硫酸化纤维素的制备方法技术

本发明专利技术涉及硫酸化纤维素及其制备方法以及该硫酸化纤维素在制备抗凝血药物中的应用，硫酸化纤维素的制备方法包括如下步骤：（１）纤维素在Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺中浸润；（２）用硫酸酯化试剂对浸润后的纤维素进行硫酸化反应；（３）调节产物ｐＨ至８－９，经过透析和浓缩干燥得硫酸化纤维素；本发明专利技术与硫酸化醋酸纤维素不同，它不需要对纤维素和产物进行脱羧处理，硫酸取代度也不受纤维素条件的限制；本发明专利技术采用氯磺酸－Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺，原料成本低，而且经过比较，氯磺酸－Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺更适合作为原料纤维素的硫酸酯化试剂；本发明专利技术的硫酸化纤维素为合成药物，结构稳定，也不会产生致病菌感染。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硫酸化纤维素。本专利技术还涉及硫酸化纤维素的制备方法。本专利技术还涉及硫酸化纤维素在制备抗凝血药物中的应用。
技术介绍
现有的抗凝血药物采用直接从动物的脏器中提取分离获得，存在携带动物治病菌危害人体健康和天然抗凝血药物结构复杂多变的问题。目前国内还没有用纤维素化学合成抗凝血药物，国外有关用纤维素制备抗凝血硫酸化纤维素抗凝血药物的研究报道仅有一例，题目是Anticoagulantpotential of regioselective derivatized cellulose，发表于2001年Biomaterial杂志。但在该研究中采用的原料为醋酸纤维素，这种方法要经过多次脱羧过程，工序较复杂，且受到硫酸取代度的限制，产物抗凝血活性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的问题，利用廉价的纤维素资源，采用最简单的工艺，提供硫酸化纤维素的制备方法。本专利技术的目的包括提供所述方法制备的硫酸化纤维素。本专利技术的目的还包括提供该硫酸化纤维素在制备抗凝血药物中的应用。本专利技术硫酸化纤维素的制备方法如下(1)纤维素在N，N-二甲基甲酰胺中浸润； (2)用硫酸酯化试剂对浸润后的纤维素进行硫酸化反应；(3)调节产物pH至8-9，经过透析和浓缩干燥得硫酸化纤维素。所述纤维素可以是普通的纤维素、醋酸纤维素、三甲基纤维素和微晶纤维素，最好是微晶纤维素，微晶纤维素可以用各种天然纤维素经过酸水解得到。为了充分浸润纤维素，浸润过程可施加真空和机械搅拌，以使氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺充分渗入纤维素中，真空度为绝对真空，搅拌速率为200-500r/min，浸润时间为10-15小时。所述酯化试剂可以使用三氧化硫-吡啶、磺胺酸-N，N-二甲基甲酰胺，专利技术人发现最好的是氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺，浓度为10-30％重量。其制备方法在0℃冰水浴中加入N，N-二甲基甲酰胺，在氮气保护下，向N，N-二甲基甲酰胺中滴加氯磺酸，滴加速率为0.5-2毫升/分。硫酸化反应温度不宜超过以25-30℃为最佳，酯化试剂的用量以3～4.5mol/molAGU为宜。为了充分完成反应，硫酸化反应过程中可以施加高速机械搅拌，搅拌速率为800-1000r/min，反应时间0.5-2小时。第(3)步将产物中和沉淀，所用试剂可以是醋酸钠-乙醇溶液(4％，w/v)，用量为反应体积的2-4倍，然后用乙醇洗涤沉淀，并用0.1mol/L的氢氧化钠调节产物pH8-9，最后将产物对蒸馏水透析10-15小时，并将透析液在40-60℃下减压浓缩干燥。本专利技术是采用氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺硫酸化的方法将纤维素结构中的羟基用硫酸基取代，然后，调节pH至8-9，制得硫酸化纤维素的钠盐。由于该纤维素含有硫酸根聚阴离子，因此具有抗凝血活性。本专利技术根据抗凝药物肝素钠的结构特点，通过对纤维素进行硫酸化，制备了含有硫酸基的多糖衍生物。与肝素钠一样，带负电荷的硫酸根与抗凝血酶(AT-III)上带正电荷的作用位点通过静电吸附结合，纤维素的主链则为AT-III与血液中凝血酶结合的催化表面，与AT-III结合的凝血酶失去凝血活性，硫酸化纤维素因此而产生抗凝血作用。下面通过实施例详细说明本专利技术。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点1、本专利技术与硫酸化醋酸纤维素不同，它不需要对纤维素和产物进行脱羧处理，硫酸取代度也不受纤维素条件的限制。2、本专利技术所采用的酯化试剂与国外文献不同，国外采用三氧化硫-吡啶，其中的原料液体三氧化硫目前国内已无生产，本专利技术采用氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺，原料成本低，而且经过比较，氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺更适合作为原料纤维素的硫酸酯化试剂。3、本专利技术的产物与临床上常用的抗凝血药物肝素钠不同，硫酸化纤维素为合成药物，结构稳定，也不会产生致病菌感染。(2)酯化试剂的制备将带有冷凝管和机械搅拌装置的四颈烧瓶置于盐水冰浴中，加入80mL无水N，N-二甲基甲酰胺，在氮气保护下边搅拌边缓慢滴加氯磺酸20mL，滴加完毕即得氯磺酸-N，N二甲基甲酰胺酯化试剂。(3)硫酸化反应在浸润后的MC中按氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺的摩尔数∶微晶纤维素中脱水葡萄糖单元(AGU)的摩尔数＝4.5∶1的量加入酯化试剂，保持反应温度低于30℃，高速搅拌(900r/min)反应1h，反应完成后将产物倒入3倍体积4％(w/v)的醋酸钠-乙醇溶液，过滤并用无水乙醇洗涤沉淀多次，即得硫酸化微晶纤维素。(4)产物的后处理将硫酸化微晶纤维素用适量的蒸馏水溶解，用0.1mol/L的NaOH调节pH8.0，溶液在蒸馏水中常温透析12h后于50℃下减压蒸发浓缩，再在相同温度下真空干燥后获得透明薄膜状Na-MCS。药效试验结果采用以上方案制备的硫酸化微晶纤维素，在正常人血浆中的添加量达到1μg/l时即可显著延长血浆APTT，在血浆中的最适添加浓度为0.8～2.1μg/mL，与此对照，肝素钠(150IU/mg)在血浆中的最适添加浓度为1.4～2.8μg/mL。毒性试验结果以3～4kg的雄性大白兔进行动物体内实验，当用量达到10mg/kg时，可使凝血时间与对照相比延长5倍，而当剂量达到1000mg/kg时，仍未出现出血等毒副作用。权利要求1.一种硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)纤维素在N，N-二甲基甲酰胺中浸润；(2)用硫酸酯化试剂对浸润后的纤维素进行硫酸化反应；(3)调节产物pH至8-9，经过透析和浓缩干燥得硫酸化纤维素。2.根据权利要求1所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于所述纤维素是天然纤维素经过酸水解得到的微晶纤维素。3.根据权利要1或2所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于第(1)步浸润过程真空度为绝对真空，搅拌速率为200-500r/min，浸润时间为10-15小时。4.根据权利要求1或2或3所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于酯化试剂是氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺，浓度为10-30％重量。5.根据权利要求4所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于氯磺酸-N，N-二甲基甲酰胺通过下述方法得到在0℃冰水浴中加入N，N-二甲基甲酰胺，在氮气保护下，向N，N-二甲基甲酰胺中滴加氯磺酸，滴加速率为0.5-2毫升/分。6.根据权利要求1所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于第(2)步硫酸化反应温度25-30℃，酯化试剂的用量3～4.5mol/molAGU。7.根据权利要求6所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于硫酸化反应过程施加高速机械搅拌，搅拌速率为800-1000r/min，反应时间0.5-2小时。8.根据权利要求1所述的硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于第(3)步将产物中和沉淀，所用试剂是醋酸钠-乙醇溶液(4％，w/v)，用量为反应体积的2-4倍，然后用乙醇洗涤沉淀，并用0.1mol/L的氢氧化钠调节产物pH8-9，最后将产物对蒸馏水透析10-15小时，并将透析液在40-60℃下减压浓缩干燥。9.权利要求1所述的方法制备的硫酸化纤维素。10.权利要求9所述的硫酸化纤维素在制备抗凝血药物中的应用。全文摘要本专利技术涉及硫酸化纤维素及其制备方法以及该硫酸化纤维素在制备抗凝血药物中的应用，硫酸化纤维素的制备方法包括如下步骤(1)纤维素在N，N－二甲基甲酰胺中浸润；(2)用硫酸酯化试剂对浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸化纤维素的制备方法，其特征在于包括如下步骤： （１）纤维素在Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺中浸润； （２）用硫酸酯化试剂对浸润后的纤维素进行硫酸化反应； （３）调节产物ｐＨ至８－９，经过透析和浓缩干燥得硫酸化纤维素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李琳，王兆梅，胡松青，郭祀远，陈玲，李冰，冯宗财，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]