一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法与流程

本发明属于药物辅料制备领域，具体涉及一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法。

背景技术：

羧甲基淀粉钠(cms-na)又称为羧甲淀粉钠，是一种阴离子淀粉醚，是能溶于冷水的电解质，经过交联剂作用后的羧甲淀粉钠可以在冷水中迅速膨胀形成水凝胶。其是淀粉在碱性条件下，以一氯乙酸为亲电试剂，多官能团度化合物如环氧氯丙烷、三偏磷酸钠、乙二醛等为交联剂，通过亲电取代反应制备的羧甲基淀粉醚的钠盐。由于羧甲基淀粉钠具有无毒、不易霉变、白度好、无味、呈粉末状、流动性好、对人体无害、易于生物降解的优点，同时改性后的淀粉颗粒内含有大量的亲水性羟基和羧基，可以在短时间内吸收大量的水分，使体积剧烈膨胀，所以目前羧甲基淀粉钠的主要用途是做固体制剂的崩解剂。

羧甲基淀粉钠与羧甲基纤维素（cmc）由于具有相似的化学组成，因此都具有增稠、悬浮、分散、乳化、粘结、保水、保护胶体等多种性能。可作为乳化剂、增稠剂、分散剂、稳定剂、上浆剂、成膜剂、保水剂等，广泛用于石油、纺织、日化、卷烟、造纸、建筑、食品、医药等工业部门，被誉为"工业味精"。是cmc的替代产品。在某些领域可替代聚乙烯醇。

中国专利cn201210024160.0公开了一种羧甲基淀粉钠的制备方法，制备方法步骤为：1)交联反应；2)醚化反应；3)中和反应；4)离心；5)烘干；6)粉筛包装。使用本方法制得羧甲基淀粉钠的钠含量大于2.9，有很强的吸水膨胀性，促进药物的溶出速度，大大提高了药物的生物利用度。

中国专利cn201210302901.7公开了一种高粘型羧甲淀粉钠的制备方法，方法步骤为：在普通型羧甲淀粉钠的制法中的交联反应温度45～47℃的条件下保温反应30分钟；醚化反应中温度在68～72℃的条件下保温反应240分钟；烘干干燥温度控制在100～110℃。使用本发明制得羧甲淀粉钠吸水性高，遇水后形成透明的胶状体，粘度大于1000mpa·s，具有很好的增稠作用。

中国专利cn201410810885.1公开了一种羧甲淀粉钠的制备方法。淀粉与氢氧化钠在乙醇溶液中在38℃～42℃下碱化，碱化过程加入促进碱化的催化剂环氧氯丙烷；再与氯乙酸醚化，醚化过程加入促进醚化的催化剂季铵盐。综合利用和“三废”处理：滤液中乙醇可利用酒精回收塔进行回收，可用以配制(91～92％)乙醇，也可用以配制(80～83％)乙醇；降温水通过冷却后可重复再利用；洁净区扫地料和筛上滞留物可用作工业级粘合剂。

在现有的羧甲基淀粉钠生产中存在着制备过程中溶剂使用量较多，产品溶胀速度慢等问题，产品黏度较低，不能满足羧甲淀粉钠在其他方面的应用要求，严重影响了产品的广泛应用。但是这类羧甲基淀粉钠由于交联剂的作用，使得其吸水率较低、粘度小，导致了其增稠效果差，因而严重限制了其在食品增稠行业、药品助悬剂中的广泛应用。

技术实现要素：

本发明是基于提供一种高粘度羧甲基淀粉钠及其制备方法的目的，进一步优化改进现有技术而成的。为了实现上述目的及解决现有技术中存在的问题，本发明采用了以下技术方案：

一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）按照重量份数计，在较少重量份数的乙醇中加入氯乙酸，溶清后记为a液，在较多重量份数的乙醇中加入氢氧化钠，溶清后记为b液；

（2）向反应釜中添加100～300份乙醇，3～20份氢氧化钠，溶解后加入100～300份淀粉，0.4～1.8份三偏磷酸钠以及6～20份纯化水，进行搅拌；

（3）向反应釜中先后倒入a液、b液，升温至40～60℃进行搅拌；

（4）降温后加入300～500份乙醇，再用醋酸乙醇溶液调节ph；

（5）将步骤（4）中得到的反应液离心得到滤饼，将滤饼放入乙醇溶液中搅拌，离心，得到除杂后的滤饼；

（6）将步骤（5）中得到的除杂后的滤饼滤饼鼓风干燥并过筛包装。

较少重量份数的乙醇一般是指40～60份，较多重量份数的乙醇一般是指160～190份。

优选的，淀粉选自马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉当中的一种或多种的混合，更优选的，为马铃薯淀粉。

优选的，步骤（1）里面的氯乙酸的重量份数为30～50份，氢氧化钠的重量份数为18～30份。

优选的，步骤（2）中搅拌的时间为1h，搅拌温度为38～42℃。

优选的，步骤（1）中所使用的乙醇的体积百分数是90±2%，优选90%，后续简称90%的乙醇，步骤（4）中所使用的乙醇体积百分数是80±2%，优选80%，后续简称80%的乙醇，步骤（5）中所使用的乙醇体积百分数是95±2%，优选95%，后续简称95%的乙醇。

优选的，步骤（6）中过筛网的目数是120目。

优选的，调节ph至小于6.5，调节ph时使用的是质量比为50%的醋酸乙醇溶液。

本发明的另外一个较为优选的技术方案是：

一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）按照重量份数计，在50份90%的乙醇中加入40份氯乙酸，溶清后记为a液，在175份90%的乙醇中加入22份氢氧化钠，溶清后记为b液；

（2）向反应釜中添加275份90%的乙醇，9份氢氧化钠，溶解后加入200份马铃薯淀粉，0.5～1.7份三偏磷酸钠以及12.5份纯化水，在40±2℃下搅拌1h；

（3）向反应釜中先后倒入a液、b液，升温至53±2℃并搅拌反应6h；

（4）降温至30℃后加入400份80%的乙醇，再用醋酸乙醇溶液调节ph；

（5）待体系的ph调节到小于6.5后离心，将所得的滤饼用95%乙醇打浆1h；

（6）将步骤（5）中得到的滤饼离心后在70℃下鼓风干燥1h并过筛包装。

羧甲基淀粉钠作为一种药用辅料，在药物制剂领域的主要用做崩解剂，而较少作助悬剂和保鲜剂进行使用，其主要原因是其较小的粘度限制了其在助悬领域的应用。对于羧甲基淀粉钠来说，添加如环氧氯丙烷之类的交联剂可减小产品的黏度，促进产品的崩解，但如果减少交联剂的添加，则会使其在粘度增大的同时，降低了它的吸水速率。在实际的制备中，在不搅拌的情况下，有着很高粘度的羧甲基淀粉钠在冷水中完全溶胀开来需要1天以上，极大的限制了羧甲基淀粉钠作为助悬剂方面的应用。为了扩宽羧甲基淀粉钠在药物制剂领域的应用，我方对现有技术进行了改进。

我方发明人令人意外的发现，在使用了马铃薯淀粉钠作为原料，三偏磷酸钠作为交联剂之后，制备得到的羧甲基淀粉钠在保证了高粘度的情况之下，相对于使用环氧氯丙烷交联制备的同等粘度的羧甲基淀粉钠有着更快的溶胀速率。相较于其他种类的淀粉，马铃薯淀粉的支链末端含有少量磷酸端基，大极性的磷酸端基赋予了马铃薯淀粉具有比其他种类淀粉更强的亲水性和凝胶透明性，使得其具有更低的糊化温度和更快的吸水速率，而三偏磷酸钠属于亲水性交联剂，同时其交联作用由物理交联和化学交联组成，可以在适当提高羧甲淀粉钠的交联度的同时提高产品亲水性，以达到合理调控产品粘度和提升产品吸水性能的目的。

我方的另外一个发明点在于乙醇的使用，我方步骤（1）和（2）中使用的乙醇是90±2%的乙醇，对于羧甲基淀粉钠制备领域来说，如果乙醇的体积分数过高，会使得原料只在表层反应，导致反应不均匀。如果乙醇的体积分数过低，会使得产品在反应中溶胀糊化而失去偏光十字，失去马铃薯淀粉的结构特征，导致溶胀的速率降低。这主要是由于羧甲基淀粉的溶胀糊化后会使得直链结构和支链结构会发生重新排列，变得更加整齐，导致不定型区域减少甚至消失，使得溶胀速率变慢。我方通过实验发现在乙醇浓度90%，固液比1/2.5，氢氧化钠31份，氯乙酸40份的情况下，53±2℃反应6h后产品仍然可以在偏光显微镜下观察到明显的马耳他十字现象。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

1.与现有技术相比，本发明的方法提高了制得产品的固液比，达到了1:2.5的固液比，提升了一氯乙酸和氢氧化钠的利用率，减少了溶剂的使用量，节约了成本，并扩展了羧甲基淀粉钠的应用范围。

2.使用了含磷酸酯的马铃薯淀粉作为原料，使得其产品溶胀速率更快、凝胶透明度更好。

3.使用了三偏磷酸钠作为交联剂，增加了淀粉的磷酸基的含量，在调节羧甲淀粉钠黏度的同时也有效的促进了其吸水速率，使得其在高粘度下也具有较快的溶胀速率。

4.洗涤用的乙醇可以回收后直接使用，使用95%乙醇洗涤后在60℃干燥，可以避免产品由于糊化造成的板结。

附图说明

图1是我方技术方案的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例1

一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照重量份数计，在50份体积百分数为90%乙醇中加入40份氯乙酸，溶清后记为a液；在175份体积百分数为90%乙醇中加入22份氢氧化钠，溶清后记为b液。

（2）向反应釜中添加275份体积百分数为90%的乙醇，9份氢氧化钠，溶解后加入200份马铃薯淀粉，0.3份三偏磷酸钠以及12.5份纯化水，在40±2℃搅拌1h。

（3）向反应釜中先后倒入a液、b液，升温53±2℃搅拌反应6h。

（4）降温到30℃后后加入400份体积百分数为80%的乙醇，再用醋酸乙醇溶液调节ph。

（5）等待体系ph小于6.5后离心，将滤饼放入体积百分数为95%的乙醇中搅拌1h后离心，得到除杂后的滤饼。

（6）将步骤（5）中得到的除杂后的滤饼在60℃下鼓风干燥12h，筛分包装，再将产品过120目筛网后包装即得成品羧甲基淀粉钠。

将上述得到的成品进行检测，其成品的ph5.9，钠含量2.8%，溶胀体积110ml，粘度（羧甲淀粉钠含量2%的水溶液）8730mpa.s，均符合2015版《中国药典》羧甲基淀粉钠质量标准，检测结果如表1所示。

实施例2

一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照重量份数计，在50份体积百分数为90%乙醇中加入40份氯乙酸，溶清后记为a液；在175份体积百分数为90%乙醇中加入22份氢氧化钠，溶清后记为b液。

（2）向反应釜中添加275份体积百分数为90%的乙醇，9份氢氧化钠，溶解后加入200份马铃薯淀粉，0.5份三偏磷酸钠以及12.5份纯化水，在40±2℃搅拌1h。

（3）向反应釜中先后倒入a液、b液，升温53±2℃搅拌反应6h。

（4）降温到30℃后后加入400份体积百分数为80%的乙醇，再用醋酸乙醇溶液调节ph。

（5）等待体系ph小于6.5后离心，将滤饼放入体积百分数为95%的乙醇中搅拌1h后离心离心，得到除杂后的滤饼。

（6）将步骤（5）中得到除杂后的滤饼在60℃下鼓风干燥12h，筛分包装，再将产品过120目筛网后包装即得成品羧甲基淀粉钠。

将上述得到的成品进行检测，其成品的ph5.8，含量2.8%，溶胀体积100ml，粘度（羧甲淀粉钠含量2%的水溶液）2960mpa.s，均符合2015版《中国药典》羧甲基淀粉钠质量标准，此实施例为最佳实施例，检测结果如表1所示。

实施例3

一种高粘度羧甲基淀粉钠的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照重量份数计，在50份体积百分数为90%乙醇中加入40份氯乙酸，溶清后记为a液；在175份体积百分数为90%乙醇中加入22份氢氧化钠，溶清后记为b液。

（2）向反应釜中添加275份体积百分数为90%的乙醇，9份氢氧化钠，溶解后加入200份马铃薯淀粉，0.6份三偏磷酸钠以及12.5份纯化水，在40±2℃搅拌1h。

（3）向反应釜中先后倒入a液、b液，升温53±2℃搅拌反应6h。

（4）降温到30℃后后加入400份体积百分数为80%的乙醇，再用醋酸乙醇溶液调节ph。

（5）等待体系ph小于6.5后离心，将滤饼放入体积百分数为95%的乙醇中搅拌1h后离心，得到除杂后的滤饼。

（6）将步骤（5）中得到除杂后的滤饼在60℃下鼓风干燥12h，筛分包装，再将产品过120目筛网后包装即得成品羧甲基淀粉钠。

将上述得到的成品进行检测，其成品的ph6.0，钠含量2.8%，溶胀体积92ml，粘度（羧甲淀粉钠含量2%的水溶液）1732mpa.s，均符合2015版《中国药典》羧甲基淀粉钠质量标准，检测结果如表1所示。

表1实施例1～3成品的检测报告

对比实施例1

按照最佳实施例2的制备步骤，只是将交联剂替换成环氧氯丙烷，制备得到羧甲基淀粉钠，进行溶胀速率实验，实验参照文献drugdevelopmentandindustrialpharmacy,8(1),87-109(1982)，中的步骤进行，称样量为1.0g。实验结果如表2所示：

表2替换产品的溶胀时间对比

由此可知，我方制备得到的高粘度羧甲基淀粉钠吸水速率快，粘度高，可以在药品助悬剂领域广泛应用。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。