一种壳聚糖磺胺类衍生物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及海洋化工工程技术领域，具体的是一种壳聚糖及其Ｃ－６位硫酸酯的磺胺类衍生物及其制备方法。具体衍生物的化学式如图，其中Ｒ为ＳＯ↓［３］↑［－］或上式，其制备方法为：用不同分子量的壳聚糖或壳聚糖Ｃ－６位硫酸酯与对－乙酰氨基苯磺酰氯反应制备不同分子量的壳聚糖或壳聚糖硫酸酯的磺胺类衍生物。本发明专利技术的制备方法合成合成的壳聚糖及其硫酸酯的磺胺类衍生物，其衍生物的取代度达３５．６－５９．８％，有较好的水溶性，磺胺基团与壳聚糖及其硫酸酯有效结合起来，可产生协同增效作用，显著增强壳聚糖自身特有的生物活性，可应用于医药、化妆品、农业等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋化工工程
，具体的是一种壳聚糖及其C-6位硫酸酯的磺胺类衍生物及其制备方法。
技术介绍
兽药产业是一种高新技术产业，开发新兽药费用高、风险大、时间长，有时要筛选几万个衍生物才能得到一个上市的产品。根据美国制药商协会(PMA)统计，从新药临床前试验到FDA批准平均每个品种要花12年时间。开发新化学实体药(NCE)所用时间已经从20世纪70年代初的7.7年增加到20世纪90年代初的12.8年；从费用上看，过去开发成功一种新药只需数千万美元，而目前的研究开发成本费用一般在2.5亿到3.5亿美元之间。对天然产物进行深入的化学与生理活性的研究，对于发现临床上有开发前景的结构新类型作为先导化合物有极大的机会。发现具有开发前景的结构新类型作为先导化合物，加以化学修饰并进行构效关系的研究，建立起作用机理，从而设计出高活性的化合物直至开发出新兽药。如蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素就是从青蒿素的结构出发而合成筛选出来的抗疟效价更高、耐受性更好的化合物。随着以化学合成为基础的新兽药开发周期太长，成功率太低、难度增大，世界各制药公司开始转向天然产物，期望在天然产物中提取合成新的药物品种。事实表明，开发出的天然药物不仅疗效更好，毒副作用更小，而且其开发费用也比纯化学合成品少得多。壳聚糖存在于虾、蟹等甲壳动物的甲壳中，分布极其广泛，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。壳聚糖具有良好的组织相容性，且无毒、可生物降解，在医药领域具有重要的应用价值。目前，已有报道壳聚糖应用于兽药中作为添加剂，可以增强机体的免疫机能、提高养殖动物的抗病能力，但效果均不好。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种水溶性好、抑菌活性高的壳聚糖及其硫酸酯的磺胺类衍生物和制备方法。为实现上述目的，本专利技术所采取技术方案如下本专利技术提供了一种制备式(1)化合物的方法。 其中R为SO3-或 n＝18-1243。将原料壳聚糖及壳聚糖硫酸酯在二甲基亚砜或甲酰胺溶剂中与对-乙酰氨基苯磺酰氯进行反应，反应温度为50-75℃，反应时间为2-5小时；通过有机溶剂将反应产物沉淀，沉淀物过滤并将其洗涤、再通过溶剂将其溶解，而后透析将得到的反应物冷冻干燥，即制得壳聚糖磺胺类衍生物，所述原料壳聚糖及其硫酸酯与对-乙酰氨基苯磺酰氯的摩尔比为1∶1-3。本专利技术制备方法中所述原料为分子量在0.4-20万之间，脱乙酰度为80-96％的壳聚糖或分子量在0.3-20万之间，硫酸根含量为9.55-12.54％的壳聚糖硫酸酯；所述用于沉淀和洗涤的有机溶剂选自丙酮或无水乙醇；所述溶解的溶剂可为蒸馏水或弱酸。本专利技术中，对-乙酰氨基苯磺酰氯主要是与C2位的氨基(-NH2)和C6位羟基(-OH)反应。其中壳聚糖硫酸酯磺胺衍生物的含硫量为9.55％-12.54％(重量百分比)。壳聚糖及其硫酸酯的磺胺类衍生物中磺胺基团的取代度为35.6-59.8％。按本专利技术制备方法得到的壳聚糖磺胺衍生物为橙色粉末；壳聚糖硫酸酯磺胺衍生物为棕色粉末。原理壳聚糖结构中含有活泼的-OH、-NH2，在N或O上可引入其它活性基团，通过壳聚糖及其硫酸酯与对-乙酰氨基苯磺酰氯反应，对-乙酰氨基苯磺酰氯与C2位的氨基(-NH2)和C6位羟基(-OH)反应可以在壳聚糖及其硫酸酯分子上引入磺胺基团，与壳聚糖分子产生协同作用，显著增强其生物活性，同时溶解性能也得到改善。本专利技术所具有的优点1.本专利技术将壳聚糖及其硫酸酯分子与磺胺基团有效结合在一起，二者相互作用可以产生协同增效作用，增强各自特有的生物活性，具有抗氧化、抗病毒、抑菌等多种生物活性。2.本专利技术制备出的壳聚糖磺胺衍生物毒性低且易被吸收，具有良好的水溶性，可溶解于多种无机和有机溶剂中，克服了壳聚糖溶解性能差的缺点，扩大了其应用领域，在医药、保健品、化妆品和农业等领域有广泛的应用价值。3.磺酰基化合物是有机合成中的重要中间体，本专利技术将其接入壳聚糖分子中形成新的壳聚糖磺胺类衍生物，其具有较好的抑菌活性，在药物工业上应用相当广泛，同时可以增强壳聚糖分子的抑菌活性，为其成为兽药提供可能性。4.将本专利技术抑菌活性好的壳聚糖磺胺衍生物应用于兽药中，不仅能发挥壳聚糖及本身独特的生物活性，而且有可能起到协同效应，增强各自的生物活性，甚至会产生新的生理活性功能。壳聚糖及其硫酸酯的磺胺衍生物是一种新的有机化合物，具有良好的水溶性，可用于医药、保健品、化妆品和农业等领域。5.本专利技术壳聚糖磺胺类衍生物中磺胺基团的取代度为35.6-59.8％。附图说明图1为壳聚糖的红外光谱图；其特征红外(cm-1)3447.07，2875.94，1600.03，1423.38，1081.84，660.40。图2为壳聚糖硫酸酯的红外光谱图；其特征红外(cm-1)3425.61，2934.85，1629.29，1216.24(S＝O)，1086.38。图3为壳聚糖磺胺衍生物的红外光谱图；其特征红外(cm-1)3427.95，2883.64，1627.83，1358.32(SO2-N)，1163.02(SO2-N)，1078.69，824.67(-Ar)，658.05。图4为低分子量壳聚糖磺胺衍生物的红外光谱图；其特征红外(cm-1)3408.31，2888.75，1683.08，1376.69(SO2-N)，1260.31(S＝O)，1166.54(SO2-N)，836.15(-Ar)。图5为壳聚糖硫酸酯磺胺衍生物的红外光谱图；其特征红外(cm-1)3443.54，2915.41，1633.24，1338.46(SO2-N)，1222.00(S＝O)，1188.31(SO2-N)，1099.03，819.06(-Ar)。图6为低分子量壳聚糖硫酸酯磺胺衍生物的红外光谱图；其特征红外(cm-1)3436.59，2986.71，1669.29，1386.32(SO2-N)，1221.19(S＝O)，1165.51(SO2-N)，1004.96，826.01(-Ar)。具体实施例方式本专利技术的实施例结合附图进一步说明如下，本专利技术的保护范围不仅局限于以下实施例中。实施例1取2g用HAc-H2O2降解的分子量为0.4万的壳聚糖，其脱乙酰度为80％。溶于100mL二甲基亚砜，搅拌下加入用20mL二甲基亚砜溶解的5.78g对-乙酰氨基苯磺酰氯，于65℃反应3小时。冷却后，将反应混合物倾入300mL丙酮中得到沉淀，过滤后用丙酮洗涤沉淀，加入100mL蒸馏水溶解，装入分子量为3600的透析袋中，蒸馏水透析2-3天，旋转蒸发浓缩至30mL左右，冷冻干燥后即得壳聚糖磺胺衍生物(如式1所示，其中n＝25)，其中磺胺基团的取代度为40.2％。 红外光谱分析表明(参见图3)，壳聚糖磺胺衍生物与壳聚糖(参见图1)相比，出现1358.32，1163.02和824.67三个新的吸收峰，这是磺胺基团的特征吸收峰1370-1330cm-1左右是SO2基团的非对称伸缩振动吸收峰，1180-1160cm-1左右是SO2基团的对称伸缩振动吸收峰；830cm-1左右是二取代苯环的面外弯曲振动吸收峰，证明目标化合物的形成。实施例22g壳聚糖，其分子量约为20万，脱乙酰度为96％，溶于80mL甲酰胺，搅拌下加入用20mL甲酰胺溶解的2.89g对-乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种壳聚糖磺胺类衍生物，其特征在于衍生物是式（１）化合物：＊＊＊式（１）其中：Ｒ为ＳＯ↓［３］↑［－］或ＳＯ↓［２］－＊－ＮＨＣＯＣＨ↓［３］，ｎ＝１８－１２４３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，钟志梅，邢荣娥，刘松，郭占勇，汲霞，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]