利用直鏈淀粉的包結(jié)絡(luò)合作用實(shí) 現(xiàn)對(duì)直鏈淀粉的開發(fā)利用提供了可能性，如某些疏水藥物分子可以與直鏈淀粉 形成包結(jié)絡(luò)合物(5/omacrawo/ecw/w， 2005, 6:121-130.)，若能制備穩(wěn)定的直鏈淀 粉/藥物分子包結(jié)絡(luò)合物溶液，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的有效包埋和控制釋放，再如 某些染料分子可以與直鏈淀粉形成包結(jié)絡(luò)合物G/ J柳.C&m. &c.， 1996, 118: 12220-12221.)，若能制備穩(wěn)定的直鏈淀粉/染料分子包結(jié)絡(luò)合物溶液，則可以 實(shí)現(xiàn)對(duì)染料的水性分散。為了提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物的溶液穩(wěn)定性，一種可行的方案就是在直鏈 淀粉分子鏈的末端引入聚乙二醇(PEG)鏈段，借助既水溶又油溶的PEG鏈的分 散穩(wěn)定作用將直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物穩(wěn)定在水或有機(jī)溶劑中。Akiyoshi等(j^facn9/wo/. Wop/(i Co附www., 1999, 20:112—115. 5/owacn9wo/ecw/^s, 2002, 3: 280-283.)曾作過這方面的探索。他們首先制備了直鏈淀粉/聚氧化乙烯嵌段聚 合物，然后利用該嵌段聚合物制備在三氯甲垸中穩(wěn)定存在的直鏈淀粉/甲基橙 包結(jié)絡(luò)合物。然而該方法仍存在一些缺點(diǎn) 一是嵌段聚合物的合成涉及到末端 連接有麥芽寡糖的聚氧化乙烯底物的制備、土豆磷酸化酶的提取及酶促聚合反 應(yīng)等眾多步驟，操作過程繁雜；二是該方法僅適用于在有機(jī)溶劑中形成穩(wěn)定的 直鏈淀粉/水溶性客體分子包結(jié)絡(luò)合物(還有很多疏水性客體分子)，對(duì)如何提高 直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物在環(huán)境更為友好的水體系中的穩(wěn)定性問題沒有解決。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種提高直鏈 淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法。本發(fā)明以更為簡(jiǎn)便的方法、直接用PEG 對(duì)直鏈淀粉(Amylose)進(jìn)行嵌段改性來制備直鏈淀粉/PEG嵌段聚合物，然后 利用該嵌段聚合物來制備穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液。第一步是對(duì)直鏈淀 粉進(jìn)行嵌段改性，制備直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG);第二 步是將Amylose-b-PEG嵌段聚合物與客體分子相互作用形成包結(jié)絡(luò)合物，同 時(shí)親水性的PEG鏈將包結(jié)絡(luò)合物分散穩(wěn)定在水中。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液 穩(wěn)定性的方法，包括如下步驟首先分別將直鏈淀粉胺端基化和聚乙二醇單甲 醚醛端基化，然后通過所得的胺端基直鏈淀粉和醛端基聚乙二醇間的偶聯(lián)反應(yīng) 制備得到直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物；然后在二甲亞砜和水的混合溶劑中， 直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物與客體分子相互作用形成包結(jié)絡(luò)合物，經(jīng)透析 除去二甲亞砜、過濾除去未被包埋的客體分子后，就得到穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié) 絡(luò)合物溶液。本發(fā)明的提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法，包括如下步驟一、直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG嵌段聚合物)的制備(1)胺端基直鏈淀粉的制備在55 65。C下，將直鏈淀粉和己二胺溶解于 二甲亞砜中，所述每毫升二甲亞砜中溶有0.02 0.03g直鏈淀粉，所述己二胺 物質(zhì)的量是直鏈淀粉物質(zhì)的量的15 20倍；加入催化劑NaCNBH3后攪拌反應(yīng)7 8天，每毫升二甲亞砜加入催化劑NaCNBH3 0.4 0.5mg，反應(yīng)期間每 天補(bǔ)加相同質(zhì)量的NaCNBH3;反應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后 在攪拌下滴加到甲醇中形成沉淀，所述甲醇體積是二甲亞砜體積的5 7倍； 過濾并用甲醇反復(fù)洗滌沉淀除去殘留的己二胺，然后減壓干燥得到產(chǎn)物胺端基 直鏈淀粉(Amyl0Se-NH2)，部分未胺端基化的直鏈淀粉也一起沉淀下來。(2) 醛端基聚乙二醇的制備將聚乙二醇單甲醚和對(duì)醛基苯甲酸溶解于四 氫呋喃中，所述每毫升二甲亞砜中溶有0.005 0.01mmol聚乙二醇單甲醚，所 述對(duì)醛基苯甲酸物質(zhì)的量是聚乙二醇單甲醚物質(zhì)的量的1.5 2倍；攪拌下將 溶解有N，N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和催化劑4-二甲氨基吡啶(DMAP)的四氫 呋喃溶液一次性加入，其中N，N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)的物質(zhì)的量與對(duì)醛基 苯甲酸物質(zhì)的量相等，每毫升四氫呋喃中溶解有0.02 0.04mmo1 N，N-二環(huán)己 基碳二亞胺(DCC)，所述催化劑4-二甲氨基吡啶(DMAP)與N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)的物質(zhì)的量之比為0.4 0.5 : 1;然后在室溫下密封反應(yīng)1 2天；反應(yīng)完畢后，將生成的二環(huán)己基脲(DCU)沉淀濾去，所得濾液在攪拌下加入 10 12倍于其體積的乙醚中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用四氫呋喃/乙醚重 新溶解/沉淀一次除去殘留的對(duì)醛基苯甲酸小分子，沉淀減壓干燥得到產(chǎn)物醛 端基聚乙二醇(mPEG-CHO)。(3) 直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG嵌段聚合物)的制備 在55 65。C下，將步驟(1)得到的胺端基直鏈淀粉(Amylose-NH2)和步驟(2)得到的醛端基聚乙二醇溶解于二甲亞砜中，所述每毫升二甲亞砜中溶有 0.005 0.015g胺端基直鏈淀粉(Amyl0Se-NH2)，所述醛端基聚乙二醇物質(zhì)的 量是胺端基直鏈淀粉(Amyl0Se-NH2)物質(zhì)的量的3 4倍；加入催化劑 NaCNBH3后攪拌反應(yīng)6 7天，所述催化劑NaCNBH3的加入量為每毫升二甲 亞砜加入催化劑NaCNBH3 0.6 0.7mg，反應(yīng)期間每天補(bǔ)加相同質(zhì)量的 NaCNBH3;反應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下將四氫呋 喃逐滴滴加到混合液中，所述四氫呋喃體積是二甲亞砜體積的5 6倍；充分 靜置后上層為含有生成的Amylose-6-PEG及未完全反應(yīng)的醛端基聚乙二醇的 半透明溶液、下層為含有未完全反應(yīng)的Amyl0Se-NH2的白色沉淀，取出上層 溶液，蒸去90%以上四氫呋喃后，在攪拌下加入6 7倍于其體積的甲醇/乙醚 混合溶劑中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用甲醇反復(fù)洗滌以除去未完全反應(yīng)的醛端基聚乙二醇，然后減壓干燥得到產(chǎn)物直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG嵌段聚合物)。二、直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的制備-(a) 在55 65。C下，將直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG 嵌段聚合物)、客體分子溶于二甲亞砜中，所述每毫升二甲亞砜中溶有5 10mg 直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG嵌段聚合物)，所述客體分子 占直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物的20 50wt%;然后在攪拌下滴加水至二甲 亞砜的體積占30%左右，并繼續(xù)攪拌至Amylose鏈段與客體分子形成包結(jié)絡(luò) 合物。(b) 繼續(xù)滴加水至二甲亞砜的體積只占10%左右，滴加完畢后冷卻至室 溫。隨著水含量的增加，包結(jié)絡(luò)合物不能穩(wěn)定存在，會(huì)相互發(fā)生聚集沉淀，連 接在Amylose鏈段末端的PEG鏈段將包結(jié)絡(luò)合物分散穩(wěn)定在溶液當(dāng)中。將所 得溶液透析除去二甲亞砜，再經(jīng)過濾除去未被包埋的客體分子，就得到穩(wěn)定的 直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液。所述步驟(a)中的客體分子是水不溶性的、可以與直鏈淀粉發(fā)生主-客體作 用的分子，特別是偶氮苯及其衍生物。所述步驟(l)中直鏈淀粉的數(shù)均分子量在15 000 25 000之間。所述步驟(2) 中聚乙二醇單甲醚的數(shù)均分子量在4 000 5 000之間。所述步驟(2)中四氫呋喃/乙醚的四氫呋喃乙醚的體積比為l : 10。所述步驟(3)中甲醇/乙醚混合溶劑的甲醇乙醚的體積比為2: 1。所述步驟(3)中制備的直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG嵌段聚合物)，其分子結(jié)構(gòu)如下其中，直鏈淀粉鏈段的數(shù)均分子量在15 000 25 000之間，聚乙二醇鏈段的數(shù) 均分子量在4 000 5 000之間。本發(fā)明制備的Amylose-b-PEG嵌段聚合物的整個(gè)反應(yīng)方程式如下<formula>formula see original document page 8</formula>所制備的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液，可用紫外-可見吸收光譜等技術(shù)測(cè)定 其中客體分子的含量，用圓二色譜等技術(shù)檢測(cè)直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物的形成與 否，用光散射、透射電鏡等技術(shù)表征直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的聚集態(tài)。結(jié)果 表明客體分子進(jìn)入到直鏈淀粉鏈的螺旋空腔中形成了包結(jié)絡(luò)合物，親水性的PEG鏈將該包結(jié)絡(luò)合物分散穩(wěn)定在水中形成了納米級(jí)的聚集體；該聚集體具 有極佳的放置穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性，放置穩(wěn)定性是對(duì)同一濃度樣品溶液用動(dòng)態(tài) 光散射跟蹤測(cè)定評(píng)估得出的，稀釋穩(wěn)定性是將高濃度樣品溶液稀釋后用動(dòng)態(tài)光 散射測(cè)定評(píng)估得出的。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明直接用PEG對(duì)直鏈淀粉進(jìn)行嵌段改性來制備直鏈淀粉/PEG嵌段聚 合物，制備方法簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、易于實(shí)施。本發(fā)明成功解決了提高直鏈 淀粉包結(jié)絡(luò)合物在環(huán)境更為友好的水體系中的穩(wěn)定性問題，所制備的直鏈淀粉 包結(jié)絡(luò)合物溶液具有良好的放置穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性，為迸一步在溶液體系中 研究直鏈淀粉主-客體相互作用及其應(yīng)用提供了途徑，為進(jìn)一步利用直鏈淀粉 的包結(jié)絡(luò)合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)直鏈淀粉的開發(fā)利用提供了可能性。圖說明

圖1是Amylose-NH2的'HNMR圖譜(in d6-DMSO， 300MHz)。 圖2是Amylose-b-PEG嵌段聚合物的'HNMR圖譜(in d6-DMSO， 300MHz)。 圖3是Amylose-b-PEG嵌段聚合物與偶氮苯分子相互作用所形成的穩(wěn)定的包結(jié)絡(luò)合物溶液的圓二色譜。圖4是Amylose-b-PEG嵌段聚合物與偶氮苯分子相互作用所形成的穩(wěn)定的包結(jié)絡(luò)合物溶液的透射電鏡照片。圖5是用動(dòng)態(tài)光散射測(cè)定得到的一所制備直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液放置穩(wěn)定性的結(jié)果圖。圖6是用動(dòng)態(tài)光散射測(cè)定得到的另一所制備直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液稀釋 穩(wěn)定性的結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但發(fā)明的實(shí)施方式 不限于此。 實(shí)施例l:一、Amylose-b-PEG嵌段聚合物的制備(1) 在60。C下，將1.5g直鏈淀粉(M、f23 400， M、yM,^1.05)和0.15g己二 胺溶解于50ml 二甲亞砜中，加入20mg NaCNBH3后攪拌反應(yīng)8天，并每天補(bǔ) 加20mgNaCNBH3。反應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下滴 加到250ml甲醇中形成沉淀，過濾并用甲醇反復(fù)洗滌沉淀除去殘留的己二胺， 然后減壓干燥得到產(chǎn)物胺端基直鏈淀粉(Amylose-NH2)，部分未胺端基化的 直鏈淀粉也一起沉淀下來。產(chǎn)率>95%。如圖1所示為Amylose-NH2的'HNMR 圖譜。(2) 將0.2mmol聚乙二醇單甲醚(mPEG， M,「5000)和0.4mmol對(duì)醛基苯甲酸 溶解于20ml四氫呋喃中，攪拌下將溶解有0.4mmo1 DCC和20mg DMAP的四氫 呋喃溶液10ml—次性加入，然后在室溫下密封反應(yīng)2天。反應(yīng)完畢后，將生成 的二環(huán)己基脲(DCU)沉淀濾去，所得濾液在攪拌下加入10倍于其體積的乙醚中 形成沉淀，過濾得到沉淀并用四氫呋喃/乙醚(四氫呋喃乙醚的體積比為l : 10)進(jìn)行一次溶解/沉淀以除去殘留的對(duì)醛基苯甲酸等小分子，然后取沉淀減 壓干燥得到產(chǎn)物醛端基聚乙二醇(mPEG-CHO)。產(chǎn)率86%。 'HNMR: S3.65ppm(CH20)， S3.4 ppm(CH30), 54.5 ppm(CH2OCO), S8.0, 8.2, 10.1 ppm (苯環(huán))。(3)在60。C下，將0.3g胺端基直鏈淀粉(Amylose-NH2)和0.25g醛端基 聚乙二醇(mPEG-CHO)溶解于30ml二甲亞砜中，加入20mgNaCNBH3后攪拌 反應(yīng)6天，并每天補(bǔ)加20mg NaCNBH3。反應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室 溫，然后在攪拌下將150ml四氫呋喃緩慢滴加到混合液中，充分靜置后上層為 含有生成的Amylose-b-PEG及未完全反應(yīng)的mPEG-CHO的半透明溶液、下層為 含有未完全反應(yīng)的Amylose-NH2的白色沉淀。取出上層溶液，蒸去90%以上四 氫呋喃后，在攪拌下滴加到6倍于其體積的甲醇/乙醚混合溶劑(甲醇乙醚體 積比2 : 1)中形成沉淀，過濾得到沉淀并干燥。將干燥后的沉淀用甲醇反復(fù) 洗滌以除去未完全反應(yīng)的mPEG-CHO，然后減壓干燥得到產(chǎn)物直鏈淀粉/聚乙 二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG)。產(chǎn)率40%。 GPC測(cè)定(二甲亞砜作流動(dòng) 相)得到Amylose-b-PEG嵌段聚合物的分子量分布指數(shù)為U4。如圖2所示，為 Amylose-b-PEG嵌段聚合物的'HNMR圖譜。二、穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的制備(a) 在60。C下，將10mg直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG)、 5mg偶氮苯(Azobenzene)溶于lml 二甲基亞砜中，攪拌下在0.5h內(nèi)逐滴加入 2ml水，至二甲亞砜的體積占30°/。左右，保溫?cái)嚢鑜h后，以利于Amylose鏈段與客體分子形成包結(jié)絡(luò)合物。(b) 繼續(xù)滴加7ml水，至二甲亞砜的體積只占10%左右，滴加完畢后冷卻至 室溫。將所得溶液裝入透析袋中透析24h除去二甲基亞砜后，用0.45um過濾頭 過濾，除去未被包埋的客體分子，得穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液。將制備 的包結(jié)絡(luò)合物溶液冷凍干燥，用二甲亞砜溶解后測(cè)定其在320nm的吸光度，通 過標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定其中偶氮苯的含量為0.13%(g of Azobenzene/g of Amylose-b-PEG)。圓二色譜結(jié)果(見圖3)表明形成了直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物，透 射電鏡測(cè)定結(jié)果(見圖4)表明包結(jié)絡(luò)合物溶液中形成了納米級(jí)的聚集體，動(dòng)態(tài) 光散射跟蹤測(cè)定結(jié)果(見圖5)表明該直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的放置穩(wěn)定性 好。實(shí)施例2一、Amylose-b-PEG嵌段聚合物的制備(1) 胺端基直鏈淀粉的制備在65。C下，將lg直鏈淀粉(M^23400， Mw/M,嚴(yán)1.05)和0.074g己二胺溶解于50ml 二甲亞砜中加入催化劑25mg NaCNBH3后攪拌反應(yīng)7天，并每天補(bǔ)加相同質(zhì)量(25mg)的NaCNBH3;反 應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下滴加到350ml甲醇中形成 沉淀；過濾并用甲醇反復(fù)洗滌沉淀除去殘留的己二胺，然后減壓干燥得到產(chǎn)物 胺端基直鏈淀粉(Amyl0Se-NH2)，部分未胺端基化的直鏈淀粉也一起沉淀下 來。(2) 醛端基聚乙二醇的制備將O.lmmol聚乙二醇單甲醚(mPEG， M^5000)和0.15mmo1對(duì)醛基苯甲酸溶解于20 ml四氫呋喃中；攪拌下將溶解 有0.15mmol N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和lOmg 4-二甲氨基吡啶(DMAP) 的體積為10ml的四氫呋喃溶液一次性加入；然后在室溫下密封反應(yīng)36小時(shí)； 反應(yīng)完畢后，將生成的二環(huán)己基脲(DCU)沉淀濾去，所得濾液在攪拌下加入12 倍于其體積的乙醚中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用四氫呋喃/乙醚(四氫呋 喃乙醚的體積比為l 10)重新溶解/沉淀除去殘留的對(duì)酸基苯甲酸小分子， 然后取沉淀減壓干燥得到產(chǎn)物醛端基聚乙二醇。(3) Amylose-b-PEG嵌段聚合物的制備在65。C下，將0.15 g胺端基直鏈 淀粉(Amylose-NH2)和O.lg醛端基聚乙二醇溶解于30 ml 二甲亞砜中；加入 21mgNaCNBH3后攪拌反應(yīng)7天，并每天補(bǔ)加21mgNaCNBH3;反應(yīng)完畢后， 將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下將160ml四氫呋喃逐滴滴加到混合液 中；充分靜置后上層為含有生成的Amylose-6-PEG及未完全反應(yīng)的醛端基聚 乙二醇的半透明溶液、下層為含有未完全反應(yīng)的AmyloSe-NH2的白色沉淀， 取出上層溶液，蒸去90%以上四氫呋喃后，在攪拌下滴加到7倍于其體積的 甲醇/乙醚混合溶劑(甲醇乙醚體積比2 : 1)中形成沉淀，過濾得到沉淀， 并用甲醇反復(fù)洗滌以除去未完全反應(yīng)的醛端基聚乙二醇，然后減壓干燥得到產(chǎn) 物直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-Z)-PEG)。二、穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的制備(a)在65。C下，將10mg直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-b-PEG)、 3mg偶氮苯(Azobenzene)溶于lml二甲基亞砜中，攪拌下在0.5h內(nèi)逐滴加 入2ml水至二甲亞砜的體積占30%左右，保溫?cái)嚢鑜h以利于Amylose鏈段與 客體分子形成包結(jié)絡(luò)合物。(b)繼續(xù)滴加7ml水，至二甲亞砜的體積只占10°/。，滴加完畢后冷卻至室 溫。將所得溶液裝入透析袋中透析24h除去二甲基亞砜后，用0.45um過濾頭 過濾，除去未被包埋的客體分子偶氮苯，得穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液。 標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定其中偶氮苯的含量為0.063%(g of Azobenzene/g of Amylose-b-PEG)。將該直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液稀釋后進(jìn)行動(dòng)態(tài)光散射測(cè)定， 結(jié)果(見圖6)表明其稀釋穩(wěn)定性好。實(shí)施例3一、Amylose-b-PEG嵌段聚合物的制備(1) 胺端基直鏈淀粉的制備在55"C下，將1.25g直鏈淀粉(Mn =15100， Mw/M,尸l.l)和0.14g己二胺溶解于50ml 二甲亞砜中；加入催化劑22mg NaCNBH3后攪拌反應(yīng)8天，并每天補(bǔ)加相同質(zhì)量(22mg)的NaCNBH3;反 應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下滴加到300ml甲醇中形成 沉淀；過濾并用甲醇反復(fù)洗滌沉淀除去殘留的己二胺，然后減壓干燥得到產(chǎn)物 胺端基直鏈淀粉(Amyl0Se-NH2)，部分未胺端基化的直鏈淀粉也一起沉淀下 來。(2) 醛端基聚乙二醇的制備將0.2mmol聚乙二醇單甲醚(mPEG, Mn=4000) 和0.4mmol對(duì)醛基苯甲酸溶解于25ml四氫呋喃中；攪拌下將溶解有0.4mmol N，N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和24mg4-二甲氨基吡啶(DMAP)的體積為10ml 的四氫呋喃溶液一次性加入；然后在室溫下密封反應(yīng)1天；反應(yīng)完畢后，將生 成的二環(huán)己基脲(DCU)沉淀濾去，所得濾液在攪拌下加入11倍于其體積的乙 醚中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用四氫呋喃/乙醚(四氫呋喃乙醚的體積 比為1 : 10)重新溶解/沉淀除去殘留的對(duì)醛基苯甲酸小分子，然后取沉淀減 壓干燥得到產(chǎn)物醛端基聚乙二醇。(3) Amylose-b-PEG嵌段聚合物的制備在55。C下，將0.45g胺端基直鏈 淀粉(Amylose-NH2)禾n 0.47 g醛端基聚乙二醇溶解于30ml 二甲亞砜中；力口 入18mgNaCNBH3后攪拌反應(yīng)7天，并每天補(bǔ)加18mg的NaCNBH3;反應(yīng)完 畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下將180ml四氫呋喃逐滴滴加到 混合液中；充分靜置后上層為含有生成的Amylose-6-PEG及未完全反應(yīng)的醛 端基聚乙二醇的半透明溶液、下層為含有未完全反應(yīng)的Amyl0Se-NH2的白色沉淀，取出上層溶液，蒸去卯％以上四氫呋喃后，在攪拌下滴加到甲醇/乙醚 混合溶劑(甲醇乙醚體積比2 : 1)中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用甲醇 反復(fù)洗滌以除去未完全反應(yīng)的醛端基聚乙二醇，然后減壓干燥得到產(chǎn)物直鏈淀 粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-6-PEG)。二、穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的制備(a) 在55。C下，5mg直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物(Amylose-6-PEG)、 lmg客體分子偶氮苯(Azobenzene)溶于lml 二甲亞砜中；然后在攪拌下于 0.5h內(nèi)逐滴滴加2ml水至二甲亞砜的體積占30%左右，并繼續(xù)攪拌lh左右以 利于Amylose鏈段與客體分子形成包結(jié)絡(luò)合物。(b) 繼續(xù)滴加滴加7ml水，至二甲亞砜的休積只占10%,滴加完畢后冷卻 至室溫。將所得溶液裝入透析袋中透析24h除去二甲基亞砜后，用0.45um過 濾頭過濾，除去未被包埋的客體分子偶氮苯，得穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶 液。標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定其中偶氮苯的含量為0.041%(g of Azobenzene/g of Amylose-b-PEG)。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí) 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精祌實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法，其特征在于包括如下步驟一、直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物即Amylose-b-PEG嵌段聚合物的制備(1)胺端基直鏈淀粉的制備在55～65℃下，將直鏈淀粉和己二胺溶解于二甲亞砜中，所述每毫升二甲亞砜中溶有0.02～0.03g直鏈淀粉，所述己二胺物質(zhì)的量是直鏈淀粉物質(zhì)的量的15～20倍；加入催化劑NaCNBH3后攪拌反應(yīng)7～8天，每毫升二甲亞砜加入催化劑NaCNBH3 0.4～0.5mg，反應(yīng)期間每天補(bǔ)加相同質(zhì)量的NaCNBH3；反應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下滴加到甲醇中形成沉淀，所述甲醇體積是二甲亞砜體積的5～7倍；過濾并用甲醇反復(fù)洗滌沉淀除去殘留的己二胺，然后減壓干燥得到產(chǎn)物胺端基直鏈淀粉；(2)醛端基聚乙二醇的制備將聚乙二醇單甲醚和對(duì)醛基苯甲酸溶解于四氫呋喃中，所述每毫升二甲亞砜中溶有0.005～0.01mmol聚乙二醇單甲醚，所述對(duì)醛基苯甲酸物質(zhì)的量是聚乙二醇單甲醚物質(zhì)的量的1.5～2倍；攪拌下將溶解有N，N-二環(huán)己基碳二亞胺和催化劑4-二甲氨基吡啶的四氫呋喃溶液一次性加入，其中N，N-二環(huán)己基碳二亞胺的物質(zhì)的量與對(duì)醛基苯甲酸物質(zhì)的量相等，每毫升四氫呋喃中溶解有0.02～0.04mmol N，N-二環(huán)己基碳二亞胺，所述催化劑4-二甲氨基吡啶與N，N-二環(huán)己基碳二亞胺的物質(zhì)的量之比為0.4～0.5∶1；然后在室溫下密封反應(yīng)1～2天；反應(yīng)完畢后，將生成的二環(huán)己基脲沉淀濾去，所得濾液在攪拌下加入10～12倍于其體積的乙醚中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用四氫呋喃/乙醚重新溶解/沉淀一次除去殘留的對(duì)醛基苯甲酸小分子，沉淀減壓干燥得到產(chǎn)物醛端基聚乙二醇；(3)直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物的制備在55～65℃下，將步驟(1)得到的胺端基直鏈淀粉和步驟(2)得到的醛端基聚乙二醇溶解于二甲亞砜中，所述每毫升二甲亞砜中溶有0.005～0.015g胺端基直鏈淀粉，所述醛端基聚乙二醇物質(zhì)的量是胺端基直鏈淀粉物質(zhì)的量的3～4倍；加入催化劑NaCNBH3后攪拌反應(yīng)6～7天，每毫升二甲亞砜加入催化劑NaCNBH3 0.6～0.7mg，反應(yīng)期間每天補(bǔ)加相同質(zhì)量的NaCNBH3；反應(yīng)完畢后，將所得混合液冷卻到室溫，然后在攪拌下將四氫呋喃逐滴滴加到混合液中，所述四氫呋喃體積是二甲亞砜體積的5～6倍；充分靜置后，取出上層溶液，蒸去90％以上四氫呋喃后，在攪拌下加入6～7倍于其體積的甲醇/乙醚混合溶劑中形成沉淀，過濾得到沉淀，并用甲醇反復(fù)洗滌以除去未完全反應(yīng)的醛端基聚乙二醇，然后減壓干燥得到產(chǎn)物直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物；二、直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液的制備(a)在55～65℃下，將直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物、客體分子溶于二甲亞砜中，所述每毫升二甲亞砜中溶有5～10mg直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物，所述客體分子占直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物的20～50wt％；然后在攪拌下滴加水至二甲亞砜的體積占30％，并繼續(xù)攪拌至形成包結(jié)絡(luò)合物；(b)繼續(xù)滴加水至二甲亞砜的體積只占10％，滴加完畢后冷卻至室溫；將所得溶液透析除去二甲亞砜，再經(jīng)過濾除去未被包埋的客體分子，就得到穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液；所述步驟(a)中的客體分子是偶氮苯及其衍生物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法， 其特征在于所述步驟(l)中直鏈淀粉的數(shù)均分子量在15 000 25 000之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法, 其特征在于所述步驟(2)中四氫呋喃/乙醚的四氫呋喃乙醚的體積比為1 : 10。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法， 其特征在于所述步驟(2)中聚乙二醇單甲醚的數(shù)均分子量在4 000 5 000之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法， 其特征在于所述步驟(3)中甲醇/乙醚混合溶劑的甲醇乙醚的體積比為2 : 1。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法，其特征在于所述步驟(3)中制備的直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物，其分子結(jié)構(gòu) 如下OH ，攤其中，直鏈淀粉鏈段的數(shù)均分子量在15 000 25 000之間，聚乙二醇鏈段的數(shù) 均分子量在4 000 5 000之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液穩(wěn)定性的方法，該方法首先分別將直鏈淀粉胺端基化和聚乙二醇單甲醚醛端基化，然后通過所得的胺端基直鏈淀粉和醛端基聚乙二醇間的偶聯(lián)反應(yīng)制備得到直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物。在二甲亞砜和水的混合溶劑中，直鏈淀粉/聚乙二醇嵌段聚合物與客體分子相互作用形成包結(jié)絡(luò)合物，經(jīng)透析除去二甲亞砜、過濾除去未被包埋的客體分子后，就得到穩(wěn)定的直鏈淀粉包結(jié)絡(luò)合物溶液。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)在溶液中研究直鏈淀粉的主-客體化學(xué)提供了一條途徑，為利用直鏈淀粉的包結(jié)絡(luò)合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)直鏈淀粉的開發(fā)利用提供了一條新途徑。
文檔編號(hào)C08L87/00GK101230198SQ200810026278
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月3日
發(fā)明者張黎明, 李本剛 申請(qǐng)人:中山大學(xué)