專利名稱：一種β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的包合材料一β -環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海藻酸鹽(Alginate)是存在于褐藻類中的天然高分子，是從褐藻或細(xì)菌中提取出的天然多糖，無(wú)亞急性/慢性毒性或致癌性反應(yīng)，可作為食用的食品添加劑，也可作為支架材料用于醫(yī)學(xué)用途，具備良好的生物相容性。β -環(huán)糊精分子是由7個(gè)葡萄糖單體在C1和C4上連接而成的環(huán)狀低聚糖，它的立體結(jié)構(gòu)呈圓筒形，一端大，一端小。小端口處是由C6上的7個(gè)伯羥基組成，大端口處是由C2，C3的14個(gè)仲羥基組成，因此環(huán)糊精的外壁具有較強(qiáng)的親水性。而環(huán)糊精分子中間有個(gè)內(nèi)直徑約為6-10埃的空腔，而且是相對(duì)疏水性的，所以很多小的非極性分子可以被捕獲而形成內(nèi)包物。β -環(huán)糊精具有良好的黏結(jié)性和乳化分散性和特殊的空筒結(jié)構(gòu)，故具有抑制揮發(fā)，提高溶解性，降低毒性，去苦除臭，防潮保濕，延長(zhǎng)制劑效力等能力。目前關(guān)于海藻酸鹽和環(huán)糊精的改性主要采用CNBr法改性，但CNBr法改性反應(yīng)條件復(fù)雜，操作工序繁瑣，不能滿足規(guī)?；a(chǎn)需要等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提出一種便于工業(yè)化生產(chǎn)的β -環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法。本發(fā)明包括以下步驟
1)酸化先將海藻酸鈉(NaAlg)溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，于30°C 60V水浴恒溫I小時(shí)，然后加入無(wú)水對(duì)甲苯磺酸(PTSA)，攪拌條件下進(jìn)行酸化反應(yīng)；
2)酯化向酸化反應(yīng)后的體系中加入β-環(huán)糊精(β -⑶)和I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl )，攪拌條件下，在30°C 60°C的環(huán)境溫度下進(jìn)行酯化反
3)純化向酯化反應(yīng)后的體系中加入無(wú)水乙醇，攪拌得到固體析出物，抽濾后，用無(wú)水乙醇對(duì)固相進(jìn)行清洗，得到粗產(chǎn)品；再將粗產(chǎn)品加水溶解，用I. 5%的Na2CO3溶液調(diào)pH至8 9，轉(zhuǎn)入透析袋中，再用去離子水透析至透析液的電導(dǎo)率不再改變時(shí)，將液體倒入容器中，加等體積無(wú)水乙醇析出產(chǎn)物，經(jīng)干燥得最終產(chǎn)品。本發(fā)明以對(duì)甲苯磺酸為酸化劑、以I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽為脫水劑、以N，N-二甲基甲酰胺為有機(jī)溶劑，經(jīng)酸化、酯化和純化三大步驟可獲得 β -環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物，β -環(huán)糊精接枝率達(dá)1% 10%，β -環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物其主鏈為海藻酸鹽，是無(wú)毒、生物相容性好且易生物降解的天然高分子；側(cè)鏈環(huán)糊精具有立體結(jié)構(gòu)空腔，腔內(nèi)具有疏水性。產(chǎn)物能溶于水，并能包合藥品、食品和化妝品中的活性成分。
本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了制劑的綠色化，避免了使用有毒的有機(jī)溶劑(如吡啶)，減輕了對(duì)人的皮膚、眼和呼吸道的刺激以及對(duì)環(huán)境的污染；
2、根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)β_環(huán)糊精接枝率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)包合量的效果；
3、本發(fā)明主體選擇的是親水性生物大分子，可進(jìn)行陽(yáng)離子凝膠化作用形成凝膠；
4、本發(fā)明原料為無(wú)毒、生物易降解和生物相容性好的高分子材料，符合當(dāng)今綠色環(huán)保的理念；
5、本發(fā)明的制備條件溫和，無(wú)需特殊的裝置，只需要傳統(tǒng)的攪拌和水熱即可，易于工業(yè)化的生產(chǎn)。另外，本發(fā)明所述酸化時(shí)，海藻酸鈉與對(duì)甲苯磺酸的投料質(zhì)量比為2 : I 8。目的是控制體系處于適當(dāng)?shù)膒H，以利于后續(xù)的酯化反應(yīng)。所述酯化時(shí)，加入的β-環(huán)糊精與海藻酸鈉中糖單元的投料摩爾比為I 10 : I。 可通過(guò)β-環(huán)糊精用量的變化來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)物的接枝率。所述酯化時(shí)，加入的I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽與海藻酸鈉的投料摩爾比為0.5 3 I?？赏ㄟ^(guò)I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽用量的變化來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)物的接枝率。


圖I 為 NaAlg, CD 及 CD-^-Alg 的 FT-IR 圖譜。圖2 為 NaAlg, CD 及 CD-^-Alg 的 TG 圖譜。
具體實(shí)施例方式一、生產(chǎn)實(shí)施例
I、酸化取O. 4g的海藻酸鈉(NaAlg)溶解于40ml N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，40°C水浴恒溫I小時(shí)。然后加入除水的對(duì)甲苯磺酸(PTSA) O. 4g，攪拌3小時(shí)。2、酯化向上述體系中加入β-環(huán)糊精(β-⑶)3g、l_乙基-(3-二甲基氨基丙基) 碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl) O. 56g，在恒溫水浴50°C下攪拌進(jìn)行酯化反應(yīng)24小時(shí)。3、純化待酯化反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中加入無(wú)水乙醇40ml，攪拌得到固體析出物，抽濾，用無(wú)水乙醇對(duì)固相進(jìn)行多次清洗，以除去雜質(zhì)，得到粗產(chǎn)品。取Ig粗產(chǎn)品，加水溶解，用I. 5%的Na2CO3溶液調(diào)pH至8 9，轉(zhuǎn)入透析袋中，再用去離子水透析至透析液的電導(dǎo)率不再改變時(shí)，將液體倒入燒杯中，加等體積無(wú)水乙醇析出產(chǎn)物，經(jīng)干燥得最終產(chǎn)品。產(chǎn)物經(jīng)FT-IR和TG表征，求得接枝率為4. 32%。二、分析
將以上工藝獲得的β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物進(jìn)行FT-IR和TG分析，得到如圖I、 2的圖譜。由圖I可見(jiàn)在產(chǎn)物⑶-^-Alg譜線中1730CHT1處出現(xiàn)了酯羰基峰的信號(hào)，表明 β -⑶通過(guò)酯鍵連接到海藻酸鹽主鏈上。由圖2可計(jì)算出產(chǎn)物⑶Alg的接枝率為4. 32%。
權(quán)利要求
1.一種β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)酸化先將海藻酸鈉溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，于30°C 60°C水浴恒溫I小時(shí)， 然后加入無(wú)水對(duì)甲苯磺酸，攪拌條件下進(jìn)行酸化反應(yīng)；2)酯化向酸化反應(yīng)后的體系中加入β-環(huán)糊精和I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽，攪拌條件下，在30°C 60°C的環(huán)境溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng)；3)純化向酯化反應(yīng)后的體系中加入無(wú)水乙醇，攪拌得到固體析出物，抽濾后，用無(wú)水乙醇對(duì)固相進(jìn)行清洗，得到粗產(chǎn)品；再將粗產(chǎn)品加水溶解，用I. 5%的Na2CO3溶液調(diào)pH至8 9，轉(zhuǎn)入透析袋中，再用去離子水透析至透析液的電導(dǎo)率不再改變時(shí)，將液體倒入容器中，加等體積無(wú)水乙醇析出產(chǎn)物，經(jīng)干燥得最終產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法，其特征在于所述酸化時(shí)，海藻酸鈉與對(duì)甲苯磺酸的投料質(zhì)量比為2 : I 8。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法，其特征在于所述酯化時(shí)，加入的β-環(huán)糊精與海藻酸鈉中糖單元的投料摩爾比為I 10 I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法，其特征在于所述酯化時(shí)，加入的I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽與海藻酸鈉的投料摩爾比為O. 5 3 I。
全文摘要
一種β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的制備方法，涉及一種新型的包合材料——β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物的生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以對(duì)甲苯磺酸為酸化劑、以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽為脫水劑、以N,N-二甲基甲酰胺為有機(jī)溶劑，經(jīng)酸化、酯化和純化三大步驟可獲得β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物，β-環(huán)糊精接枝率達(dá)1%～10%，β-環(huán)糊精接枝的海藻酸衍生物其主鏈為海藻酸鹽，是無(wú)毒、生物相容性好且易生物降解的天然高分子；側(cè)鏈β-環(huán)糊精具有立體結(jié)構(gòu)空腔，腔內(nèi)具有疏水性。產(chǎn)物能溶于水，并能包合藥品、食品和化妝品中的活性成分。
文檔編號(hào)C08B37/04GK102603918SQ201210069450
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者楊俐, 楊繼生 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)