N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 殼聚糖能被生物體內(nèi)的溶菌酶降解生成天然的代謝物，具有無毒、能被生物體完 全吸收等特點，因此用它作藥物緩釋劑具有較大的優(yōu)越性。近年來對載藥殼聚糖納米載藥 粒子的研宄取得了重大進展，成為載體藥物技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。但由于其分子間存 在強烈的氫鍵作用，具有高結(jié)晶度，使得殼聚糖只能溶于酸性及少數(shù)有機溶劑中，使其既難 以形成納米粒子，也不利于其在堿性腸道環(huán)境中的吸收。因此，在更為理想的納米載藥粒子 的制備設(shè)計中，尋求殼聚糖的水溶性途徑成為能否將其成功用作納米載藥粒子基質(zhì)物質(zhì)的 關(guān)鍵。通過化學(xué)改性，在殼聚糖分子上接入某些特殊基團改變其水溶性，可以極大擴展殼聚 糖的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有殼聚糖及其衍生物溶解性差，取代度低的問題，提供一種 N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的制備方法。
[0004] 本發(fā)明N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的制備方法，按以下步驟進行：
[0005] -、環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨（EEA)的合成：
[0006] 向4~15°C裝有電動攪拌器、滴液漏斗和冷凝回流裝置的干燥三口燒瓶中加入環(huán) 氧氯丙烷，不斷攪拌并滴加N，N-二甲基乙胺，Ih內(nèi)加完，同時加熱至10~35°C，恒溫反應(yīng) 4~14h后，停止反應(yīng)，產(chǎn)品用冰丙酮洗滌，抽濾，將抽濾后的產(chǎn)品置于表面皿中，放真空干 燥器中干燥6~24h，得到環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨；
[0007] 二、N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖（N-2-HFCC)的制備：
[0008] a、殼聚糖的脫乙酰化處理
[0009] 將8~15g脫乙酰度85%的殼聚糖分散在100~200mL質(zhì)量分數(shù)為15%~40% 的NaOH溶液中，在90~120°C條件下回流攪拌反應(yīng)1. 5~8h，去掉上清液，沉淀用去離子 水洗至中性，獲得脫乙酰處理的殼聚糖；
[0010] b、殼聚糖的浸泡處理
[0011] 將2~8g脫乙酰處理的殼聚糖溶于10~360mL體積濃度為1 %~3%乙酸溶液 中，攪拌溶解2~6小時，逐漸滴入0. 1~2.Omol/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)殼聚糖溶液pH至9， 當有白色沉淀析出時浸泡6~16h，抽濾，再用去離子水洗至濾液呈中性，抽干水分，烘干后 得到浸泡處理后的殼聚糖；
[0012] c、殼聚糖與環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯化銨的開環(huán)反應(yīng)
[0013] 將上述浸泡處理后的殼聚糖倒入三口燒瓶中，加入20~50mL異丙醇，攪拌分散 均勻后呈漿狀，將三口燒瓶升溫至45~70°C，滴加40~60mL環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯 化銨的異丙醇溶液，30min內(nèi)滴完，反應(yīng)8~14h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，靜置，分層，加入 200~400mL冷藏處理的無水乙醇，浸泡0. 3~0. 8h后抽濾，于30~60°C真空干燥，得到 粗制的N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖；其中40~60mL環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯化 銨的異丙醇溶液中含6-12g的環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯化銨；
[0014] d、N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的精制
[0015] 將粗制的N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖溶于去離子水，3G紗芯漏斗過濾， 濾液在5倍體積丙酮中沉淀得到淡黃色沉淀物，即為N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚 糖。
[0016] 本發(fā)明找出環(huán)氧值及轉(zhuǎn)化率均相對較高的制備條件，得到最優(yōu)制備條件下的新型 材料環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨（EEA)。并且將殼聚糖進行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，成功將環(huán)氧丙基 二甲基乙基氯化銨（EEA)接枝到殼聚糖上得到N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖。殼 聚糖分子間與分子內(nèi)含有大量氫鍵，由于環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨的引入，使殼聚糖分 子間與分子內(nèi)的氫鍵被破壞，且水分子更容易接近這種松散的無定形狀態(tài)的大分子，改性 后的殼聚糖衍生物中含有的親水基團環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨，可以與水分子再次形成 氫鍵，因而溶解度增加，成功的提高了殼聚糖的水溶性，擴大了殼聚糖的應(yīng)用范圍。本發(fā)明 方法操作簡便，后續(xù)處理也較為簡單。
[0017] 本發(fā)明所使用的殼聚糖來源豐富，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)率高，無復(fù)雜副產(chǎn)物適宜大規(guī)模 生產(chǎn)。使用本方法合成的N-2-HFCC取代度高，最高可達95%以上，水溶性良好。
【附圖說明】
[0018] 圖1為實施例1中環(huán)氧氯丙烷與環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線 光譜圖；
[0019] 圖2為實施例1中環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨的1HNMR譜圖；
[0020] 圖3為實施例1中殼聚糖和環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外 譜圖；
[0021] 圖4為實施例1中環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的核磁譜圖；
[0022] 圖5實施例1中實施例1中殼聚糖和環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的XRD譜 圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的 任意組合。
【具體實施方式】 [0024] 一：本實施方式N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的制備方法， 按以下步驟進行：
[0025] 一、環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨（EEA)的合成：
[0026] 向4~15°C裝有電動攪拌器、滴液漏斗和冷凝回流裝置的干燥三口燒瓶中加入環(huán) 氧氯丙烷，不斷攪拌并滴加N，N-二甲基乙胺，Ih內(nèi)加完，同時加熱至10~35°C，恒溫反應(yīng) 4~14h后，停止反應(yīng)，產(chǎn)品用冰丙酮洗滌，抽濾，將抽濾后的產(chǎn)品置于表面皿中，放真空干 燥器中干燥6~24h，得到環(huán)氧丙基二甲基乙基氯化銨；
[0027] 二、N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖（N-2-HFCC)的制備：
[0028] a、殼聚糖的脫乙?；幚?br>[0029] 將8~15g脫乙酰度85%的殼聚糖分散在100~200mL質(zhì)量分數(shù)為15%~40% 的NaOH溶液中，在90~120°C條件下回流攪拌反應(yīng)1. 5~8h，去掉上清液，沉淀用去離子 水洗至中性，獲得脫乙酰處理的殼聚糖；
[0030] b、殼聚糖的浸泡處理
[0031] 將2~8g脫乙酰處理的殼聚糖溶于10~360mL體積濃度為1 %~3%乙酸溶液 中，攪拌溶解2~6小時，逐漸滴入0. 1~2.Omol/L的NaOH溶液，調(diào)節(jié)殼聚糖溶液pH至9， 當有白色沉淀析出時浸泡6~16h，抽濾，再用去離子水洗至濾液呈中性，抽干水分，烘干后 得到浸泡處理后的殼聚糖；
[0032] c、殼聚糖與環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯化銨的開環(huán)反應(yīng)
[0033] 將上述浸泡處理后的殼聚糖倒入三口燒瓶中，加入20~50mL異丙醇，攪拌分散 均勻后呈漿狀，將三口燒瓶升溫至45~70°C，滴加40~60mL環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯 化銨的異丙醇溶液，30min內(nèi)滴完，反應(yīng)8~14h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，靜置，分層，加入 200~400mL冷藏處理的無水乙醇，浸泡0. 3~0. 8h后抽濾，于30~60°C真空干燥，得到 粗制的N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖；其中40~60mL環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯化 銨的異丙醇溶液中含6-12g的環(huán)氧丙基二甲基二乙基氯化銨；
[0034] d、N-2_羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖的精制
[0035] 將粗制的N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚糖溶于去離子水，3G紗芯漏斗過濾， 濾液在5倍體積丙酮中沉淀得到淡黃色沉淀物，即為N-2-羥丙基二甲基乙基氯化銨殼聚 糖。
[0036] 本發(fā)明利用環(huán)氧氯丙烷與N，N-二甲基乙胺發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，得到環(huán)氧丙基二甲基 乙基氯化,安（Epoxypropyltwomethylethylammoniumchloride，EEA)，在把EEA接枝 到殼聚糖（CS)的氨基上，形成N-2-輕丙基二甲基乙基氯化按殼聚糖（N-2-hydroxypropyl methylethylammoniumchloridechitosan，N-2-HFCC)〇
【具體實施方式】 [0037] 二：本實施方式與一不同的是：步驟一中環(huán)氧氯丙烷 與N，N-二甲基乙胺物質(zhì)的量的比為2~6:1。其它與一相同。
【具體實施方式】 [0038] 三：本實施方式與一或二不同的是：步驟一中加熱至 20~30°C。其它與一或二相同。
【具體實施方式】 [0039] 四：本實施方式與一或二不同的是：步驟一中加熱至 25°C。其它與一或二相同。<