專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備羧甲基殼聚糖的方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備羧甲基殼聚糖的方法及其在制備納濾膜和治療胃酸病藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
羧甲基殼聚糖是一種重要的水溶性的甲殼素衍生物，可用作化妝品保濕劑，果蔬的保鮮劑，植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，水處理中的絮凝劑及多種藥物輔劑。現(xiàn)有的制備羧甲基殼聚糖的方法大多以殼聚糖為原料，用乙醛酸法和氯乙酸法及氯乙酸和乙醛酸聯(lián)用的方法。乙醛酸法是將適量的殼聚糖溶解在10％的乙醛酸水溶液中，在60℃左右攪拌4h后得Shiff堿，用2mol/L的NaOH溶液將PH調(diào)至6，再加入適量的氰基硼氫化鈉(NaCNBH3)，在室溫下攪拌處理4h，使Shiff堿還原，將反應(yīng)液倒入乙醇中析出白色沉淀，過(guò)濾，用無(wú)水乙醇或丙酮洗滌，在五氧化二磷存在下真空干燥得白色粉末狀的N-羧甲基化殼聚糖產(chǎn)品。氯乙酸法制羧甲基殼聚糖大多以殼聚糖為原料，以異丙醇為反應(yīng)介質(zhì)。
美國(guó)專(zhuān)利(USP4619995)公開(kāi)了Hayes將20g甲殼素加入200ml異丙醇在25℃下攪拌20min，然后加入56ml 16mol的NaOH溶液，加熱至80℃下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，待脫乙酰化反應(yīng)結(jié)束后，靜置0.5h，將固體氯乙醇40.4g分5等份加入，20min內(nèi)加完。將物料加熱至60℃后保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h。用冰乙酸調(diào)節(jié)PH＝7，過(guò)濾，將濾出物用500ml 70％的甲醇水溶液洗滌兩次，再用500ml無(wú)水甲醇洗滌，然后在60℃下烘干過(guò)夜，得N，O-羧甲基殼聚糖27g。
現(xiàn)有的制備羧甲基殼聚糖的方法大多以殼聚糖為原料，在濃堿溶液中堿化，以異丙醇或正丁醇為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行羧化反應(yīng)。這些方法的主要缺點(diǎn)在于(1)原料殼聚糖是由甲殼素在40～50％NaOH溶液中脫乙?；?，經(jīng)分離、洗滌、干燥得到的產(chǎn)品，而用殼聚糖制備羧甲基殼聚糖時(shí)又需要在濃堿液中堿化，才能進(jìn)行羧化反應(yīng)。這樣前后兩次浸堿處理，不但用堿量大，操作麻煩、中間步驟多，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，廢水排放污染嚴(yán)重，而且經(jīng)濃堿處理后殼聚糖分子鏈降解嚴(yán)重，產(chǎn)品黏度大大降低；(2)異丙醇，正丁醇反應(yīng)介質(zhì)成本高，毒性較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種羧甲基殼聚糖的制備方法，并把它用于制備納濾膜和治療胃酸病藥物它能克服現(xiàn)有羧甲基殼聚糖制備方法的上述缺點(diǎn)。
一種制備羧甲基殼聚糖的方法，其特征是用甲殼素為原料，以95％乙醇為介質(zhì)，一次浸入低濃度堿，80-95℃下恒溫、攪拌回流1.5-3.0h，分3～7次加入一氯乙酸，在40℃～50℃下再攪拌回流2-4h，洗滌沉淀并干燥，所述的甲殼素、堿、一氯乙酸、95％乙醇最佳重量比例范圍為1∶2.5～3.5∶2～4∶16～20。
上述羧甲基殼聚糖用于制備對(duì)胃酸過(guò)多病有特殊療效的羧甲基殼聚糖鋁鹽。
上述羧甲基殼聚糖用于制備納濾膜。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是直接采用甲殼素為原料，用95％乙醇為反應(yīng)介質(zhì)，用堿量大大減少，反應(yīng)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，無(wú)濃堿液排放，堿和乙醇容易回收，既減少了堿液污染危害，也降低了生產(chǎn)成本，所得產(chǎn)品黏度高，比通常方法高出幾十到100多倍，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制。用羧甲基殼聚糖為原料制備的三種羧甲基殼聚糖鋁鹽CMCS-Al(OH)2、(CMCS)2-AlOH和(CMCS)3-Al均具有明顯的治療胃酸過(guò)多的功效。同時(shí)以羧甲基殼聚糖為原料與聚丙稀腈、聚砜、聚醚砜、聚乙烯醇、聚氯乙烯、尼龍-6、聚偏氟乙烯、聚乙烯超濾膜基膜復(fù)合制得的膜具有納濾膜的功效。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.
量取80～100ml 95％的乙醇倒入具塞三頸瓶中，加入12.5～17.5gNaOH和5g甲殼素，先在90℃恒溫水浴中攪拌，回流反應(yīng)2h，冷卻、得到堿性殼聚糖懸浮液。然后為防止過(guò)熱分3～5次加入10～20g一氯乙酸，加時(shí)每次間隔10min左右，在40～50℃下攪拌，回流3h，冷卻后離心分離出固體沉淀，用70～80％乙醇洗滌沉淀，直到洗滌液中無(wú)氯離子，真空干燥得羧甲基殼聚糖粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品溶于100ml去離子水中，過(guò)濾除掉不溶物，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮，濃縮液加95％的乙醇沉淀出白色絮狀沉淀，再用無(wú)水乙醇或丙酮徹底脫出水分，擠干，真空干燥。產(chǎn)品回收率為110～120％，樣品羧化度為1.07～1.25，其4％水溶液黏度為850～1660mpa·a。所述的甲殼素、氫氧化鈉、一氯乙酸、95％乙醇最佳重量比例范圍為1∶2.5～3.5∶2～4∶16～20。
實(shí)施例2.
將80～100L 95％的乙醇倒入帶回流裝置的夾層反應(yīng)釜中，加入12.5～17.5kgNaOH和5kg甲殼素，蒸汽控溫加熱，攪拌，回流反應(yīng)2h，冷卻，得堿性殼聚糖懸浮液，然后為防止過(guò)熱5次加入10～2.kg一氯乙酸，每次間隔10min左右，在40～50℃下攪拌，回流3h，冷卻后離心分離出固體沉淀，用70～80％乙醇洗滌沉淀，直到洗滌液中無(wú)氯離子，真空干燥得羧甲基殼聚糖粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品溶于100L去離子水中，過(guò)濾除掉不溶物，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中濃縮，濃縮液加95％的乙醇沉淀出白色絮狀沉淀，再用無(wú)水乙醇或丙酮徹底脫出水分，擠干，真空干燥。產(chǎn)品回收率為110～120％，樣品羧化度為1.07～1.25，其4％水溶液黏度為850～1660mpa·a。
應(yīng)用實(shí)施例1或2制得的羧甲基殼聚糖(CMCS)，分別將3份羧甲基殼聚糖每份0.5g(約0.002摩爾量)配成1％(重量百分?jǐn)?shù)，下同)的水溶液，標(biāo)號(hào)為1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)，然后按CMCS∶ALCL3·6H2O∶NaOH摩爾量比分別為1∶2∶2，2∶1∶1和3∶1∶0的比例在室溫下將CMCS溶液，ALCL3·6H2O和NaOH三者混合，并且攪拌2h.使其充分反應(yīng)后，將其倒入大量丙酮中沉淀出大量白色沉淀，抽濾分離出沉淀，用大量的75％乙醇水溶液反復(fù)洗至無(wú)氯離子，取出沉淀在50℃下真空干燥，分別得到CMCS-Al(OH)2、(CMCS)2-AlOH和(CMCS)3-Al三種羧甲基殼聚糖鋁鹽。在37.5℃下用其進(jìn)行中和胃酸，結(jié)果表明他們均具有中和胃酸的性能。每克CMCS-Al(OH)2能中和人工胃酸(取10mlC.P濃鹽酸用蒸餾水稀釋定容于1000ml的容量瓶中配成鹽酸溶液，經(jīng)標(biāo)定其濃度為0.1172ml/L)109.59ml；(CMCS)2-AlOH每克能中和胃酸69.85ml；(CMCS)3-Al每克能中和胃酸41.75ml，每克CMCS能中和胃酸30.79ml。說(shuō)明它們具有治療胃酸過(guò)多的功效。
以截留相對(duì)分子量為6000～10000的聚丙烯腈超濾膜用去離子水徹底清洗其表面，將其固定在平整的玻璃板上，涼至近干，在膜四周貼一圈普通透明膠帶(寬1cm)，待用。然后取羧甲基殼聚糖3～7g溶于2％～5％的乙酸水溶液中，充分?jǐn)嚢?，溶解后配?％～7％的羧甲基殼聚糖溶液，用G4砂芯漏斗抽濾，除去不溶物，取出濾液靜置去泡后，將其小心倒入上述聚丙烯腈超濾膜表面上，用玻璃棒小心平整其表面上的溶液，使溶液均勻浸涂于聚丙烯腈超濾膜表面上，表面上多余的溶液讓其溢出膜表面，將浸涂羧甲基殼聚糖溶液后的膜在50℃下熱處理1h，然后取出膜平行放置，再在其表面上倒入0.5％～2％的戊二醛水溶液，同樣用玻璃棒平整戊二醛溶液，多余的讓其溢出，然后將此膜在60℃熱交聯(lián)1.5h后，用去離子水徹底清洗后在去離子水中浸泡24h，預(yù)壓后即可使用。用此膜進(jìn)行脫鹽實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在流量為40L/h，操作壓力為4.0Mpa時(shí)，對(duì)1000mg/L的NaCl，Na2SO4水溶液通量分別為10.4和7.1kg/m3h截流率分別為40～50％和81～90％，說(shuō)明該膜具有納濾膜的功能。將聚丙烯腈超濾膜基膜換成聚砜、聚醚砜、聚乙烯醇、聚氯乙烯、尼龍-6、聚偏氟乙烯、聚乙烯超濾膜基膜以后同樣具有納濾膜的功效。
權(quán)利要求
1.一種制備羧甲基殼聚糖的方法，其特征是用甲殼素為原料，以95％乙醇為介質(zhì)，一次浸入低濃度堿，80-95℃下恒溫、攪拌回流1.5-3.0h，分3～7次加入一氯乙酸，在40℃～50℃下再攪拌回流2-4h，洗滌沉淀并干燥，所述的甲殼素、堿、一氯乙酸、95％乙醇最佳重量比例范圍為1∶2∶5～3.5∶2～4∶16～20。
2.權(quán)利要求1所述的羧甲基殼聚糖用于制備對(duì)胃酸過(guò)多病有明顯療效的羧甲基殼聚糖鋁鹽。
3.權(quán)利要求1所述的羧甲基殼聚糖用于制備納濾膜。
全文摘要
一種制備羧甲基殼聚糖的方法，其特征是用甲殼素為原料，以95％乙醇為介質(zhì)，一次浸入低濃度堿，80－95℃下恒溫、攪拌回流1.5－3.0h，分3～7次加入一氯乙酸，在40℃～50℃下再攪拌回流2－4h，洗滌沉淀并干燥，所述的甲殼素、堿、一氯乙酸、95％乙醇最佳重量比例范圍為1∶2.5～3.5∶2～4∶1 6～20。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是用堿量大大減少，反應(yīng)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，無(wú)濃堿液排放，堿和乙醇容易回收，既減少了堿液污染危害，也降低了生產(chǎn)成本，所得產(chǎn)品黏度高，比用通常方法制得的高出幾十到100多倍。用羧甲基殼聚糖制備的羧甲基殼聚糖鋁鹽具有明顯的治療胃酸過(guò)多病的功效。制得的納濾膜的功效好。
文檔編號(hào)C08B37/00GK1629196SQ20041003611
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者陳國(guó)華, 劉長(zhǎng)霞, 晉治濤, 孫明昆, 高從堦 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)