一种壳聚糖衍生物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一类新的壳聚糖衍生物，它是用不同分子量的壳聚糖与氯乙酸得到氯乙酰壳聚糖，然后再与吡啶反应，得到不同分子量壳聚糖的衍生物，此类衍生物的水溶性较好，且具有很好的抑菌活性。可用于农业或医药领域作为杀菌剂开发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋化工工程
，涉及一种新的壳聚糖衍生物及其制备方法，尤其涉及是采用氯乙酰壳聚糖与吡啶反应，制备具有杀菌抑菌生物活性的壳聚糖衍生物。
技术介绍
农药创制是一项高技术、高投资、高风险的工程，目前每开发一种新品种大约需要5-8年时间，耗资1-2亿美元，筛选10万个左右的化合物，而且，随着环境问题的要求，这些数字还要增大。目前有能力独立开发新品种只有安万特、拜耳、孟山都等国际大农药公司。如何研究开发我国的新农药，是在随着加入WTO和知识产权保护日趋完善的情况下面临的严峻问题。针对国际杀菌剂市场的实际情况和研究的方向，各类杀菌剂的活性及出现的情况。同时根据我们的技术实力和经济实力，与国外公司合作或采取“me-too化学”被认为是有效的创制途径。即在现在已有的杀菌剂基础上，用亚结构连接的思想或生物等排理论对现已有的具有杀菌作用的基团进行衍生化修饰，开发出具有更好杀菌活性和更容易降解的二次先导化合物。这种创制途径目标明确，省力省钱，而且成功的机会较多。壳聚糖(Chitosan)是一种广泛存在于自然界中的可再生、无毒副作用，生物相容性和降解性良好的天然氨基多糖，其自身及其衍生物具有许多独特的生理、药理功能性质，被广泛应用于医药、食品、农业、日化、环保等多种行业领域中。壳聚糖本身特殊的结构和性质，具有杀菌、抑菌活性，以及无毒、无污染的特性，可以作为修饰的对象以期开发出二次先导化合物。壳聚糖分子上的活泼基团-羟基和氨基，可以作为修饰时的作用基团。从目前的农业杀菌剂市场来看，含N原子的杂环化合物具有好的杀菌活性，对之的进一步开发也有着广阔的前景，吡啶作为一种常见的含N杂环化合物，可以作为开发研究的对象。基于亚结构连接的思想，把吡啶接入壳聚糖，可以开发出新一代的高活性农药。
技术实现思路
本专利技术的目的就是利用氯乙酰壳聚糖的氯原子，通过吡啶取代接入含有活性的基团，能够加强壳聚糖本身的活性，同时，壳聚糖也对吡啶的活性有很好的促进作用，得到相互增效的壳聚糖衍生物，具有很好的产业化前景。为实现本专利技术的目的所采取的技术措施如下 本专利技术合成了一种新的壳聚糖衍生物，所述壳聚糖衍生物为说明书附图中图1所示的化合物。其中R为吡啶，n为62-1242。优选的，本专利技术所合成的壳聚糖衍生物是由氯乙酰壳聚糖与吡啶在适当溶剂中、催化剂存在下反应得到。更优选的，本专利技术所合成的壳聚糖衍生物式通过如图2所示的合成路线得到的。本专利技术的合成步骤为搅拌下，把氯乙酰壳聚糖加入二甲亚砜中，搅拌溶解，加入吡啶和催化剂，继续搅拌10-30小时，然后倾入丙酮中析出沉淀，沉淀用丙酮洗涤后真空干燥，得到新的壳聚糖衍生物。优选的，氯乙酰壳聚糖与吡啶在二甲亚砜中反应，二甲亚砜的体积用量为所用氯乙酰壳聚糖质量的50-150倍。更优选的，制备壳聚糖衍生物的壳聚糖原料分子量在1-70万之间，脱乙酰度为80-100％。更优选的，所用的催化剂为三乙胺，用量与羧甲基壳聚糖的摩尔质量相同。更优选的，所用的吡啶的摩尔质量为氯乙酰壳聚糖的5-10倍。更优选的，反应温度为40-70℃，反应时间为10-30小时。更优选的，反应时间为15-30小时。本专利技术中，参加反应的基团为壳聚糖的氨基羟基，如图所示的单元可以是连续的也可以是不连续的，所占比例为壳聚糖分子的30.3-66.6％。其中氯乙酰壳聚糖按照卢凤琦等提供的方法(卢凤琦，庄昭霞，曹晶，米广太，王春香，牟忠祥，壳聚糖-5-氟尿嘧啶前药的合成与释放性研究，2004，42(2)，226-232)制备。本专利技术的优点在于(1)、氯乙酰壳聚糖分子与接入的吡啶有效结合在一起，相互作用可产生协同增效作用，增强各自特有的生物活性，具有抗菌作用。(2)、此类新的衍生物有很好的水溶性，避免了有机溶剂的使用，更有利于环境保护，而且同时扩大了其应用领域，在农业、医药等领域有广泛的应用附图说明图1为本专利技术合成的新的壳聚糖衍生物的结构式，其中R为吡啶，n为62-1242。图2为本专利技术涉及的新壳聚糖衍生物的合成路线，其中R为吡啶，n为62-1242。图3为壳聚糖原料的红外光谱图3447cm-1为O-H与N-H的伸缩振动吸收峰，2920.17cm-1与2875.94cm-1为C-H伸缩振动的吸收峰，1600.03cm-1为NH2的弯曲振动吸收峰，1081.84cm-1与1154.96cm-1为C-O伸缩振动的吸收峰，897.85cm-1为环伸缩振动吸收峰。图4为氯乙酰壳聚糖的红外光谱图1749.18cm-1为酯羰基的吸收峰，1662.84cm-1为酰胺I带的吸收峰，790.67cm-1为C-Cl的吸收峰，证明氯乙酰壳聚糖的形成。图5为目标产物的红外光谱图3056.91cm-1为吡啶环上不饱和C-H的吸收峰，1640.41cm-1与1495.82cm-1为吡啶环的特征吸收，而且，790.67cm-1处C-Cl键的吸收峰明显减弱，证明目标产物的形成。具体实施例方式下面的实施例中将对本专利技术作进一步的阐述，但本专利技术不限于此。实施例1实施例1搅拌下，把0.2克(0.0008mol)低分子量的氯乙酰壳聚糖(由分子量为10000、脱乙酰度为80％的壳聚糖准备得到)加入10ml的二甲亚砜(DMSO)中，于40℃下搅拌至溶解，然后加入0.32克(0.004mol)吡啶与0.1ml(0.0008mol)三乙胺继续搅拌10小时，后倾入丙酮中，沉淀过滤，然后真空下冷冻干燥，得到含有吡啶的新的壳聚糖衍生物。产物经红外分析确认。实施例2搅拌下，把0.2克(0.0008mol)氯乙酰壳聚糖(由分子量为100000、脱乙酰度为90％的壳聚糖准备得到)加入20ml的二甲亚砜(DMSO)中，于50℃下搅拌至溶解，然后加入0.48克(0.006mol)吡啶与0.1ml(0.0008mol)三乙胺继续搅拌20小时，后倾入丙酮中，沉淀过滤，然后真空下冷冻干燥，得到含有吡啶的新的壳聚糖衍生物。产物经红外分析确认。实施例3搅拌下，把0.2克(0.0008mol)高分子量氯乙酰壳聚糖(由分子量为700000、脱乙酰度为100％的壳聚糖准备得到)加入30ml的二甲亚砜(DMSO)中，于70℃下搅拌至溶解，然后加入0.60.64克(0.008mol)吡啶与0.1ml(0.0008mol)三乙胺继续搅拌30小时，后倾入丙酮中，沉淀过滤，然后真空下冷冻干燥，得到含有吡啶的新的壳聚糖衍生物。产物经红外分析确认。权利要求1.一类壳聚糖衍生物，其特征在于所述壳聚糖衍生物是式(I)化合物。 式(1)其中R为吡啶，n为62-1242。2.一种如权利要求1所述的壳聚糖衍生物，其特征是，它是由氯乙酰壳聚糖与吡啶在适当溶剂中、催化剂存在下反应得到。3.一种制备如权利要求2所述的壳聚糖衍生物的方法，其特征在于氯乙酰壳聚糖与吡啶在二甲亚砜中反应，二甲亚砜的体积用量为所用氯乙酰壳聚糖质量的50-150倍。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于制备壳聚糖衍生物的壳聚糖原料分子量在1-70万之间，脱乙酰度为80-100％。5.如权利要求书3所述的方法，其特征在于所用的催化剂为三乙胺，用量与羧甲基壳聚糖的摩尔质量相同。6.如权利要求书3所述的方法，其特征在于所用的吡啶的摩尔质量为氯乙酰壳聚糖的5-10倍。7.如权利要求书3-6任一项本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类壳聚糖衍生物，其特征在于所述壳聚糖衍生物是式（Ⅰ）化合物。＊＊＊式（Ⅰ）其中Ｒ为吡啶，ｎ为６２－１２４２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，郭占勇，刘松，邢荣娥，于华华，王丕波，陈晓琳，李翠萍，
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]