一种改性壳聚糖的方法
【专利摘要】一种改性壳聚糖的方法，本发明涉及改性壳聚糖的方法。本发明要解决传统的改性方法操作较为复杂，主要依赖于微粒的大小及表面性质，特异性识别不强，无法被肝实质性细胞中的去唾液酸糖蛋白靶向识别的问题。方法：将壳聚糖溶于稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖；将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液；将N,N′-二环己基碳二亚胺溶于四甲基乙二胺中，得到活化的N,N′-二环己基碳二亚胺；将乳糖酸溶液及活化的N,N′-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，得到混合物，进行过滤并透析袋透析，然后真空干燥，即得到改性的壳聚糖。本发明是一种改性壳聚糖的方法。
【专利说明】一种改性壳聚糖的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性壳聚糖的方法。
【背景技术】
[0002] 由于壳聚糖具有阳离子性，为可生物降解和生物相容、安全无毒的天然聚合物，结 构中的活性基团氨基和羟基可进一步改性，携带受体介导靶向基团，因此是理想的负电性 微粒包复材料。但壳聚糖本身刚性结晶结构强，只能在酸性环境中（pH < 5)溶解，不溶于 水和一般的有机溶剂，单独使用优势不大，为了改善壳聚糖存在的缺陷，拓宽壳聚糖在药物 制剂领域的应用，对其进行化学改性的研究日益增多。
[0003] 国内外对酰化改性壳聚糖的合成很多，并逐渐将其应用作为药物载体。例如用脂 肪酰氯^C_12C)将壳聚糖N-酰化来增加其疏水性，并且改变其结构性质。未修饰的壳聚 糖表现出很低的有序性和很低的片剂破碎强度，而长链的N-酰化壳聚糖压缩成形性较好， 而且缓释能力较强，具有作为口服和植入剂载体的潜力。有人通过将壳聚糖和硬脂酰氯或 月桂酰氯反应，在壳聚糖的羟基和氨基上接上长烷基链使壳聚糖疏水化，有望成为一种很 好的药物传递系统模型。在微波辐射下，以壳聚糖和松香为原料，合成了一种新型壳聚糖衍 生物马来松香酰化壳聚糖，用它作为药物菲诺洛芬钙缓释制剂的载体，研究了其在人工肠 液和人工胃液中的释药性能，它在人工肠液中对药物有良好的缓释作用。
[0004] 但传统的改性方法操作较为复杂，主要依赖于微粒的大小及表面性质，特异性识 别不强，无法被肝实质性细胞中的去唾液酸糖蛋白靶向识别。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决传统的改性方法操作较为复杂，主要依赖于微粒的大小及表面性 质，特异性识别不强，无法被肝实质性细胞中的去唾液酸糖蛋白靶向识别，从而提供一种改 性壳聚糖的方法。
[0006] -种改性壳聚糖的方法，具体是按照以下步骤进行的：
[0007] -、将壳聚糖溶于质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖；
[0008] 所述的壳聚糖的质量与质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液的体积比为 lg: (100 ?300)mL ;
[0009] 二、将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液；
[0010] 所述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg: (1〇?50)mL ;
[0011] 三、将Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺溶于四甲基乙二胺中，得到活化的Ν，Ν'-二环 己基碳二亚胺；
[0012] 所述的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg: (10? 50)mL ；
[0013] 四、将乳糖酸溶液及活化的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，反 应60h?96h，得到混合物，将混合物进行过滤，得滤液，再将滤液经过截留分子质量为 10000?15000的透析袋透析5天?8天，得到袋内截留溶液，然后将袋内截留溶液置于温 度为50°C?80°C下真空干燥，得到改性的壳聚糖；
[0014] 所述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1: (1?30);所的酸化的壳聚糖与 活化的N，f -二环己基碳二亚胺的体积比为1: (1?30)。
[0015] 本发明的有益效果是：本发明提供的一种改性壳聚糖的方法，反应条件温和，反应 使用的试剂易得，降低了生产成本。二、本发明提供的改性壳聚糖的方法，可使结晶度降低 小于50%，从而更容易被肝实质性细胞中的去唾液酸糖蛋白识别。三、可在中性条件下溶 解，有利于其在人体内发挥作用。四、通过控制反应时间，制备出取代度高于25%的N-取代 的乳糖酰化壳聚糖。因此，本发明适用于生物医药领域，改性后的壳聚糖被肝实质性细胞中 的去唾液酸糖蛋白识别，从而作为新型肝靶向的载体。
[0016] 本发明用于一种改性壳聚糖的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是未改性的壳聚糖红外光谱图；
[0018] 图2是实施例一制备的改性的壳聚糖红外光谱图；
【具体实施方式】
[0019] 本发明技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】之 间的任意组合。
【具体实施方式】 [0020] 一：本实施方式所述的一种改性壳聚糖的方法，具体是按照以下步 骤进行的：
[0021] 一、将壳聚糖溶于质量分数为1 %?20 %的稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖；
[0022] 所述的壳聚糖的质量与质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液的体积比为 lg: (100 ?300)mL ;
[0023] 二、将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液；
[0024] 所述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg: (10?50)mL ;
[0025] 三、将Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺溶于四甲基乙二胺中，得到活化的Ν，Ν'-二环 己基碳二亚胺；
[0026] 所述的Ν，Κ -二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg: (10? 50)mL ；
[0027] 四、将乳糖酸溶液及活化的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，反 应60h?96h，得到混合物，将混合物进行过滤，得滤液，再将滤液经过截留分子质量为 10000?15000的透析袋透析5天?8天，得到袋内截留溶液，然后将袋内截留溶液置于温 度为50°C?80°C下真空干燥，得到改性的壳聚糖；
[0028] 所述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1: (1?30);所的酸化的壳聚糖与 活化的N，f -二环己基碳二亚胺的体积比为1: (1?30)。
[0029] 本实施方式的有益效果是：本实施方式提供的一种改性壳聚糖的方法，反应条件 温和，反应使用的试剂易得，降低了生产成本。二、本实施方式提供的改性壳聚糖的方法，可 使结晶度降低小于50%，从而更容易被肝实质性细胞中的去唾液酸糖蛋白识别。三、可在 中性条件下溶解，有利于其在人体内发挥作用。四、通过控制反应时间，制备出取代度高于 25%的N-取代的乳糖酰化壳聚糖。因此，本实施方式适用于生物医药领域，改性后的壳聚 糖被肝实质性细胞中的去唾液酸糖蛋白识别，从而作为新型肝靶向的载体。
[0030] 在壳聚糖的结构中，存在着C2-NH2、C3-0HJP C6-0H，极易形成分子内氢键和分子间 氢键，具有较强结晶能力，因此只能溶于稀酸。在发明中溶剂为3%稀盐酸溶液，由于乳糖酸 为较弱的酰化剂，所以采用N，N'-二环己基碳二亚胺进行活化。将N，N'-二环己基碳二 亚胺溶解于少量的四甲基乙二胺中，有利于其溶解。由于氨基的亲核能力比羟基强，乳糖酸 的空间位阻较大，而C 2_NH2中的Η是α -构型，在糖的环-环结构中处于e键，因此酰化反 应优先发生在C2_NH2上。
【具体实施方式】 [0031] 二：本实施方式与一不同的是：步骤一中所述的壳聚 糖的质量与质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液的体积比为lg: (100?200)mL。其它与具 体实施方式一相同。
【具体实施方式】 [0032] 三：本实施方式与一或二之一不同的是：步骤二中所 述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg: (20?50)mL。其它与一或二相同。
【具体实施方式】 [0033] 四：本实施方式与一至三之一不同的是：步骤三中所 述的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg: (20?50)mL。其它 与一至三相同。
[0034]
【具体实施方式】五：本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是：步骤四中所 述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1:(1?20)。其它与【具体实施方式】一至四相 同。
【具体实施方式】 [0035] 六：本实施方式与一至五之一不同的是：步骤五中所 的酸化的壳聚糖与活化的N，f -二环己基碳二亚胺的体积比为1: (1?15)。其它与具体 实施方式一至五相同。
[0036] 采用以下实施例验证本发明的有益效果：
[0037] 实施例一：
[0038] 本实施例所述的一种改性壳聚糖的方法，具体是按照以下步骤进行的：
[0039] -、将壳聚糖溶于质量分数为4%的稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖；
[0040] 所述的壳聚糖的质量与质量分数为4%的稀盐酸溶液的体积比为lg: 150mL ;
[0041] 二、将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液；
[0042] 所述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg:20mL ;
[0043] 三、将Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺，溶于四甲基乙二胺中，得到活化的Ν，Ν'-二环 己基碳二亚胺；
[0044] 所述的Ν，f -二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg:20mL ;
[0045] 四、将乳糖酸溶液及活化的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，反 应96h，得到混合物，将混合物进行过滤，得滤液，再将滤液经过截留分子质量为10000? 15000的透析袋透析5天，得到袋内截留溶液，然后将袋内截留溶液置于温度为40°C下真空 干燥，得到改性的壳聚糖；
[0046] 所述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1:5 ;所的酸化的壳聚糖与活化的 N，N'-二环己基碳二亚胺的体积比为1:3。
[0047] 图1是未改性的壳聚糖红外光谱图；图2是实施例一制备的改性的壳聚糖红外光 谱图；在壳聚糖的红外图谱中可看出3369CHT 1左右的宽峰是0-H的伸缩振动吸收峰与N-H 伸缩振动吸收峰的重叠峰，1596CHT1为-NH2的面内弯曲振动峰。改性后壳聚糖的红外图谱 与壳聚糖相比，3396CHT 1出现了峰，是因为衍生化后-0H数目大大增加所致，位于1606CHT1 处出现了较明显的酰胺峰。
[0048] 实施例二：
[0049] 本实施例所述的一种改性壳聚糖的方法，具体是按照以下步骤进行的：
[0050] -、将壳聚糖溶于质量分数为4%稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖；
[0051] 所述的壳聚糖的质量与质量分数为4%的稀盐酸溶液的体积比为lg:200mL ;
[0052] 二、将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液；
[0053] 所述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg:25mL ;
[0054] 三、将Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺，溶于四甲基乙二胺中，得到活化的Ν，Ν'-二环 己基碳二亚胺；
[0055] 所述的N，f -二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg:25mL ;
[0056] 四、将乳糖酸溶液及活化的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，反 应120h，得到混合物，将混合物进行过滤，得滤液，再将滤液经过截留分子质量为10000? 15000的透析袋透析5天，得到透析袋的截留溶液，然后将其置于为温度为50°C下真空干 燥，得到改性的壳聚糖；
[0057] 所述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1:4 ;所的酸化的壳聚糖与活化的 N，N'-二环己基碳二亚胺的体积比为1:4。
[0058] 本实施例根据核磁共振实验，根据未改性壳聚糖和本实施例制备的改性后的壳聚 糖的1HNMR中Η的积分面积可计算出改性后壳聚糖的取代度为25%。
[0059] 实施例三：
[0060] 本实施例所述的一种改性壳聚糖的方法，具体是按照以下步骤进行的：
[0061] 一、将壳聚糖溶于质量分数为5%稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖；
[0062] 所述的壳聚糖的质量与质量分数为5%的稀盐酸溶液的体积比为lg: 150mL ;
[0063] 二、将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液；
[0064] 所述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg:20mL ;
[0065] 三、将Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺，溶于四甲基乙二胺中，得到活化的Ν，Ν'-二环 己基碳二亚胺；
[0066] 所述的N，f -二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg:20mL ;
[0067] 四、将乳糖酸溶液及活化的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，反 应96h，得到混合物，将混合物进行过滤，得滤液，再将滤液经过截留分子质量为10000? 15000的透析袋透析5天，得到袋内截留溶液，然后将其置于为温度为40°C下真空干燥，得 到改性的壳聚糖；
[0068] 所述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1:5 ;所的酸化的壳聚糖与活化的 N，N'-二环己基碳二亚胺的体积比为1:3。
[0069] 本实施例制备的改性的壳聚糖进行X-衍射分析，测出结晶度小于50%。
【权利要求】
1. 一种改性壳聚糖的方法，其特征在于一种改性壳聚糖的方法是按照以下步骤进行 的： 一、 将壳聚糖溶于质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液中，得酸化的壳聚糖； 所述的壳聚糖的质量与质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液的体积比为lg: (100? 300)mL ； 二、 将乳糖酸溶于水中，得到乳糖酸溶液； 所述的乳糖酸的质量与水的体积比为lg: (10?50)mL ; 三、 将Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺溶于四甲基乙二胺中，得到活化的Ν，Ν'-二环己基 碳二亚胺； 所述的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg: (10?50) mL ； 四、 将乳糖酸溶液及活化的Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺滴入酸化的壳聚糖中，反 应60h?96h，得到混合物，将混合物进行过滤，得滤液，再将滤液经过截留分子质量为 10000?15000的透析袋透析5天?8天，得到袋内截留溶液，然后将袋内截留溶液置于温 度为50°C?80°C下真空干燥，得到改性的壳聚糖； 所述的酸化的壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1: (1?30);所的酸化的壳聚糖与活化 的N，Ν'-二环己基碳二亚胺的体积比为1: (1?30)。
2. 根据权利要求1所述的一种改性壳聚糖的方法，其特征在于步骤一中所述的壳聚糖 的质量与质量分数为1 %?20%的稀盐酸溶液的体积比为lg: (100?200)mL。
3. 根据权利要求1所述的一种改性壳聚糖的方法，其特征在于步骤二中所述的乳糖酸 的质量与水的体积比为lg: (20?50)mL。
4. 根据权利要求1所述的一种改性壳聚糖的方法，其特征在于步骤三中所述的 Ν，Ν'-二环己基碳二亚胺的质量与四甲基乙二胺的体积比为lg: (20?50)mL。
5. 根据权利要求1所述的一种改性壳聚糖的方法，其特征在于步骤四中所述的酸化的 壳聚糖与乳糖酸溶液的体积比为1: (1?20)。
6. 根据权利要求1所述的一种改性壳聚糖的方法，其特征在于步骤五中所的酸化的壳 聚糖与活化的N，f -二环己基碳二亚胺的体积比为1: (1?15)。
【文档编号】C08B37/08GK104140476SQ201410384587
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】陈明月, 姜海健, 马宇良, 苏桂明, 方雪, 姚立明, 张晓臣 申请人:黑龙江省科学院高技术研究院