一种测定壳聚糖季铵盐含量的方法技术

本发明专利技术属于多糖衍生物类分析检测领域，具体涉及一种通过系数联合HPLC测定壳聚糖季铵盐含量的方法。通过1H NMR获得待测定壳聚糖季铵盐中季铵化取代度，而后对待测壳聚糖季铵盐进行酸水解得水解液，HPLC进样测定水解液中水解成盐的浓度，得壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率，进而计算得相应比例系数，再通过壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率值α及比例系数γ，转化计算即可得到壳聚糖季铵盐的实际含量。本方法提供了壳聚糖季铵盐含量测定相应的比例系数，只需对壳聚糖季铵盐进行一步水解，结合比例系数即可准确计算其含量，为壳聚糖季铵盐的含量测定及相关产品的质量控制提供技术支持和参考依据，对于推动壳聚糖产业发展具有重要的理论和现实意义。要的理论和现实意义。要的理论和现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种测定壳聚糖季铵盐含量的方法


[0001]本专利技术属于多糖衍生物类分析检测领域，具体涉及一种通过系数联合HPLC测定壳聚糖季铵盐含量的方法。

技术介绍

[0002]壳聚糖(Chitosan，CTS)又名脱乙酰甲壳素、氨基多糖、甲壳胺等，是由甲壳素在碱性、高温条件下部分或者完全脱乙酰基而得到的高分子聚合物，被认为是自然界中唯一的碱性聚阳离子多糖。壳聚糖自身的生物活性较弱，在水以及有机溶剂中的溶解度极差，极大地限制了壳聚糖的进一步工业应用。对壳聚糖分子进行结构功能改性，通过化学反应在壳聚糖分子中引入具有特殊功能的活性基团，可以改善壳聚糖的溶解性、增强其生物活性，提高壳聚糖的应用范围和应用价值，因此，近年来对壳聚糖衍生物的研究越来越多，从而使壳聚糖衍生物的质量控制也越来越重要。
[0003]壳聚糖季按盐是利用在壳聚糖的分子链的氨基与小分子季铵盐之间的相互作用，引入季铵基团，而生成的一类壳聚糖衍生物。与壳聚糖相比，壳聚糖季铵盐保持了壳聚糖的阳离子性，有较好的溶解性和较宽的pH值范围，改善了水溶性。通常壳聚糖季铵盐有两种制备途径，分别为C
‑
2位上的氨基氮原子直接季铵化和在氨基或羟基上间接引入季铵基团，得到了带正电荷的壳聚糖衍生物。直接季铵化常用的方法是在氢氧化钠存在下，壳聚糖分子结构中的氨基直接与活性卤代烃作用，使其转化为季铵基团，生成壳聚糖的季铵盐衍生物。其实质是利用壳聚糖结构中的氨基对其它试剂的亲核性能，使氨基转化成具有更强亲水性能的季铵基团。N,N,N
‑
三甲基壳聚糖(TMC)是在壳聚糖主链的C2氨基上引入三个甲基的季铵化产物。间接季铵化法是将含有反应性官能团的季铵盐化合物(2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵、3
‑
氯
‑2‑
羟丙基三甲基铵氯化物以及三烷氧基硅烷季铵盐等)引入壳聚糖分子结构的羟基或氨基上。与直接季铵化相比，间接季铵化的工艺较简单，成本低，难度较小，选用更多。
[0004]随着社会的发展，壳聚糖季铵盐的应用越来越广泛，但查阅文献发现，当前对于壳聚糖季铵盐的活性研究较多，而对其含量测定方法几乎没有研究，因此，亟需建立壳聚糖季铵盐含量测定的方法，为其质量控制提供参考依据和理论支持。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测定壳聚糖季铵盐含量的方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种测定壳聚糖季铵盐含量的方法，通过1H NMR获得待测定壳聚糖季铵盐中季铵化取代度，而后对待测壳聚糖季铵盐进行酸水解得水解液，HPLC进样测定水解液中水解成盐的浓度，得壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率，进而计算得相应比例系数，再通过壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率值α及比例系数γ，转化计算即可得到壳聚糖季铵盐的实际含
量。
[0008]所述待测定壳聚糖季铵盐根据1H NMR计算取代度并计算壳聚糖季铵盐的相对分子质量。
[0009]所述水解为在浓酸环境下，分别控制温度50
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120℃和时间0.5
‑
10h，采用梯度升温的方式对壳聚糖季铵盐进行水解，即50
‑
80℃水解0.5
‑
4h，80
‑
120℃水解4
‑
10h，制备酸水解溶液。
[0010]所述水解体系中，待检测壳聚糖季铵盐与酸、去离子水用量比值为12:3:0.02～80:10:0.4(mg:mL:mL)；其中，酸为浓盐酸，浓度为12mol/L。
[0011]所述经HPLC进样测定水解液中水解成盐的浓度，通过公式(1)得壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率；再经公式(2)计算得到壳聚糖季铵盐的含量；
[0012][0013]w＝α
×
γ
×
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0014]其中公式(1)、(2)中，
[0015]w—壳聚糖季铵盐的实际含量，％；
[0016]α—壳聚糖季铵盐直接水解率值，％；
[0017]γ—壳聚糖季铵盐对应的比例系数，1；
[0018]m—水解时加入的壳聚糖季铵盐粉末固体质量，g；
[0019]C0—由标准曲线获得的氨基葡萄糖盐酸盐的浓度，mg/mL；
[0020]V0—壳聚糖季铵盐酸水解待测溶液体积，mL；
[0021]Mr0—壳聚糖季铵盐在酸性条件下水解形成盐的摩尔质量，g/mol；
[0022]Mr
’
—不同取代度壳聚糖季铵盐的摩尔质量，g/mol。
[0023]取制备的待测水解试样溶液适量，过0.22μm针头过滤器，HPLC色谱条件进样检测，由标准曲线计算得到壳聚糖季铵盐在酸性条件下水解形成盐的浓度。
[0024]采用高效液相色谱技术进样检测水解液中水解成盐浓度，并且以该水解形成盐为标准品，配制标准溶液，绘制标准曲线；色谱条件：流动相为乙腈：水＝50:50
‑
95:5，流速为0.2
‑
1.5mL/min。
[0025]所述待检测壳聚糖季铵盐还可通过下述方式制备获得：
[0026]选用的壳聚糖原料的脱乙酰度为70～98％。
[0027]采用了两种不同方法制备得到两种壳聚糖季铵盐衍生物：
[0028]1)TMC制备：称取壳聚糖样品1.0
‑
4.0g分散于适量的1
‑
甲基
‑
2吡咯烷酮(NMP)中，然后分别加入2
‑
11mL，质量百分含量为5
‑
20％的氢氧化钠溶液、0.5
‑
7.0g碘化钠和4
‑
20mL碘甲烷，回流反应0.5
‑
10h，反应后将溶液冷却到室温，而后将反应溶液倒入过量的无水乙醇中沉淀析出，抽滤，所得固体用乙醇冲洗三次，去离子水透析0.5
‑
3d，冷冻干燥，得N,N,N
‑
三甲基壳聚糖季铵盐(TMC)，产物置于干燥器内备用。制备路线为：
[0029][0030]2)HACC制备：取已测定脱乙酰度的壳聚糖原料适量，加热条件下搅拌分散于20
‑
90mL异丙醇中，用1
‑
50mL去离子水溶解0.1
‑
9.5g GTA(2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵)，并加入到上述壳聚糖溶液中，30
‑
110℃加热回流反应0.5
‑
24h，反应结束后冷却反应液至室温，过滤，乙醇洗涤，去离子水透析，干燥得2
‑
羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)。制备路线为：
[0031][0032]分别随机选取实验室制备的壳聚糖季铵盐样品和市面上购买的壳聚糖季铵盐产品(DD为80～90％，取代度为55～70％)，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定壳聚糖季铵盐含量的方法，其特征在于：通过1H NMR获得待测定壳聚糖季铵盐中季铵化取代度，而后对待测壳聚糖季铵盐进行酸水解得水解液，HPLC进样测定水解液中水解成盐的浓度，得壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率，进而计算得相应比例系数，再通过壳聚糖季铵盐直接酸水解的水解率值α及比例系数γ，转化计算即可得到壳聚糖季铵盐的实际含量。2.按权利要求1所述的测定壳聚糖季铵盐含量的方法，其特征在于：所述待测定壳聚糖季铵盐根据1H NMR计算取代度并计算壳聚糖季铵盐的相对分子质量。3.按权利要求1所述的测定壳聚糖季铵盐含量的方法，其特征在于：所述水解为在浓酸环境下，分别控制温度50
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120℃和时间0.5
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10h，采用梯度升温的方式对壳聚糖季铵盐进行水解，即50
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80℃水解0.5
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4h，80
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120℃水解4
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10h，制备酸水解溶液。4.按权利要求1所述的测定...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭占勇，苗芹，李青，宓英其，马冰，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：