胍基殼聚糖季胺鹽的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及殼聚糖制備領域，特別是指一種脈基殼聚糖季胺鹽的制備方法。
【背景技術】
[0002] 殼聚糖（化itosan)是甲殼素脫己酷后的產(chǎn)物，是一種天然堿性多糖，具有優(yōu)良的 生物親和性和生物可降解性，容易制成各種衍生物。因其來源極其豐富，無毒，能溶解在醋 酸和其它有機酸中，已被廣泛應用于工業(yè)和醫(yī)藥領域。尤其是抗菌性，近年來，殼聚糖作為 一種天然抗菌劑受到了人們的廣泛關注，但是，與傳統(tǒng)的抗菌劑相比殼聚糖的抗菌活性低， 且殼聚糖不溶于水，只能溶于某些稀酸溶液，因而限制其在很多方面的應用。
[0003] 然而，殼聚糖分子上的活潑基團一-哲基和氨基，可W作為修飾時的作用基團（如 圖1)。殼聚糖（CT巧分子鏈的糖殘基上既有活潑哲基又有氨基。一個是一級哲基"6)-OH， 另一個是二級哲基C (3) -OH，C化)-OH活性大于C (3) -OH，經(jīng)過化學反應，C化)-OH可生成一 系列哲基衍生物。殼聚糖上的氨基屬于一級氨基，N上的H較活潑，能發(fā)生許多反應生成系 列N-衍生物。因此，可在該些基團上導入不同基團對其進行改性。改性后的殼聚糖衍生物， 將在金屬吸附、絮凝劑、藥物、酶載體、細胞固化、和農(nóng)用化學制劑等方面有更廣泛的應用前 旦
[0004] 目前，殼聚糖化學改性的現(xiàn)有方法主要有酷化改性、離化改性、烷基化改性、醋化 改性、季錠化改性、駿基化改性等。其中季錠化改性和駿基化改性是其中重要的兩種。W殼 聚糖與2,3 -環(huán)氧丙基S甲基氯化按反應，合成了輕丙基S甲基氯化按殼聚糖（HACC)，并 研究了不同抑值條件對水溶性殼聚糖季按鹽產(chǎn)率及產(chǎn)物溶解性的影響，討論其pH值對反 應的影響機理。結果表明，當反應抑為6. 0時，水溶性HAcc產(chǎn)物的產(chǎn)率高于抑為40、7. 0 和9. 0時的產(chǎn)率。
[0005] 將殼聚糖與甲基丙締酷氧己基=甲基氯化錠反應，成功的將難溶性殼聚糖修飾為 可溶性殼聚糖季錠鹽（CSTM)，通過IR和1H-NMR對聚合物進行結構鑒定，顯示TM和PEG-FA 的特征峰明顯，成功完成了殼聚糖的兩步修飾過程。
[0006] 用異丙醇-水異相為媒介，W 3-氯-2-哲丙基立甲基氯化錠（CTA)為改性試劑， 對殼聚糖（CT巧進行單一改性，制備出了殼聚糖季錠鹽；然后在此基礎之上，采用氯己酸 (C1C肥C00H)為改性劑，對殼聚糖季錠鹽（CTA-CT巧進行駿甲基化改性，制備出了駿甲基殼 聚糖季錠鹽（CM-CTACT巧，并將自制的最終產(chǎn)品駿甲基殼聚糖季錠鹽和中間產(chǎn)物殼聚糖季 錠鹽應用在淀粉廢水的COD去除和濁度去除上，對其絮凝效果進行評價。
[0007] 采用殼聚糖和二氧化硫脈為原料，制備了殼聚糖單脈衍生物，研究了反應時間、溫 度、抑值及殼聚糖和S氧化硫脈的投料比等因素對產(chǎn)率的影響，采用正交試驗確定了最佳 合成工藝。研究了殼聚糖單脈衍生物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的最小抑菌濃度，采用 紅外光譜和核磁譜圖對產(chǎn)物的結構進行表征，同時，還研究了抗菌劑用量、微波功率和時間 等因素對氧化處理過羊毛的抗菌性影響，W得出最佳的整理工藝。結果表明，整理劑用量為 1% (owf)、交聯(lián)劑為巧樣酸、微波功率為400W、處理時間為2小時時達到最好的抗菌性，在 經(jīng)過數(shù)次洗漆后，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌值分別為4. 82和3. 90,仍具有較好 的抗菌活性。
[000引 W雙氧水氧化二氧化硫脈制備=氧化硫脈，用殼聚糖和=氧化硫脈合成了一種殼 聚糖脈鹽酸鹽衍生物，應用紅外光譜和X射線衍射確認了衍生物的結構，對合成的殼聚糖 脈鹽酸鹽衍生物進行抗菌性能測試，通過元素分析研究了不同脈取代度下殼聚糖脈鹽酸鹽 衍生物對金黃色葡萄球菌、枯草芽抱桿菌、大腸桿菌和綠脈桿菌的最低抑菌濃度，抗菌活性 的研究結果表明所合成的殼聚糖脈鹽酸鹽聚合物具有較強的而且廣譜的抗菌性能。
[0009] W脫己酷度為85%的殼聚糖（CT巧為原料，在其氨基上引入自制的環(huán)氧丙基十二 烷基二甲基氯化錠，生成的N-哲丙基十二烷基二甲基氯化錠殼聚糖（皿CC)水溶性良好。將 皿CC與N-哲甲基丙締酷胺（NMA)交聯(lián)得最終產(chǎn)物0-甲基丙締酷胺-N-哲丙基十二烷基二 甲基氯化錠殼聚糖（NMA-HDCC)，其可與纖維素纖維W共價鍵結合。抗菌實驗研究表明，經(jīng)殼 聚糖、皿CC、NMA-HDCC處理后的棉織物對大腸桿菌的抑菌率都達到95% W上，帶有長鏈燒 基的皿CC抑菌率接近100%。水洗30次之后，經(jīng)過殼聚糖和殼聚糖季錠鹽處理后的棉織物 抗菌效果甚微，而NMA-HDCC處理后的棉織物抗菌性仍在85% W上。W抗菌耐久性為依據(jù)， 得出NMA-HDCC對純棉織物的最佳整理工藝為：整理劑質(zhì)量濃度2g/l，賠烘溫度140°C，賠 烘時間5min。
[0010] 用高溫熱縮聚反應制得鹽酸聚六亞甲基脈（PHGC)，用凝膠滲透色譜測定了不同條 件反應產(chǎn)物的分子量分布情況，并考察了分子量與其抗菌性能的關系，通過最小抑菌濃度 法（MIC)對其抑菌性能進行表征，所有樣品MIC不超過0. 2%。。，試驗證明PHGC具有良好的 抑菌性能。
[0011] 上述該些改性后的殼聚糖帶有季錠鹽基團或者是駿基基團，它對于對帶陰電荷粒 子、膠體或陽電荷粒子等具有很強的電中和性和吸附性。但是該些殼聚糖衍生物的合成通 常是在常規(guī)條件下進行的，常需要較長的時間、取代度不高，質(zhì)量不容易控制等缺點。比如 駿甲基殼聚糖雖然具有好的水溶性和較好的抑菌活性，但是氨基的取代度只有0. 1-0. 2。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明提出一種脈基殼聚糖季胺鹽的制備方法，獲得的脈基殼聚糖季胺鹽成功將 =種抗菌劑通過有機化學合成一種新型的高效抗菌劑，提高了抑菌效果及應用范圍，且在 極短的時間內(nèi)獲得了幾乎和傳統(tǒng)合成方法同樣的產(chǎn)率，節(jié)約了時間、提高了效率。
[0013] 本發(fā)明的技術方案是該樣實現(xiàn)的；一種脈基殼聚糖季胺鹽的制備方法，包括W下 步驟：
[0014] 步驟a. W 3-氯-2-哲丙基S甲基氯化錠（CTA)為季錠化試劑，對殼聚糖進行季 錠化改性，通過用紅外光譜FTIR和X-射線衍射進行結構表征，結果證實了殼聚糖季錠鹽 (CTA-CTS)的生成；
[0015] 反應體系中主要發(fā)生的反應：
[0016]
【主權項】
1. 一種胍基殼聚糖季胺鹽的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟a.以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（CTA)為季銨化試劑，對殼聚糖進行季銨 化改性，通過用紅外光譜FTIR和X-射線衍射進行結構表征，結果證實了殼聚糖季銨鹽 (CTA-CTS)的生成；反應體系中主要發(fā)生的反應：
步驟b.以聚六亞甲基單胍為胍基化試劑，運用接枝反應對殼聚糖季銨鹽（CTA-CTS)進 行胍基化改性，制備的產(chǎn)品通過用紅外光譜FTIR進行結構表征，結果證實了胍基殼聚糖季 銨鹽的生成；胍基殼聚糖分子式：
步驟c.將季胍殼聚糖進行抑菌性試驗，并與不同成分C殼聚糖、P單胍、D季銨鹽的溶 液對接種菌的抑菌效果進行比對。
2. 根據(jù)權利要求1所述的胍基殼聚糖季胺鹽的制備方法，其特征在于：所述殼聚糖季 銨鹽的合成條件：NaOH/CTA(摩爾比）=1.2:1，CTA/CTS(摩爾比）=5:1，反應溫度95°C， 反應時間為Ih。
3.根據(jù)權利要求1所述的胍基殼聚糖季胺鹽的制備方法，其特征在于：所述胍基殼聚 糖季銨鹽的合成條件為：氯乙酸/CTS-CTA(摩爾比）=2. 6:1，NaOH/CTA-CTS(摩爾比）= 3. 5:1，輻照強度為400赫茲，輻照時間為2小時。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種胍基殼聚糖季胺鹽的制備方法，包括步驟a.以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CTA)為季銨化試劑，對殼聚糖進行季銨化改性，通過用紅外光譜FTIR和X-射線衍射進行結構表征，結果證實了殼聚糖季銨鹽(CTA-CTS)的生成；步驟b.以聚六亞甲基單胍為胍基化試劑，運用接枝反應對殼聚糖季銨鹽(CTA-CTS)進行胍基化改性，制備的產(chǎn)品通過用紅外光譜FTIR進行結構表征，結果證實了胍基殼聚糖季銨鹽的生成；步驟c.將季胍殼聚糖進行抑菌性試驗，并與不同成分C殼聚糖、P單胍、D季銨鹽的溶液對接種菌的抑菌效果進行比對。聚糖分子與季銨鹽、單胍形成化學鍵結合在一起，產(chǎn)生協(xié)同增效作用，具有更強抗菌作用。擴大了其應用領域，在醫(yī)藥領域有廣泛的應用。
【IPC分類】C08B37-08, A61P31-04, A61K31-722
【公開號】CN104672346
【申請?zhí)枴緾N201410775825
【發(fā)明人】敬錫志, 楊孔
【申請人】四川吉百瑞生物醫(yī)療科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月15日