一种海藻酸钠的磺酸化改性方法及其磺酸化海藻酸钠技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种海藻酸钠的磺酸化改性方法及其磺酸化海藻酸钠。本发明专利技术的方法包括如下步骤：在密闭且干燥的反应器中，以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂对海藻酸钠进行改性。以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂，与选择氯磺酸作为改性剂相比，反应条件温和，毒性小，将反应置于密闭且干燥的反应器中进行，反应易于控制，可制备得到取代度稳定的磺酸化海藻酸钠，而且三氧化硫与有机碱的复合试剂可直接购买得到，因此本发明专利技术的方法有利于进行标准化的大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种海藻酸钠的磺酸化改性方法及其磺酸化海藻酸钠
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种海藻酸钠的磺酸化改性方法及其磺酸化海藻酸钠。
技术介绍
海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，是一种天然多糖，其来源广泛、价格低廉、无毒，具有良好的生物相容性、成膜性及可降解性等，早在1938年就已被收入美国药典。目前在食品工业和医药领域得到了广泛应用。但单纯的海藻酸钠存在载药性能较差、释放快速等缺点，限制了其在载药方面的应用，磺酸化改性的海藻酸钠具有优良的载药性能，在药物载药缓释材料方面得到了更好的推广应用。现有的磺酸化改性的海藻酸钠多由氯磺酸改性得到，氯磺酸毒性强，而且改性的过程中反应剧烈，工艺不稳定，制备得到的产品品质不稳定，不利于进行大规模的生产和应用。基于上述问题，急需提出一种新的海藻酸钠磺酸化改性的方法以克服现有工艺的缺点，并制备出高品质的、可进行工业化大规模生产的改性产品。
技术实现思路
针对现有技术中的海藻酸钠磺化改性方法毒性高、反应过程不易控制，所得产品质量不稳定的问题，本专利技术提供一种新的海藻酸钠的磺化改性方法，该方法包括如下步骤：在密闭且干燥的反应器中，以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂对海藻酸钠进行改性。以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂，与选择氯磺酸作为改性剂相比，反应条件温和，毒性小，但是直接将海藻酸钠与三氧化硫与有机碱的复合试剂反应所得改性物质的取代度不稳定，且反应过程不易于控制。专利技术人意外的发现，将反应置于密闭且干燥的反应器中进行，反应过程易于控制，制备得到的磺酸化海藻酸钠取代度稳定，而且三氧化硫与有机碱的复合试剂可直接购买得到，因此本专利技术的方法有利于进行标准化的大规模生产。作为优选的操作方式，所述三氧化硫与有机碱的复合试剂为三氧化硫-吡啶复合试剂或三氧化硫-三乙胺复合试剂。作为优选的操作方式，所述密闭且干燥的反应器为充填惰性气体或干燥空气的密闭反应器。作为优选的操作方式，改性前对海藻酸钠进行干燥处理至其含水量小于5％。作为优选的操作方式，所述海藻酸钠中G构型比例50～70％。作为优选的操作方式，改性在DMF溶剂中进行；作为优选的操作方式，反应过程中所述海藻酸钠与三氧化硫与有机碱的复合试剂的投料质量比为1:0.8～3.5；反应温度为-10～60℃。作为优选的操作方式，调整所述海藻酸钠与三氧化硫-吡啶的复合试剂的质量比为1：1.0～2.0，反应温度为40℃～60℃；作为优选的操作方式，调整所述海藻酸钠与三氧化硫-吡啶的复合试剂的质量比为1：2.5～3.5，反应温度为10℃～40℃；作为优选的操作方式，调整所述海藻酸钠与三氧化硫-吡啶的复合试剂的质量比为1：2.0～3.0，反应温度为-10℃～10℃。进一步的，为提高工业化生产的效率，降低生产成本，本专利技术还对改性完成后的磺酸化海藻酸钠反应生成钠盐的操作进行了着重的优化，包括如下步骤：将改性后所得磺酸化海藻酸钠固体加入到体积分数为50％～98％的酒精溶液，搅拌的同时向其中加入氢氧化钠溶液，当混合体系的pH为7.0～7.50时，过滤，滤饼用50％～98％的酒精溶液纯化。在工业化生产的过程中，通常需要将磺酸化后的海藻酸钠制备成微球等各种产品，将其制备成钠盐后再制备成上述产品，可保证产品的稳定性。现有技术中的成钠盐工艺，多采用水作为溶剂，采用氢氧化钠水溶液调节pH成钠盐，然后采用透析的方法去除多余的钠离子，最后进行冻干得到产品。由于透析和冻干需要较高的经济成本和时间成本，不利于进行大规模地生产。本专利技术的方法以酒精溶剂作为溶剂，物料呈悬浮状态，随着氢氧化钠的加入，边反应边生成沉淀，反应完毕后即实现了与钠离子的分离，不需再进行透析，而且直接反应得到固体，不需再进行冻干操作，大大节省了经济和时间成本，有利于工业化的大规模生产。作为优选的方案，本专利技术的方法包括如下步骤：1)在密闭且干燥的反应器中，以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂对海藻酸钠进行改性，得磺化改性的海藻酸钠粗品；2)对所述粗品进行纯化；3)将磺化改性的海藻酸钠粗品进行成钠盐处理，将改性后所得磺酸化海藻酸钠固体加入到体积分数为50％～98％的酒精溶液，搅拌的同时向其中加入氢氧化钠溶液，当混合体系的pH为7.0～7.50时，过滤，滤饼用50％～98％的酒精溶液纯化；4)对纯化后的成钠盐的磺酸化海藻酸钠进行干燥处理，得成品。本专利技术所述方法制备得到的磺酸化海藻酸钠品质稳定，可根据不同的需求制备成不同的取代度，与现有技术采用氯磺酸改性制得的磺酸化海藻酸钠相比，品质稳定、纯度高，可直接进行商业化销售。进一步的，本专利技术还保护本专利技术所述方法制备得到的磺酸化海藻酸钠。最后，本专利技术还保护本专利技术所述磺酸化海藻酸钠在医药领域的应用。如将其用于微球、助悬剂、乳化剂、黏稠剂、微囊的囊材、生物组织工程材料等。具体实施方式本专利技术附加方面的优点将从下面的内容具体给出：本专利技术提供一种海藻酸钠的磺酸化改性方法，包括如下步骤：在密闭且干燥的反应器中，以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂对海藻酸钠进行改性。根据一些优选的实施例，所述三氧化硫与有机碱的复合试剂为三氧化硫-吡啶复合试剂或三氧化硫-三乙胺复合试剂。其中，三氧化硫-吡啶复合试剂在反应过程中效果较好。本专利技术所述三氧化硫-吡啶复合试剂或三氧化硫-三乙胺复合试剂均为固定试剂，可通过购买得到，如三氧化硫-吡啶复合试剂是已知的固定试剂，CAS号为26412-87-3，其中三氧化硫和吡啶的质量比为1：1。根据一些优选的实施例，所述密闭且干燥的反应器为充填惰性气体或干燥空气的密闭反应器。在含有惰性气体或干燥空气的反应器中进行反应，可增加工艺的稳定性，有利于最终得到取代度稳定的磺酸化海藻酸钠。根据一些优选的实施例，所述密闭且干燥的反应器为氮气质换空气的密闭反应器。根据一些优选的实施例，本专利技术在对海藻酸钠进行改性前需对其进行干燥处理使其含水量小于5％。海藻酸钠中含有的水分会影响磺酸化反应的取代度，含水量小于5％，可减少对取代度的影响，使得到的产品的品质稳定。具体的，所述海藻酸钠在40～50℃下减压干燥至含水量小于5％，温度超过50℃会使海藻酸钠降解，温度低于40℃则不能将干燥失重降至5％以下。根据一些优选的实施例，本专利技术进行改性的海藻酸钠中G构型比例50-70％，粘度为100～500mpa·s。海藻酸钠为β-D甘露糖酸(M单元)和α-L古罗糖酸(G单元)的聚合物，上述G构型比例是指G单元占M和G单元总量的百分比。选择上述海藻酸钠，可在后续制备海藻酸钠制品的过程中增加磺酸化海藻酸钠的成球性和机械强度。根据一些优选的实施例，改性反应在DMF溶液中进行。在DMF溶液中进行，可增加反应的稳定性。根据一些优选的实施例，反应过程中所述海藻酸钠与三氧化硫与有机碱的复合试剂的投料质量比为1:0.8～3.5(g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海藻酸钠的磺酸化改性方法，其特征在于，包括如下步骤：在密闭且干燥的反应器中，以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂对海藻酸钠进行改性。/n

【技术特征摘要】
1.一种海藻酸钠的磺酸化改性方法，其特征在于，包括如下步骤：在密闭且干燥的反应器中，以三氧化硫与有机碱的复合试剂作为改性剂对海藻酸钠进行改性。


2.根据权利要求1所述的磺酸化改性方法，其特征在于，所述三氧化硫与有机碱的复合试剂为三氧化硫-吡啶复合试剂或三氧化硫-三乙胺复合试剂。


3.根据权利要求1所述的磺酸化改性方法，其特征在于，所述密闭且干燥的反应器为充填惰性气体或干燥空气的密闭反应器。


4.根据权利要求1所述的磺酸化改性方法，其特征在于，改性前对海藻酸钠进行干燥处理至其含水量小于5％。


5.根据权利要求1所述的磺酸化改性方法，其特征在于，所述海藻酸钠中G构型比例50～70％。


6.根据权利要求1～5任一项所述的磺酸化改性方法，其特征在于，改性在DMF溶剂中进行；和/或，反应过程中所述海藻酸钠与三氧化硫与有机碱的复合试剂的投料质量比为1:0.8～3.5；和/或，反应温度为-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宏伟，秦元满，陶秀梅，陈鹏，
申请(专利权)人：北京诺康达医药科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11