一种水溶性高分子环糊精聚合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水溶性高分子环糊精的制备方法，属于环糊精的化学改性领域，其步骤包括：在碱性环境下活化羟基，并且作为亲核试剂与环氧氯丙烷发生亲核取代。反应时长达到以后，用丙酮终止反应。再将反应体系调回中性，所得产物经过醇沉和水洗纯化后烘干即得水溶性高分子环糊精聚合物。本发明专利技术的优点在于得到的环糊精聚合物的重均分子量高，可达107，同时具有500g/L以上的高水溶性，优于之前的报道。其在结构上保留了环糊精的腔体，同时还具有高分子效应。对客体的包合能力强，在难溶物增溶领域有较高的实用价值。

Preparation method of water soluble polymer cyclodextrin polymer

The invention discloses a method for preparing water-soluble cyclodextrin polymer, which belongs to the field of chemical modified cyclodextrin, which comprises the following steps: activation of hydroxyl in the alkaline environment, and as a nucleophile with epichlorohydrin nucleophilic substitution. When the reaction time is reached, the reaction is terminated by acetone. Then the reaction system was transferred to neutral, and the product was purified by alcohol precipitation and water washing to obtain water-soluble polymer cyclodextrin polymer. The invention has the advantages of cyclodextrin polymer obtained the mean molecular weight of high, up to 107, and has high water solubility than 500g/L, better than previously reported. It retains the cyclodextrin cavity in the structure, but also has a polymer effect. The inclusion ability of the object is strong, and it has high practical value in the field of solubilization of insoluble compounds.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环糊精化学改性
，尤其是涉及一种分子量达10E7的水溶高分子环糊精聚合物的制备方法。
技术介绍
环糊精具有外亲水内疏水的特性，可以广泛的应用于难溶物质的增溶、微胶囊化等方面。但是母体环糊精形成内部氢键，导致自身的水溶性较低，限制了其应用。目前主要通过两条技术路径来改善环糊精的水溶性，一是在环糊精母体上添加衍生基团以打破内部氢键，如羟丙基环糊精、磺丁基环糊精等。二是将环糊精交联成为聚合物。环糊精聚合物不但具有高分子效应，同时还保留了母体环糊精空腔的包合能力，在客体分子较大的情况下有较好的包合性能。目前制备环糊精聚合物主要分为线性聚合物和分枝状聚合物，其中最为方便的制备方法是在碱性环境下以环氧氯丙烷为交联剂制备聚合物，该方法的随着交联程度的增大，分子量逐步上升，达到交联界限以后则形成不溶性的环糊精聚合物，无法应用于药物增容等情形。同时又研究表明聚合物的分子量越高越有利于包合药物，尤其是对分子量较大的客体分子，目前的技术制备得到的环糊精的分子量极限为106。本专利技术企图提升这一界限，使聚合物有对较大的客体分子有较好的包合性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种水溶性高分子环糊精聚合物的制备方法。本制备方法步骤简单，通过本方法制备的聚合物可以在107Da分子量下依然具有较高的水溶性，同时保留环糊精腔体，结构上呈树枝状。本专利技术的技术方案如下：一种水溶性高分子环糊精聚合物的制备方法，包括以下步骤：(A)将10～15g环糊精溶解到16～25ml浓度为20～30wt％的NaOH水溶液中，持续搅拌12～15小时使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入2～8ml无水乙醇并搅拌均匀；(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在30～40℃，加入物质的量为环糊精摩尔量5～8倍的环氧氯丙烷，搅拌并持续反应180～360min；(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.5～1倍体积的丙酮终止反应，200～240rpm下搅拌5～8min后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其4～6倍的无水乙醇中，在2000g～3000g条件下离心10～20min，留取底层粘稠状液体；(D)用蒸馏水将粘稠状液体稀释到50～100倍体积，10～30kDa超滤离心管浓缩次以洗除盐离子及小分子产物，将浓缩液在40～50℃条件下烘干即得水溶性高分子环糊精聚合物。所述环糊精采用α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的任意一种，或者其混合物。本专利技术有益的技术效果在于：传统的环糊精环氧氯丙烷聚合物的反应进行到一定程度时会因为交联度过大而形成不溶的凝胶，要得到高分子量的水溶性聚合物需要在成胶点之前终止反应，不易控制且分子量低。本专利技术通过控制反应体系的极性来影响亲核取代，进而可以延长反应时间使反应易于控制，并且水溶性环糊精聚合物的分子量达到107，同时具有500g/L以上的高水溶性，优于之前的报道。其在结构上保留了环糊精的腔体，同时还具有高分子效应。对客体的包合能力强，在难溶物增溶领域有较高的实用价值。本专利技术制备的环糊精聚合物同一链上相邻的腔体可以共同包合一个客体分子，对于分子量比较大、不容易被包合的客体分子有良好的包容性。例如紫杉醇分子、β-胡萝卜素分子。附图说明图1本专利技术实施例1样品的ESC洗脱曲线；图2本专利技术实施例1样品在扫描电子显微镜下的微观结构。图3本专利技术实施例1样品的傅里叶红外扫描图谱。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例11)将10g环糊精溶解到16ml浓度为20wt％的NaOH水溶液中，持续搅拌12小时使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入2ml无水乙醇并搅拌均匀；2)将步骤(1)得到的环糊精溶液加热并维持在30℃，加入物质的量为环糊精摩尔量5～8倍的环氧氯丙烷，搅拌并持续反应180～360min；3)然后倒入步骤(2)中所得反应体系0.5～1倍体积的丙酮终止反应，200rpm下搅拌5min后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其4倍的无水乙醇中，在2000g条件下离心10min，留取底层粘稠状液体；4)用蒸馏水将粘稠状液体稀释到50倍体积，10kDa超滤离心管浓缩次以洗除盐离子及小分子产物，将浓缩液在40℃条件下烘干即得水溶性高分子环糊精聚合物。实施例21)将13g环糊精溶解到20ml浓度为25wt％的NaOH水溶液中，持续搅拌13小时使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入5ml无水乙醇并搅拌均匀；2)将步骤(1)得到的环糊精溶液加热并维持在35℃，加入物质的量为环糊精摩尔量6倍的环氧氯丙烷，搅拌并持续反应270min；3)然后倒入步骤(2)中所得反应体系0.7倍体积的丙酮终止反应，220rpm下搅拌6min后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其5倍的无水乙醇中，在2500g条件下离心15min，留取底层粘稠状液体；4)用蒸馏水将粘稠状液体稀释到75倍体积，20kDa超滤离心管浓缩次以洗除盐离子及小分子产物，将浓缩液在45℃条件下烘干即得水溶性高分子环糊精聚合物。实施例31)将15g环糊精溶解到25ml浓度为30wt％的NaOH水溶液中，持续搅拌15小时使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入8ml无水乙醇并搅拌均匀；2)将步骤(1)得到的环糊精溶液加热并维持在40℃，加入物质的量为环糊精摩尔量8倍的环氧氯丙烷，搅拌并持续反应360min；3)然后倒入步骤(2)中所得反应体系1倍体积的丙酮终止反应，240rpm下搅拌8min后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其6倍的无水乙醇中，在3000g条件下离心20min，留取底层粘稠状液体；4)用蒸馏水将粘稠状液体稀释到100倍体积，30kDa超滤离心管浓缩次以洗除盐离子及小分子产物，将浓缩液在50℃条件下烘干即得水溶性高分子环糊精聚合物。实施例1～3所用的盐酸溶液可以是2mol/L浓度的。性能测试1：取少量实施例1中的聚合物配成5mg/ml的水溶液，通过尺寸排阻色谱测定其分子量大小。色谱条件：色谱柱Shodex806+804，柱温40C，流速0.5ml/min，普鲁兰糖标样P-82绘制标准曲线，MALLS+RID检测器。结果如图1所示，18min左右为聚合物峰，经过计算其重均分子量为1.5*107。性能测试2：取少量实施例1中的聚合物样品溶解于蒸馏水中，经过-80℃急冻后冷冻干燥72h，制样后在扫描电镜下观察，如图2所示，聚合物的微观结构呈树枝状。性能测试3：将紫杉醇溶于乙醇中，配置成1mg/ml的紫杉醇溶液。稀释为系列浓度溶液绘制标准曲线。取1ml环糊精聚合物水溶液置于离心管中，滴入0.1ml紫杉醇母液，在酶反应器中30C1000r/min震荡24Hr。离心并取上清液于228nm波长处测量吸光度，其值带入标准曲线计算浓度。环糊精聚合物由于分子量高，其骨架效应及临基效应显著。对于紫杉醇这种大分子客体的包合效果显著。其包合物在水溶液中的溶解度达3mg/ml，是单体在水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性高分子环糊精聚合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(A)将10～15g环糊精溶解到16～25ml浓度为20～30wt％的NaOH水溶液中，持续搅拌12～15小时使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入2～8ml无水乙醇并搅拌均匀；(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在30～40℃，加入物质的量为环糊精摩尔量5～8倍的环氧氯丙烷，搅拌并持续反应180～360min；(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.5～1倍体积的丙酮终止反应，200～240rpm下搅拌5～8min后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其4～6倍的无水乙醇中，在2000g～3000g条件下离心10～20min，留取底层粘稠状液体；(D)用蒸馏水将粘稠状液体稀释到50～100倍体积，10～30kDa超滤离心管浓缩次以洗除盐离子及小分子产物，将浓缩液在40～50℃条件下烘干即得水溶性高分子环糊精聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种水溶性高分子环糊精聚合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(A)将10～15g环糊精溶解到16～25ml浓度为20～30wt％的NaOH水溶液中，持续搅拌12～15小时使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入2～8ml无水乙醇并搅拌均匀；(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在30～40℃，加入物质的量为环糊精摩尔量5～8倍的环氧氯丙烷，搅拌并持续反应180～360min；(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.5～1倍体积的丙酮终止反应，200～240rpm下搅拌5...

【专利技术属性】
技术研发人员：金征宇，王金鹏，王智平，田耀旗，柏玉香，周星，焦爱权，赵建伟，徐学明，谢正军，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32