一种o-羧甲基壳聚糖的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到一种〇-羧甲基壳聚糖的制备方法，尤其涉及一种单一 (：6位选择性 取代的〇-羧甲基壳聚糖的制备方法。
【背景技术】
[0002] 羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，因其也具有良好的水溶性、成膜性、保 湿性生物相容性、无毒性和可生物降解性而在医学领域逐渐受到重视。由于壳聚糖分子结 构中有2个羟基（C3位和C6位）和1个氨基（C2位）羧甲基化在这3个位置均可发生。因 此产物有N，0-CMC、N-CMC和0-CMC。O-CMC是既含有活性氨基又含有羧基的生物可降解阳 性多糖，在医药方面可与多种生物活性物质连接，在大大提高其承载性能，可以作为新一代 的基因和药物靶向控释载体材料。有0-羧甲基壳聚糖的制备，国内报道较多的是采用在较 低的温度下在碱性介质中与氯乙酸进行反应将羧甲基引入在壳聚糖的〇-位，但在上述反 应条件下仍会有少量N-位羧甲基壳聚糖产物，特别是为了获得具有较高取代度的产物或 反应时间较长时N-位产物的出现会较明显，而且反应过程中会易受温度波动的影响。本发 明以壳聚糖为原料，利用苯甲醛与氨基的席夫碱反应生成亚胺结构来保护其链上的氨基， 再在碱性条件下接入羧甲基后在酸性条件下除去苯甲醛，生成0-CMC。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是针对现有制备0-羧甲基壳聚糖方法的不足之处，提供一种以苯甲 醛为保护剂制备含有大量活性集团单一 (：6位选择性取代的0-羧甲基壳聚糖的制备方法。
[0004] 其原理是：游离氨基和羧基是衡量羧甲基壳聚糖功能性质的重要指标，因此制备 羧甲基壳聚糖应尽量避免消耗氨基。以壳聚糖为原料，利用苯甲醛与氨基的席夫碱反应生 成亚胺结构来保护其链上的氨基，再在碱性条件下接入羧甲基后在酸性条件下除去苯甲 醛，生成O-CMC。
[0005] 具体通过以下步骤实现：
[0006] (1)壳聚糖C2位氨基的保护：精密称取3.OgCTS溶于240ml1 %醋酸溶液中，在 25°C下完全溶解后慢慢加入180ml甲醇。精密称取3.Og苯甲醛溶于45ml甲醇，均匀混合 后逐滴加入，升温到60°C搅拌反应4h。慢慢加入240ml5%NaOH溶液和60ml甲醇，继续搅 拌8h。反应完后经抽滤沉淀依次用95%乙醇洗涤、无水乙醇脱水，除去未反应的苯甲醛，于 55°C烘干。反应多次积累产品备用。
[0007] (2)羧甲基反应：取上述反应后的壳聚糖5.Og(过60目筛网）悬浮于50ml异丙 醇中，55°C溶胀5h。冷却至25°C，在搅拌条件下慢慢滴加25mlM%NaOH溶液，速度为3s/ d。滴加完毕后，继续搅拌lh，使其充分混合，-20°C冷冻过夜。次日解冻后，在冰浴条件下， 边搅拌边滴加20.Oml异丙醇溶解的Ng氯乙酸，速度为5s/d。滴加完毕后，在30°C搅拌反 应2h，再在70°C加热回流2h。反应完后经抽滤倒掉上清，沉淀依次用70%，60%乙醇分别 洗涤三次（每次100ml，浸泡15min)然后加200ml蒸馏水溶解，离心去沉淀，用盐酸调pH值 为中性，上清加乙醇至总体积的70%，析出产品。再用70%的乙醇洗涤1次，无水乙醇脱水， 55 °C干燥得产品，备用。
[0008] (3)保护基团的去除：CMC粗产物用150ml0? 5mol/LHCl室温浸泡48h，用NaOH调 pH值为中性，离心去沉淀。上清加乙醇至总体积的70%，析出产品，再用70 %乙醇洗涤3 次，无水乙醇脱水，55 °C烘干得产品。
[0009] 本发明制备出的0-羧甲基壳聚糖与N，0-羧甲基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖相比， 既含有氨基又含有羧基具有更好的促凝血性、生物降解、抑菌作用；可加快损伤愈合，有效 地防止组织粘连和瘢痕的形成；对酸根离子、蛋白质具有较好的吸附效果，可与多种生物活 性物质连接，对重金属离子的负载能力强，广泛地应用于食品、医药、化工等领域。
【具体实施方式】
[0010] 下面的实施例将对本发明做进一步的解释，但是本发明并不仅仅局限于这些实施 例，这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。本领域的技术人员在权利要求的范围内 所做出的某些改变和调整也应该认为属于本发明范围
[0011] 实施例1
[0012] (1)壳聚糖C2位氨基的保护：精密称取3.OgCTS溶于240ml1 %醋酸溶液中，在 25°C下完全溶解后慢慢加入180ml甲醇。精密称取3.Og苯甲醛溶于45ml甲醇，均匀混合 后逐滴加入，升温到60°C搅拌反应4h。慢慢加入240ml5%NaOH溶液和60ml甲醇，继续搅 拌8h。反应完后经抽滤沉淀依次用95%乙醇洗涤、无水乙醇脱水，除去未反应的苯甲醛，于 55°C烘干。反应多次积累产品备用。
[0013] (2)羧甲基反应：取上述反应后的壳聚糖5.Og(过60目筛网）悬浮于50ml异丙 醇中，55°C溶胀5h。冷却至25°C，在搅拌条件下慢慢滴加25ml20%NaOH溶液，速度为3s/ d。滴加完毕后，继续搅拌lh，使其充分混合，-20°C冷冻过夜。次日解冻后，在冰浴条件下， 边搅拌边滴加20.Oml异丙醇溶解的14g氯乙酸，速度为5s/d。滴加完毕后，在30°C搅拌反 应2h，再在70°C加热回流2h。反应完后经抽滤倒掉上清，沉淀依次用70%，60%乙醇分别 洗涤数次后加200ml蒸馏水溶解，离心去沉淀，用盐酸调pH值为中性，上清加乙醇至总体积 的70%，析出产品。再用70%的乙醇洗涤1次，无水乙醇脱水，55°C干燥得产品，备用。
[0014] (3)保护基团的去除：CMC粗产物用150ml0? 5mol/LHCl室温浸泡48h，用NaOH调 pH值为中性，离心去沉淀。上清加乙醇至总体积的70%，析出产品，再用70 %乙醇洗涤3 次，无水乙醇脱水，55 °C烘干得产品。
[0015] 实施例2
[0016] (1)壳聚糖C2位氨基的保护：精密称取3.OgCTS溶于240ml1 %醋酸溶液中，在 25°C下完全溶解后慢慢加入180ml甲醇。精密称取3.Og苯甲醛溶于45ml甲醇，均匀混合 后逐滴加入，升温到60°C搅拌反应4h。慢慢加入240ml5%NaOH溶液和60ml甲醇，继续搅 拌8h。反应完后经抽滤沉淀依次用95%乙醇洗涤、无水乙醇脱水，除去未反应的苯甲醛，于 55°C烘干。反应多次积累产品备用。
[0017] (2)羧甲基反应：取上述反应后的壳聚糖5.Og(过60目筛网）悬浮于50ml异丙 醇中，55°C溶胀5h。冷却至25°C，在搅拌条件下慢慢滴加25ml25%NaOH溶液，速度为3s/ d。滴加完毕后，继续搅拌lh，使其充分混合，-20°C冷冻过夜。次日解冻后，在冰浴条件下， 边搅拌边滴加20.Oml异丙醇溶解的14g氯乙酸，速度为5s/d。滴加完毕后，在30°C搅拌反 应2h，再在70°C加热回流2h。反应完后经抽滤倒掉上清，沉淀依次用70%，60%乙醇分别 洗涤数次后加200ml蒸馏水溶解，离心去沉淀，用盐酸调pH值为中性，上清加乙醇至