一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法技术

技术编号:22415133 阅读:20 留言:0更新日期:2019-10-30 01:11
本发明专利技术公开了一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法,首先壳聚糖粉末分散于氢氧化钾/尿素水溶液中,然后经过低温处理后得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠,机械搅拌反应后得到羧甲基壳聚糖。所用的壳聚糖溶剂无毒、无污染、价格低廉;整个合成方法操作简便、反应条件温和、速度快且不需要加入有机溶剂作稀释剂。所得的产品取代度具有可控性、水溶性好。由此开辟一条低成本、绿色环保、水溶液体系制备羧甲基壳聚糖的新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法
本专利技术公开了一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法,具体涉及将壳聚糖溶解在氢氧化钾/尿素溶液中进行羧基化反应制备羧甲基壳聚糖的方法。
技术介绍
羧甲基壳聚糖(CMC)是一种水溶性的离子型壳聚糖衍生物。由于具有良好成膜性、吸湿保湿性、絮凝性以及抗静电性等性能,近年来被广泛用于药物运载、化妆品、食品等领域。目前,壳聚糖羧甲基化改性的方法主要有两种:(1)在碱性条件下壳聚糖分子结构中的氨基被羧基化修饰基团取代,生成壳聚糖的羧甲基化衍生物。(2)在碱性条件下壳聚糖分子结构中的的羟基与氨基分别被羧基化修饰基团取代,生成壳聚糖的羧甲基化衍生物。然而,由于壳聚糖在碱性条件下难以溶解,所以前两种方法属于异相反应,反应过程只能由表及里地进行。因此,得到的羧甲基壳聚糖的取代度与均匀性都极为有限。此外,上述方法操作繁琐,过程中使用较多有机溶剂,成本较高且不利于环保,限制了该材料的工业化大规模生产。由此,开发廉价、绿色并可制备高取代壳聚糖羧甲基衍生物的新方法是目前壳聚糖研究的一个热点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种碱/尿素水溶液中均相合成羧甲基壳聚糖的新方法。本专利技术的技术方案具体如下:一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法,包括以下步骤:将壳聚糖均匀分散于氢氧化钾(6~20%)/尿素(0~30%)(w/w)水溶液中,然后将上述组分降温至0~-80℃后得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠,于0℃~60℃机械搅拌反应1小时至48小时,反应液经沉淀、洗涤、脱水后得到取代度为0.2~1.6羧甲基壳聚糖。所述的壳聚糖溶液的浓度为0.5%~6%(w/w)。加入氯乙酸钠的摩尔量为壳聚糖氨基葡萄糖单元摩尔量的0.5~24倍。本专利技术具有以下优点:(1)首次在氢氧化钾/尿素体系下通过均相反应合成了羧甲基壳聚糖,合成过程简便易控、绿色环保。(2)与现有技术相比,本专利技术制备的羧甲基壳聚糖的取代度具有可控性。(3)与现有技术相比,本专利技术制备的羧甲基壳聚糖具有更加优异的水溶性。附图说明图1为壳聚糖与本专利技术制得的羧甲基壳聚糖的红外图谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明,但并不用于限制本专利技术。实施例1将0.5份壳聚糖粉末分散在含有12份氢氧化钾/8份尿素(w/w)的水溶液中降温至0℃得到透亮的壳聚糖溶液(0.5wt%)。向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠(氯乙酸钠与壳聚糖氨基葡萄糖单元的摩尔比为1:2),于15℃下机械搅拌反应1小时,反应液经沉淀、洗涤、脱水后得到羧甲基壳聚糖(CMC-1),取代度为0.2。实施例2将1份壳聚糖均匀分散在含有20份氢氧化钾/20份尿素(w/w)的水溶液中降温至-80℃得到透亮的壳聚糖溶液(1wt%)。向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠(氯乙酸钠与壳聚糖氨基葡萄糖单元的摩尔比为2:1),于0℃下机械搅拌反应6小时,反应液经沉淀、洗涤、脱水后得到羧甲基壳聚糖(CMC-2),取代度为0.6。实施例3将4份壳聚糖均匀分散在含有16份氢氧化钾/8份尿素(w/w)的水溶液中降温至-20℃得到透亮的壳聚糖溶液(4wt%)。向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠(氯乙酸钠与壳聚糖氨基葡萄糖单元的摩尔比为8:1),于30℃下机械搅拌反应24小时,反应液经沉淀、洗涤、脱水后得到羧甲基壳聚糖(CMC-3),取代度为0.9。实施例4将6份壳聚糖均匀分散在含有10份氢氧化钾/12份尿素(w/w)的水溶液中降温至-40℃得到透亮的壳聚糖溶液(6wt%)。向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠(氯乙酸钠与壳聚糖氨基葡萄糖单元的摩尔比为12:1),于60℃下机械搅拌反应36小时,反应液经沉淀、洗涤、脱水后得到羧甲基壳聚糖(CMC-4),取代度为1.3。实施例5将4份壳聚糖均匀分散在含有8份氢氧化钾/6份尿素(w/w)的水溶液中降温至-50℃得到透亮的壳聚糖溶液(4wt%)。向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠(氯乙酸钠与壳聚糖氨基葡萄糖单元的摩尔比为24:1),于25℃下机械搅拌反应48小时,反应液经沉淀、洗涤、脱水后得到羧甲基壳聚糖(CMC-5),取代度为1.6。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法,包括以下步骤:将壳聚糖均匀分散于氢氧化钾/尿素水溶液中,然后经过低温处理后得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠,机械搅拌反应得到羧甲基壳聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种羧甲基壳聚糖的均相合成方法,包括以下步骤:将壳聚糖均匀分散于氢氧化钾/尿素水溶液中,然后经过低温处理后得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入氯乙酸钠,机械搅拌反应得到羧甲基壳聚糖。2.根据权利要求1所述的羟丁基壳聚糖的均相合成方法,其特征在于:氢氧化钾:6~20%,尿素:0~30%,壳聚糖0.5%~6%(w/w),...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈西广毕世超程晓杰孔明刘雅冯超
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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