专利名称：一种温敏性淀粉衍生物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种温敏性淀粉衍生物及其制备方法，属于功能高分子材料领 域。这种温敏性淀粉衍生物可用于药物载体、传感器、生物技术、表面活性剂、 智能催化、分离工程等领域。
背景技术：
近年来，温敏性高分子的研究发展很快，它和传统的水溶性高分子不同，
存在低临界溶解温度(LCST)，温度低于LCST时，水是高分子的良溶剂，分子链 在水中以伸展的无规线团形式溶解在水相中；相反，当温度高于LCST时，分子 链与水的相互作用被破坏，高分子链脱水收缩，并出现相分离现象，而且这一 现象是可逆的。由于这种特殊性质，温度敏感性高分子在药物载体、传感器、 生物技术、智能催化、分离工程等领域有着广阔的应用前景。
最典型、研究最多的温敏性高分子是聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)类高 分子。这类高分子通常由N-取代丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺或类似单体合成，其 共同特点是都有一个温度转变区域一低临界溶解温度(LCST)。除了以上聚N-异丙基丙烯酰胺类聚合物外，其它功能团类聚合物亦具有温敏性。如含醚功能 团的聚环氧乙垸(PEO)、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、聚(乙烯基甲醚)、含取代 酰胺功能团的聚(N-取代丙烯酰胺)、聚(N-乙烯基吡咯烷酮)。主要为石油基合 成高分子。
但合成高分子生物相容性差、不易降解、聚N-异丙基丙烯酰胺价格昂贵， 其单体是可疑的致癌物质和神经毒素，且有强烈的刺激性味道。使其在细胞或 蛋白质分离、药物控释/缓释等生物医药领域的应用受到一定的限制。在生物医 学领域应用的材料必须是良好生物相容性和毒性小。另外，高分子的LCST最好 是可调节的，以便更广泛适应各种用途。为了得到合适LCST，合成高分子常用 方法为具有温敏官能团的单体和第二种具有不同疏水性能的单体共聚，但在共 聚过程中精确的控制影响LCST的合成高分子的分子量、聚合物骨架上各种单体 的分布以及共聚物的组分是困难的。因此寻找绿色合成技术，制备廉价、无毒调节LCST的温敏材料，显得尤为重要。
淀粉衍生物由于原料淀粉价廉、可再生、无毒、生物可降解，其制备和应 用研究得到人们的广泛关注。淀粉通过接枝阳离子基团、羧甲基等阴离子基团、 羟乙基等亲水性基团制备的水溶性高分子，可广泛应用于纺织、医药、造纸、 污水处理、涂料等领域。近年来为了提高其应用性能、拓宽其应用领域，新结 构、新功能淀粉衍生物不断涌现，其中研究最多的是在传统的含有亲水基团的 淀粉衍生物中通过引入疏水基团制备新结构、新功能淀粉衍生物。但目前，由 淀粉为原料通过引入疏水基团制备温敏性高分子文献报道较少，仅见淀粉和 N-异丙基聚丙烯酰接枝共聚制备温敏性淀粉衍生物的方法(Tanihara M，YamaokaT， Mikami H， et al. JP2002256075),并用于组织粘合剂、创伤 敷料、止血材料和药物输送。
因此，以淀粉为原料，通过使用亲水基团和疏水基团取代淀粉羟基上的 氢，调控淀粉衍生物的亲水/亲油平衡来制备具有温敏性能的淀粉衍生物， 拓展淀粉衍生物的应用领域显得非常有意义。
发明内容
本发明提供一种温敏性淀粉衍生物及其制备方法。本发明的目的是使用 廉价、无毒、生物可降解、可再生的天然高分子化合物淀粉为原料，制备具有 温敏性能的新型淀粉衍生物。使该淀粉衍生物同时具有淀粉和温敏高分子的优 点。另外，通过调控淀粉链上亲水基团和疏水基团的取代度来制备具有大范围 可调节的低临界溶解温度的温敏性淀粉衍生物。将其应用在药物载体、生物传 感器、生物技术、智能催化、分离工程等领域，具有更大的优势。
本发明的具体技术方案是 一种温敏性淀粉衍生物是淀粉羟基中的氢部分 被第一疏水基团、亲水基团和第二疏水基团取代得到的，它们的结构通式如下
第一疏水基团的结构通式为一CH2CH0HCH20R,，
亲水基团的结构通式为"CH2C00M ，
第二疏水基团的结构通式为一CH2C0NR2R3 ; 通式中R,《2-,。直链或支链烷基，M=H+、 Na+、 K+、 Li+或NH/，
R2， R^H或d-6的直链或支链烷基；
温敏性淀粉衍生物中第一疏水基团的取代度为0. 05 1. 5，亲水基团的取代度为 0.05 1.5，第二疏水基团的取代度为0,05 0. 5。
所述淀粉选自玉米、小麦、大米、马铃薯、红薯或木薯淀粉，或选自用硫 酸、盐酸或磷酸降解淀粉，或用次氯酸氧化降解淀粉。
所述温敏性是通过控制第一疏水基团、亲水基团和第二疏水基团的取代度， 调节淀粉衍生物的亲水亲油平衡来获得的，其低临界溶解温度可在10 65'C范 围变化。
所述的一种温敏性淀粉衍生物的制备方法步骤如下
(1) 首先在反应器中调制质量浓度为20% 60%淀粉浆，然后向淀粉浆中 加入淀粉质量5% 20%的氢氧化钠并搅拌，在60 90。C碱化1小时后；然后按 縮水甘油醚和淀粉质量比为0.2 4: 1，滴加縮水甘油醚，在40 8(TC搅拌反 应5-8小时后；盐酸中和，过滤，并用9(Fo(w/w)丙酮洗涤至无氯离子、干燥， 得到第一疏水基团改性的淀粉；
(2) 将氯乙酸和氢氧化钠，按氯乙酸和氢氧化钠摩尔比为1: 1，分散于含 异丙醇的反应器中，30 5(TC搅拌反应0.5 1小时，然后按第一疏水基团改性 的淀粉与氯乙酸质量比为1: 0.01 3加入步骤(1)制备第一疏水基团改性的 淀粉，在40 8(TC搅拌反应5 8小时后，盐酸中和至中性，产物用含水甲醇 洗涤数次，红外灯下干燥，得含有第一疏水基团和亲水基团改性的淀粉。
(3) 将上步骤(2)制备述含有第一疏水基团和亲水基团改性的淀粉分散 于溶剂中，用硫酸或盐酸酸化至pH 3 5，按n(-CH2C00H):n[(R2R3NH]:n(失水 剂)l:O. 1 1.2: 0. 1 1.2，依次加入失水剂、胺，在20 40。C反应4 24小 时后，用丙酮析出，用含氢氧化钠的8(m(w/w)甲醇洗涤，用盐酸中和，过滤， 滤饼用氯仿洗涤三次除去其他含氮的杂质，干燥，得到温敏性淀粉衍生物。
步骤(3)所述溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜。步骤(3)所述失水剂选自二环己基碳二亚胺或二异丙基碳二亚胺。
上述方法制备的温敏性淀粉衍生物最大的特点是具有温度响应性能。通过 调节第一疏水基团、亲水基团和第二疏水基团的取代度，可以制备出LCST在10 65'C范围变化的温敏性淀粉衍生物。该类新型淀粉衍生物除了具有温敏性能外， 由于淀粉链上既有亲水基团又有疏水基团，还具有很好的表面活性以及流变学 性能。
本发明的有益效果是这种温敏性淀粉衍生物综合了淀粉和温敏高分子的 优点，性能优异，与石油基温敏高分子相比价廉、生物相容性好、毒性小、可 降解，为药物控释/缓释、生物分离等领域提供一种更为安全的温敏高分子，而 且其LCST可通过调节淀粉链上亲水基团和疏水基团的取代度来方便地调控。该 方法制备的温敏性淀粉衍生物可应用在制药领域，可作为药物载体，具有温敏 受控缓释功能，还可用在其他生物医药领域。在分离工程领域可用作疏水性客 体分子的分离。在化学反应领域，可作为温控相转移反应载体。因其良好的表 面活性和流变学性能，该温敏淀粉还具有增稠、乳化、分散的功能，可广泛应 用于日用化工行业。
具体实施例方式
首先介绍第一疏水基团、亲水基团和第二疏水基团取代度的测定方法
1、 淀粉中第一疏水基团的取代度通过^-丽R图来计算。取代度可以通过以 下公式计算出
DS(1)=S,/ (m-2) /S2
S广0.2—2.0 ppm吸收峰面积(烷基Ri中氢的吸收峰)； S3- 5.0—6.0 ppm吸收峰面积(葡萄糖环d氢的吸收峰)； m-K所含的氢原子个数； DS ) =3_烷氧基-2-羟基丙基的取代度。
2、 淀粉中亲水基团的取代度采用铜盐沉淀法测3-垸氧基-2-羟基丙基羧甲 基淀粉醚中羧甲基钠的取代度。测定步骤准确称取0.5克样品于100毫升小 烧杯中，用1毫升95%乙醇溶液将其润湿，使其在50毫升蒸馏水中完全溶解。之后转移到250毫升容量瓶中，用移液管准确移取50. 00毫升硫酸铜溶液， 用蒸馏水稀释至容量瓶刻度线，摇匀静置15分钟。将上述溶液用中速滤纸过滤， 滤液收集于干净的烧杯中。准确移取50.00毫升滤液于锥形瓶中，加几滴PAN 指示剂，用EDTA标准溶液滴定，溶液由蓝色转为绿色止，记下所消耗的EDTA 体积。同时作空白试验。
用下面两式计算
W= [C(Vi-V2) X2X81X100]/(mXvX 1000) DS (2) = [ (162+MS X M) X W] / (8100—80 X W) 式中C一EDTA标准溶液的浓度，摩尔/升； Vi —空白实验耗EDTA体积，毫升； V2—样品测定耗EDTA体积，毫升； 81 —羧甲基钠的相对分子量； m—加入样品的质量，克；
v —吸取滤液体积与容量瓶容量之比，此处为50/250;
W—羧甲基钠的百分量，％;
MS——CH2CHOHCH20R,的摩尔取代度；
M——CH^HOHCF^OR,的相对分子量；
DS (2)—羧甲基钠取代度。
3、淀粉中第二疏水基团的取代度采用于凯氏定氮法测定，首先配制催化剂， 硫酸铜与硫酸钾质量比为1:3。准确称取0.5克待测样品于凯氏定氮管中，加 入l.O克催化剂，加入10毫升浓硫酸，并加入几粒沸石，在KXL-IOIO控温 消煮炉中升温到450。C消煮2小时。待试管冷却后，加入10毫升去离子水， 然后用KDY-9820凯氏定氮仪蒸馏。得到的氨气用2%硼酸溶液吸收，然后用浓 度为0.048摩尔/升的硫酸滴定。根据消耗硫酸的体积计算出氮的取代度，计算 公式如下。
y二[(14X2CV)/1000m]X100DS (3) =Mcy/(14X100—Msy)
式中，C-硫酸标准溶液的浓度0. 048摩尔/升； V-滴定消耗硫酸的体积，毫升； m-待测样品的质量0.5克；
Ms -胺基取代基的相对分子质量；
y-待测样品中N的百分含量，％;
Mc-取代淀粉单元环的平均相对分子质量；
DS (3)-酰胺基取代度；
4、温敏性淀粉衍生物的低临界溶解温度(LCST)值的测定，首先配制1% 浓度的样品溶液，以去离子水作为参比样，然后以rC/min的升温速度加热溶 液，使用紫外可见分光光度计测定样品在不同温度下的透光率，当透光率下降 到原来透光率的一半时对应的温度即为低临界溶解温度(LCST)值。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。 实施例1:
第一步，制备3-乙氧基-2-羟基丙基淀粉。将4.6克淀粉加入到100 毫升三口瓶中，加16毫升水分散，搅拌加热至8(TC。 l克氢氧化钠溶于4 克水中。滴入三口瓶中，碱化lh。然后滴加乙氧基缩水甘油醚2.5克，反应 5小时。反应完毕，用200毫升水稀释，盐酸中和至中性，使用9(^(w/w) 丙酮水溶液洗涤产品，涤至无氯离子，红外灯下干燥，称重。将产物索氏提 取24小时。经测定其取代度为DS=0. 38。
第二步，制备3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。在IOO毫升三口瓶中 加入氯乙酸8.75克，固体氢氧化钠3.7克，30毫升异丙醇搅拌30分钟后， 加入第一步所述方法制备的3-乙氧基-2-羟基丙基淀粉5克，继续搅拌30 分钟后，补加固体氢氧化钠3. 7克，4(TC反应4. 5小时。反应完毕，冷却到 室温，用冰乙酸中和至中性，产物用含水甲醇洗涤数次。红外灯下干燥，称 重，得产物3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。经测定羧甲基钠的取代度为 DS二O. 60。第三步，制备N-异丙基-3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉酰胺衍生物。 将2克上述3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉钠加入到含30毫升的无水二 甲基亚砜的100毫升三口瓶中，3(TC搅拌约12小时后，滴加浓硫酸酸化至 pH二4后，加入O. 4克的二环己基碳二亚胺，5毫克的4-二甲氨基吡啶，30 分钟后加入l克的异丙胺，3(TC反应24h后。将产物用丙酮析出，用50毫 升，80%甲醇为溶剂加入过量的氢氧化钠洗涤，除去铵盐(此时产品呈絮状)， 用乙酸中和，过滤后用25毫升氯仿浸泡45分钟，除去其他含氮的杂质，干 燥。依照上述实验步骤测得酰胺化取代度为0. 1。
配制浓度为1%的上述产物水溶液，以每分钟rc的加热速率升温，使用
紫外可见分光光度计测得其LCST=40. 0°C 。 实施例2:
第一步，制备3-丁氧基-2羟基丙基淀粉。将4.6个淀粉加入到100毫 升三口瓶中，加16毫升水分散，搅拌加热至8(TC。 l克氢氧化钠溶于4克 水中。滴入三口瓶中，碱化1小时。然后，滴加丁氧基环氧丙基縮水甘油醚 8克。反应数5h。反应完后，用200毫升水稀释，盐酸中和至中性，使用 90%(w/w)丙酮水溶液洗涤产品，涤至无氯离子，红外灯下干燥，称重。将 产物索氏提取24h。按照实施例1中的测试方法测得取代度为DS二l. 1。
第二步，制备3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。在IOO毫升三口瓶中 加入氯乙酸3.4克，固体氢氧化钠1.8克，30毫升异丙醇搅拌30分钟后， 加入第一步所述方法制备的3-丁氧基-2-羟基丙基淀粉5克，继续搅拌30 分钟后，补加固体氢氧化钠1.8克，4(TC反应4.5小时.反应完毕，冷却到 室温，用冰乙酸中和至中性，产物用含水甲醇洗涤数次。红外灯下干燥，称 重，得产物3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。将产物索氏提取24h.采用铜 盐沉淀法测得3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉中羧甲基钠的取代度 DS二O. 35。
第三步，制备N-异丙基-3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉酰胺衍生物。 将2克上述3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉钠加入到含30毫升的无水 N，N-二甲基甲酰胺的IOO毫升三口瓶中，30"C搅拌约12h后，滴加浓硫酸酸
10化至pH4后，加入O. 2克的二异丙基碳二亚胺，2. 5毫克的4-二甲氨基吡 啶，30分钟后加入0.5克的异丙胺，3(TC反应24小时后。将产物用丙酮析 出，用50毫升，80%甲醇为溶剂加入过量的氢氧化钠洗涤，除去铵盐(此时 产品呈絮状)，用乙酸中和，过滤后用25毫升氯仿浸泡45分钟，除去其他 含氮的杂质，干燥。采用凯氏定氮法测定产品的酰胺化取代度DS^.06。
配制浓度为1%的上述产物水溶液，以每分钟rc的加热速率升温，使用
紫外可见分光光度计测得其LCST=12. 5°C 。 实施例3:
第一步，制备3-丁氧基-2羟基丙基淀粉。将4.6克淀粉加入到IOO毫 升三口瓶中，加16毫升水分散，搅拌加热至80°C。 1克氢氧化钠溶于4 克水中。滴入三口瓶中，碱化1小时。然后，滴加丁氧基縮水甘油醚1克。 反应数5小时。反应完后，用200毫升水稀释，盐酸中和至中性，使用90% (w/w)丙酮水溶液洗涤产品，涤至无氯离子，红外灯下干燥，称重。将产 物索氏提取24小时。测得取代度为DS=0. 15。
第二步，制备3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。在IOO毫升三口瓶中 加入氯乙酸17.5克，固体氢氧化钠7.4克，30毫升异丙醇搅拌30分钟后， 加入第一步所述方法制备的3-丁氧基-2-羟基丙基淀粉5克，继续搅拌30 分钟后，补加入固体氢氧化钠1.8克，4(TC反应4. 5小时.反应完毕，冷却 到室温，用冰乙酸中和至中性，产物用含水甲醇洗涤数次。红外灯下干燥， 称重，得产物3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。将产物索氏提取24小时. 采用铜盐沉淀法测得3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉醚中羧甲基钠的取 代度DS二1.2。
第三步，制备N-正己基-3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉酰胺衍生物。 将2克上述3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉钠加入到含30毫升的无水 N，N-二甲基乙酰胺的IOO毫升三口瓶中，3(TC搅拌约12h后，滴加浓硫酸酸 化，使至pH二4后，加入0.2克的二环己基碳二亚胺，2.5毫克的4-二甲 氨基吡啶，30分钟后加入2.5克的正己胺，3(TC反应24小时后。将产物用 丙酮析出，用50毫升，80%甲醇为溶剂加入过量的氢氧化钠洗涤，除去铵盐(此时产品呈絮状)，用乙酸中和，过滤后用25毫升氯仿浸泡45分钟， 除去其他含氮的杂质，干燥。采用凯氏定氮法测定产品的酰胺化取代度 DS=0. 22。
配制浓度为1%的上述产物水溶液，以每分钟rc的加热速率升温，使用
紫外可见分光光度计测得其LCST二65. 5'C 。
实施例4 :
第一步，制备3-戊氧基-2-羟基丙基淀粉。将4.6克淀粉加入到100 毫升三口瓶中，加16毫升水分散，搅拌加热至8(TC。 l克氢氧化钠溶于4 克水中。滴入三口瓶中，碱化1小时。然后，滴加戊氧基縮水甘油醚5克。 反应数5小时。反应完后，用200毫升水稀释，盐酸中和至中性，使用90% (w/w)丙酮水溶液洗涤产品，涤至无氯离子，红外灯下干燥，称重。将产 物索氏提取24小时。测得取代度为DS二0.8。
第二步，制备3-戊氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。在IOO毫升三口瓶中 加入氯乙酸17.5克，固体氢氧化钠7.4克，30毫升异丙醇搅拌30分钟后， 加入第一步所述方法制备的3-戊氧基-2-羟基丙基淀粉5克，继续搅拌30 分钟后，补加入固体氢氧化钠1.8克，40'C反应4. 5h.反应完毕，冷却到 室温，用冰乙酸中和至中性，产物用含水甲醇洗涤数次。红外灯下干燥，称 重，得产物3-戊氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。将产物索氏提取24小时.采 用铜盐沉淀法测得3-戊氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉中羧甲基钠的取代度 DS=0. 9。
第三步，制备N-异丙基-3-戊氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉酰胺衍生物。 将2克上述3-丁氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉钠加入到含30毫升的无水二 甲基亚砜的IOO毫升三口瓶中，30'C搅拌约12小时后，滴加浓硫酸酸化至 pH二4后，加入0.2克的二环己基碳二亚胺，2.5毫克的4-二甲氨基吡啶， 30分钟后加入10克的异丙胺，3CTC反应24小时后。将产物用丙酮析出， 用50毫升，80%甲醇为溶剂加入过量的氢氧化钠洗涤，除去铵盐(此时产品 呈絮状)，用乙酸中和，过滤后用25毫升氯仿浸泡45分钟，除去其他含氮 的杂质，干燥。采用实施例1中的凯氏定氮法测定产品的酰胺化取代度DS二O. 5。
配制浓度为1%的上述产物水溶液，以每分钟rc的加热速率升温，使用
紫外可见分光光度计测得其LCST=15. 5°C 。 实施例5 :
第一步，制备3-辛氧基-2-羟基丙基淀粉。将4.6克淀粉加入到100 毫升三口瓶中，加16毫升水分散，搅拌加热至80'C。 l克氢氧化钠溶于4 克水中。滴入三口瓶中，碱化1小时。然后，滴加辛氧基縮水甘油醚1克。 反应数5小时。反应完后，用200毫升水稀释，盐酸中和至中性，使用90% (w/w)丙酮水溶液洗涤产品，涤至无氯离子，红外灯下干燥，称重。将产 物索氏提取24h。测得取代度为DS=0. 17。
第二步，制备3-辛氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。在100毫升三口瓶中 加入氯乙酸17.5克，固体氢氧化钠7.4克，30毫升异丙醇搅拌30分钟后， 加入第一步所述方法制备的3-辛氧基-2-羟基丙基淀粉5克，继续搅拌30 分钟后，补加固体氢氧化钠1.8克，40'C反应4. 5小时.反应完毕，冷却到 室温，用冰乙酸中和至中性，产物用含水甲醇洗涤数次。红外灯下干燥，称 重，得产物3-辛氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。将产物索氏提取24小时.采 用铜盐沉淀法测得3-辛氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉中羧甲基钠的取代度 DS二l. 1。
第三步，制备N-正丁基-3-辛氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉酰胺衍生物。 将2克上述3-辛氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉钠加入到含30毫升的无水二 甲基亚砜的IOO毫升三口瓶中，3CTC搅拌约12小时后，滴加浓硫酸酸化， 使至pH二4后，加入0.2克的二环己基碳二亚胺，2.5毫克的4-二甲氨基 吡啶，30分钟后加入1克的正丁胺，3(TC反应24小时后。将产物用丙酮析 出，用50毫升，80%甲醇为溶剂加入过量的氢氧化钠洗涤，除去铵盐(此时 产品呈絮状)，用乙酸中和，过滤后用25毫升氯仿浸泡45分钟，除去其他 含氮的杂质，干燥。采凯氏定氮法测定产品的酰胺化取代度DS二0.08。
配制浓度为1%的上述产物水溶液，以每分钟rc的加热速率升温，使用
紫外可见分光光度计测得其LCST=20. 5'C。实施例6 :
第一步，制备3-乙氧基-2-羟基丙基淀粉。将4.6克淀粉加入到100 毫升三口瓶中，加16毫升水分散，搅拌加热至8(TC。 l克氢氧化钠溶于4 克水中。滴入三口瓶中，碱化1小时。然后，滴加乙氧基缩水甘油醚7克。 反应数5小时。反应完后，用200毫升水稀释，盐酸中和至中性，使用90% (w/w)丙酮水溶液洗涤产品，涤至无氯离子，红外灯下干燥，称重。将产 物索氏提取24小时。测得取代度为DS=1.2。
第二步，制备3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。在100毫升三口瓶中 加入氯乙酸17.5克，固体氢氧化钠7.4克，30毫升异丙醇搅拌30分钟后， 加入第一步所述方法制备的3-乙氧基-2-羟基丙基淀粉5克，继续搅拌30 分钟后，补加入固体氢氧化钠1.8克，4(TC反应4. 5小时.反应完毕，冷却 到室温，用冰乙酸中和至中性，产物用含水甲醇洗涤数次。红外灯下干燥， 称重，得产物3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉。将产物索氏提取24小时. 采用铜盐沉淀法测得3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉中羧甲基钠的取代 度DS=1. 5。
第三步，制备N-正己基-3-辛氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉酰胺衍生物。 将2克上述3-乙氧基-2-羟基丙基羧甲基淀粉钠加入到含30毫升的无水二 甲基亚砜的100毫升三口瓶中，3(TC搅拌约12小时后，滴加浓硫酸酸化至 pH4后，加入0.2克的二环己基碳二亚胺，2.5毫克的4-二甲氨基吡啶， 30分钟后加入2克的正己胺，3(TC反应24小时后。将产物用丙酮析出，用 50毫升，80%甲醇为溶剂加入过量的氢氧化钠洗涤，除去铵盐(此时产品呈 絮状)，用乙酸中和，过滤后用25毫升氯仿浸泡45分钟，除去其他含氮的 杂质，干燥。采凯氏定氮法测定产品的酰胺化取代度DS二0.25。
配制浓度为1%的上述产物水溶液，以每分钟rc的加热速率升温，使用
紫外可见分光光度计测得其LCST=35. 5°C 。
权利要求
1、一种温敏性淀粉衍生物，其特征在于该淀粉衍生物是淀粉羟基中的氢部分被第一疏水基团、亲水基团和第二疏水基团取代得到的，它们的结构通式如下第一疏水基团的结构通式为-CH2CHOHCH2OR1，亲水基团的结构通式为-CH2COOM，第二疏水基团的结构通式为-CH2CONR2R3；通式中R1＝C2-10直链或支链烷基，M＝H+、Na+、K+、Li+或NH4+，R2，R3＝H或C1-6的直链或支链烷基；温敏性淀粉衍生物中第一疏水基团的取代度为0.05～1.5，亲水基团的取代度为0.05～1.5，第二疏水基团的取代度为0.05～0.5。
2、 根据权利要求1所述的一种温敏性淀粉衍生物，其特征在于所述淀粉 选自玉米、小麦、大米、马铃薯、红薯或木薯淀粉，或选自用硫酸、盐酸或磷 酸降解淀粉，或用次氯酸氧化降解淀粉。
3、 根据权利要求1所述的一种温敏性淀粉衍生物，其特征在于所述温敏 性淀粉衍生物的温敏性是通过控制第一疏水基团、亲水基团和第二疏水基团的 取代度，调节淀粉衍生物的亲水亲油平衡来获得的，其低临界溶解温度可在10 65'C范围变化。
4、 根据权利要求1所述的一种温敏性淀粉衍生物的制备方法，其特征在于 该制备方法步骤如下(1)首先在反应器中调制质量浓度为20% 60%淀粉浆，然后向淀粉浆中 加入淀粉质量5% 20%的氢氧化钠并搅拌，在60 9(TC碱化1小时后，然后按 烷氧基縮水甘油醚和淀粉质量比为0.2 4: 1，滴加烷氧基縮水甘油醚，在40 8(TC搅拌反应5 8小时后，盐酸中和，过滤，并用9(F。(w/w)丙酮洗涤至无氯离 子、干燥，得到第一疏水基团改性的淀粉；(2) 将氯乙酸和氢氧化钠，按氯乙酸和氢氧化钠摩尔比为1: 1，分散于含异丙醇的反应器中，30 5(TC搅拌反应0.5 1小时，然后按第一疏水基团改性 的淀粉与氯乙酸质量比为1: 0.01 3加入步骤(1)制备的第一疏水基团改性 的淀粉，在40 8(TC搅拌反应5 8小时后，盐酸中和至中性，产物用含水甲 醇洗涤数次，红外灯下干燥，得含有第一疏水基团和亲水基团改性的淀粉。(3) 将上述步骤(2)制备的含有第一疏水基团和亲水基团改性的淀粉分 散于溶剂中，用硫酸或盐酸酸化至pH3 5，按n(-CH2C00H):n[(R2R3NH]:n(失水 剂)=1:0. 1 1.2: 0. 1 1.2，依次加入失水剂、胺，在20 40。C反应4 24小 时后，用丙酮析出，用含氢氧化钠的8(m(w/w)甲醇洗涤，用盐酸中和，过滤， 滤饼用氯仿洗涤三次除去其他含氮的杂质，干燥，得到温敏性淀粉衍生物。
5、 根据权利要求4所述的一种温敏性淀粉衍生物的制备方法，其特征在于: 所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜。
6、 根据权利要求4所述的一种温敏性淀粉衍生物的制备方法，其特征在于: 所述失水剂选自二环己基碳二亚胺或二异丙基碳二亚胺。
全文摘要
一种温敏性淀粉衍生物及其制备方法，属于功能高分子材料领域。这种温敏性淀粉衍生物是通过将淀粉羟基上的氢，用疏水基团和亲水基团部分取代得到的产物。其制备方法为首先通过淀粉和C<sub>2-10</sub>的烷氧基缩水甘油醚反应引入第一疏水基团-CH<sub>2</sub>CHOHCH<sub>2</sub>OR<sub>1</sub>；然后进一步与氯乙酸反应引入亲水基团-CH<sub>2</sub>COOM；再使用C<sub>1-6</sub>的伯胺或仲胺与羧甲基反应，引入第二疏水基团-CH<sub>2</sub>CONR<sub>2</sub>R<sub>3</sub>。通过调节疏水基团和亲水基团的取代度，可制备低临界溶解温度(LCST)在10～65℃范围变化的温敏性淀粉衍生物。该温敏性淀粉衍生物综合了淀粉和温敏高分子的优点，即具有价廉、生物相容性好、毒性小、可降解、温度响应性能等特点。可广泛应用于药物载体、传感器、生物技术、表面活性剂、智能催化、分离工程等领域。
文档编号C08B31/00GK101619103SQ20091001274
公开日2010年1月6日 申请日期2009年7月25日 优先权日2009年7月25日
发明者具本植, 张淑芬, 鄢冬茂 申请人:大连理工大学