一种生物聚合物衍生物的合成方法,该生物聚合物衍生物及其用途与流程

本发明涉及一种生物聚合物衍生物、优选壳聚糖衍生物的合成方法，其包括肽键的形成；本发明还涉及一种生物聚合物衍生物；以及该生物聚合物衍生物、优选壳聚糖衍生物的用途。本发明还涉及包含新的壳聚糖衍生物的化妆品组合物以及这种衍生物和/或壳聚糖用于制备防止对金属过敏症状的组合物的用途。

背景技术：

生物来源的水不溶性聚合物，例如多糖，如壳聚糖，包括含有易于形成肽键的活性胺或羧基基团的化合物。

壳聚糖是线型多糖，其由β-(1-4)-连接的D-葡萄糖胺和N-乙酰基-D-葡萄糖胺单元组成。它可以由动物或真菌甲壳素制备并且具有多种应用，例如用于化妆品工业和药物中。

现有技术中使用常规的固相中的肽合成。根据Fmoc/SPPS协议用于肽合成的树脂、通过生成肽键的方法用于将第一个氨基酸附着至树脂以延长肽的条件并且是现有技术中已知的。

CA2126132A1公开了一种在壳聚糖上合成肽的方法。然而其使用的是常规合成以及壳聚糖的氨基基团与肽的第一个氨基酸之间的额外的链接分子。

现有技术中没有公开使用可完全生物降解的生物聚合物、例如壳聚糖作为用于连接改性剂的树脂并且在壳聚糖和改性剂分子之间形成直接的肽键。在用于常规肽合成的条件下，该反应花费较长的时间并且没有给出令人满意的产率。

EP1512773公开了将生物活性组分结合到壳聚糖层中，同时涂覆金属制造的医疗设备。然而，在这种方法中，生物分子作为单独的涂层加入，其没有形成特殊的共价键。

衍生自常规固相中肽合成的用于获得壳聚糖衍生物的方法包括许多不便之处，例如低产率和长的反应时间。

使用壳聚糖用于处理由不同因素引起的皮肤刺激是现有技术中已知的。RU 2357738C2描述了包含1％盐酸壳聚糖的皮肤用制剂用于防止和处理铂中毒。WO 9209636(A1)涉及一种保护皮肤不与过敏原或毒素接触的方法，其包括在与所述皮肤接触之前，向对所述致敏剂过敏的对象的皮肤施用选自壳聚糖聚合物和壳聚糖衍生物的多糖。这篇文献既没有提及抗原是金属，也没有提及施用壳聚糖衍生物(其中它们的氨基基团将用在肽键中)的可能性，。此外，EP1512773还公开了金属制造的医疗设备的壳聚糖涂料以使它们可生物相容并且防止生物体被衍生自这些装置的金属离子刺激。

最常发生的镍过敏表现是由与Th淋巴细胞(IV型超敏性)有关的反应导致的接触性皮炎。镍是最常见的一种过敏原。超过15％的发达欧洲国家(例如德国、英国、意大利)的人口受到镍过敏反应的损害。在波兰，30％的16-17岁的女孩受到镍过敏原的损害[Br.J.Dermatol.2013，169：854-858；Contact Dermatitis 2011，64：121-125]。EU Directive 94/27/EC控制允许从珠宝和常用物品释放出的镍的量的事实强调了这一问题的重要性。

因此，迫切的需要开发针对金属过敏的有效保护，特别是重金属，特别是镍。

本文公开的本发明解决了为获得的衍生物的工业应用提供足够功效的合成方法的问题，以及解决了基于安全、无毒、可生物降解化合物(例如壳聚糖)的活性分子在工业规模上的运输问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种包含反应性胺或羧基基团的不溶性聚合物衍生物，其通过用肽键的形成通过改性剂分子进行改性。优选的，该聚合物是多糖/寡糖，优选为壳聚糖。在优选的实施方式中，肽键存在于聚(2-脱氧-2-氨基葡萄糖)子单元的胺基和改性剂分子的一个可用羧基之间。优选的，包含羧基的改性剂分子选自羧酸、氨基酸、氨基酸类似物、二肽、三肽、四肽、长链肽、肽模拟物、蛋白质和蛋白质模拟物或它们的任意混合物。

本发明目的还在于一种合成不溶性聚合物的衍生物的方法，其中在包含活性胺或羧基基团的生物聚合物单元的胺或羧基基团与连接于其上的改性剂分子可用羧基或胺基之间形成肽键。

在优选的实施方式中，该方法包括：

a)使改性剂分子与Fmoc-Cl在合适的溶剂中反应，优选二恶烷；

b)将Fmoc-改性剂分子溶解于溶剂中，优选DMF，并且使Fmoc-改性剂分子在HBTU、HOBt和DIPEA的存在下与生物聚合物反应；

c)从改性剂分子上除去Fmoc保护基团，并且

d)将其上连接有改性剂分子的生物聚合物悬浮在蒸馏水中并且使其冻干。

在另一个优选的实施方式中，该方法包括在聚(2-脱氧-2-氨基葡萄糖)单元的胺基之间形成肽键，其中在微波场中形成聚合物和改性剂分子之间的肽键。

优选的，可省去获得Fmoc保护的肽分子的步骤。

在优选的实施方式中，该方法包括：

a)在合适的溶剂中用微波处理生物聚合物，

b)加入活化剂以活化生物聚合物的官能团，

c)加入未保护的改性剂分子，

d)用微波处理反应混合物，

e)洗涤并且冻干获得的改性生物聚合物。

DCC和HOPfp或HBTU、HOBT和DIPEA用作优选的活化剂。优选的，用微波处理持续1-30分钟。然而，甚至更长的时间也包括在本发明中，直到引起肽键的形成。

合成的方法包括用壳聚糖作为生物聚合物并且改性剂分子选自羧酸、氨基酸、氨基酸类似物、二肽、三肽、四肽、长链肽、肽模拟物、蛋白质或蛋白质模拟物中的至少一种，优选三肽分子是谷胱甘肽。

本发明的目的还在于化妆品或药物组合物，其包含根据本发明的生物聚合物衍生物。该组合物是软膏、霜剂、洗剂的形式。根据本发明的组合物用于药物、医药产品或化妆品中。

本发明的目的还在于用于防止由重金属(优选为钯、钴、铬和金，最优选为镍)引起的过敏症状的组合物。

优选的，该组合物包含额外的生物聚合物，优选生物聚合物是金属结合蛋白。

此外，本发明的目的是用于防止由皮肤与金属(优选为重金属，最优选为镍)接触引起的过敏症状的壳聚糖衍生物。

本发明的目的还在于用于与改性剂分子相连的基质，其包含根据本发明的生物聚合物衍生物。

本发明还公开了壳聚糖衍生物和/或壳聚糖用于防止由重金属引起的过敏症状的用途，优选用于防止由镍引起的过敏症状。优选该组合物包含额外的生物聚合物，优选该生物聚合物是金属结合蛋白。

此外，本发明的目的在于用于工业和家庭废弃物净化的方法，其中根据本发明的生物聚合物衍生物与所述废弃物接触以捕获污染物并且使所述带有捕获的污染物的生物聚合物衍生物分解。本发明还公开了回收金属的方法，其中包含金属离子的物质与根据本发明的生物聚合物衍生物接触。因此，本发明公开了根据本发明的生物聚合物衍生物用于净化工业和家庭废弃物和/或回收金属的用途。

具体实施方式

术语“不溶性生物聚合物”表示由单元(单体)组成的生物来源的所有化合物，这些化合物包含易于形成肽键的活性胺或羧基基团。这些化合物原则上是水不溶性的。纤维素和壳聚糖是不溶性生物聚合物的实例。

术语“改性剂分子”涉及能够与壳聚糖或其他具有羧基或胺基的的生物聚合物分子形成肽键的分子。

术语“肽模拟物”或“蛋白质模拟物”涉及线型肽或蛋白质的改性或环化。肽模拟物的实例包括酰胺键代替物、肽磺胺、磷酸肽、低聚脲、缩酚酸、缩酚酸肽和类肽。

壳聚糖实际上不溶于水和适合用于肽合成的有机溶剂，但其是化学活性的，因此能够使它用作用于连接有机分子的基质，例如肽。

本发明的目的在于用含有适合在形成肽键的常规条件下和在微波场中形成肽键的羧基的分子改性壳聚糖。这种分子的实例包括羧酸、氨基酸、氨基酸类似物、二肽、三肽、四肽、长链肽、肽模拟物、蛋白质或蛋白质模拟物，或它们的任意混合物。

通过选择合适的改性剂分子的方法，有可能获得改性生物聚合物的期望性质。例如，通过使谷胱甘肽分子(三肽)与金属离子形成的络合物与聚合物的单体单元相连，有可能大大提高壳聚糖螯合金属离子的能力。选择合适的改性剂可以影响生物聚合物的多种性质，例如它的溶解性，其悬浮于水中后的pH值，以及其杀真菌和杀菌性质。

根据本发明用谷胱甘肽改性壳聚糖的合成方法使用了可商购获得的壳聚糖或另一种特征在于存在反应性胺或羧基基团的不溶性生物聚合物以及改性剂分子，例如肽。

在根据本发明用谷胱甘肽改性壳聚糖的合成方法中，根据基于本发明的目的设计的合成策略并且在最优化的条件下，肽键在聚(2-脱氧-2-氨基葡萄糖)分子的胺基和谷胱甘肽中的一个可用羧基之间形成，其中2-脱氧-2-氨基葡萄糖是形成壳聚糖结构的单体。Fmoc-谷胱甘肽用于该反应中，根据实施例1描述的过程对胺官能团进行保护。用于形成肽键的过程在实施例2中有述。

在微波场中的耦合反应用于根据本发明的方法中以合成新的衍生物。微波还额外活化了生物聚合物的胺基，并且其还通过对其结构起作用而促进改性剂分子接近聚合物的官能团。

微波在根据本发明形成肽键的方法中起到了基本的作用。在微波场中生成肽键显著提高了反应产率(以因数100计，从0.3％提高到30％)并且同时减少了反应时间(从450分钟减少到20分钟)。它还帮助避免了困难且昂贵的改性剂分子胺基的保护步骤。

在反应的第一步中，生物聚合物在微波场中强烈活化，这使得它的官能团比改性剂分子的官能团更有活性。之后，进行改性剂分子与生物聚合物合适的官能团的耦合以及改性剂分子与基质的连接。由未保护的改性剂分子组成的二-、三-或者甚至是聚合性产物的形成是可能的副反应。这种副反应通过生物聚合物事先的活化而阻止，其特许了生物聚合物与改性剂分子的反应。这种活化使得其可能避免了使用芴基甲氧基酰氯保护改性剂分子的胺基，因此消除了两个反应步骤：保护胺基以及在耦合反应之后除去保护。这导致反应成本的显著降低并且还为本发明提供了绿色化学的特征。在反应中不再使用有环境危害性的芴基甲氧基酰氯，这一反应通过生物相容的聚合物、生物降解的改性剂、普遍的活化剂和挥发性溶剂的使用而进行。

生物聚合物-壳聚糖是无毒化合物，因此即使在工业规模上使用，其不会引起环境污染。生物相容性是这种聚合物的重要性质。其进一步的有利之处是高粘附性和吸收性，对螯合金属离子高的化学反应性和能力，这是由于在其每个单元(单体)中存在的胺基所导致的。在水性环境中其与金属离子相互作用形成配合键。由于它具有呈现许多种空间构造的能力，这种聚合物还可以在其结构中包封金属离子。壳聚糖明确的优点还在于它作为用于连接改性剂分子的无毒和环境友好基质使用的性质。

生物聚合物性质的控制，特别是就金属键接强度和/或选择性的增加而言的那些，为改性生物聚合物的各种应用的开放了广阔的领域，例如化妆品工业、药学和环境保护。

本发明的一个实施方式是连接谷胱甘肽和壳聚糖。在优选的实施方式中，这种合成使用微波场进行。合适的反应容器和微波反应器可以用于这一目的。在足以使聚合物的官能团活化的一段时间下用微波场处理壳聚糖，优选在25-100℃和功率P＝10-50W下处理1-30分钟。

在优选的实施方式中，用DCC和HOPfp活化壳聚糖的官能团。在另一个优选的实施方式中，官能团活化之后使壳聚糖与未通过Fmoc保护的谷胱甘肽接触，并且将得到的反应混合物在合适的温度下再次用微波处理所需的一段时间。在优选的实施方式中，用微波对壳聚糖处理至少两次。优选的，暴露于微波持续1-20分钟，其功率在10-25W的范围内并且反应在20-70℃下发生。产物可以根据标准处理程序回收，例如离心和冻干。

在另一个优选的实施方式中，微波场中谷胱甘肽与壳聚糖的连接使用HBTU、HOBT和DIPEA进行。选择暴露时间、功率和温度以活化壳聚糖官能团。

在优选的实施方式中，将以悬浮液存形式在的产品进行离心并且倒出上清液。用新鲜的一部分DMF洗涤获得的改性生物聚合物至少一次，优选两次或三次并且离心。优选的，用二氯甲烷重复这一过程。

在本发明另一个优选的实施方式中，在微波场中杆菌肽或替卡西林与壳聚糖的连接使用HBTU、HOBT和DIPEA进行。

在本发明的一个实施方案中，改性壳聚糖捕获金属离子，优选镍或其他重金属。

附图简要说明

在附图中，基于具体实施方式对根据本发明的方法进行更详细的解释，其中：

图1显示了在肽键形成的条件下使用改性剂分子的壳聚糖改性反应的示意图。

图2显示了在谷胱甘肽与Fmoc-Cl耦合的反应中获得的9-芴基甲氧基羰基-谷胱甘肽的ESI-MS光谱。

图3显示了可商购获得的壳聚糖(A)和谷胱甘肽改性的壳聚糖(A[GSH])与50mM氯化镍(II)溶液接触时的行为对比。标记为(A)的测试试管中的沉淀是棕色的以及标记为(A[GSH])测试试管中的沉淀是绿色的。具有未改性壳聚糖的镍络合物是绿色的，而具有谷胱甘肽改性壳聚糖的镍络合物是棕色的。

图4显示了说明商购壳聚糖(A)和谷胱甘肽改性壳聚糖(A[GSH])的镍连接效力对比的曲线图。

实施例

下文提供了实施例。然而，应当理解，公开和要求保护的发明并不局限于其对具体的实验、结果和实验室过程的应用。而是，这些实施例通常作为多个实施方案中的一个提供，并且其表示示例性的而不是排他性的。

实施例1

9-芴基甲氧基羰基-谷胱甘肽的合成

在200ml三口烧瓶中，在无氧条件下将3g谷胱甘肽(10mmol)溶解于26ml二恶烷和68ml 10％的NaCO₃的混合物中。烧瓶配有滴液漏斗、搅拌磁铁，氩气球以及固定在磁力搅拌器上的鼓泡器。将2.71g(10.5毫摩尔)Fmoc-Cl溶解于26ml二恶烷中并且在15分钟内逐滴缓慢加入。加料期间该反应保持在冰水浴中。然后除去冰水浴。允许该反应在氩气下进行10小时，同时通过ESI-MS监视其进程。之后，将溶液酸化至pH值≈3。在Schott漏斗上分离形成的沉淀。蒸发剩余的溶液直到形成显著量的沉淀。在Schott漏斗上分离这种沉淀并且用蒸馏水洗涤。获得Fmoc-谷胱甘肽，其具有529.17g/摩尔的分子量(图2)。

实施例2

谷胱甘肽与壳聚糖的连接

将0.68g壳聚糖放置在反应容器中用于固态肽合成。将3g Fmoc-谷胱甘肽(3mol当量)溶解于20ml的DMF中。向这一溶液中添加2.14g(3mol当量)的HBTU、1.29g(3mol当量)的HOBt和1.98ml(6mol当量)的DIPEA。将反应物混合在一起并且添加到包含壳聚糖的反应容器中。允许该混合物在实验室振动器上反应2.5小时。将这一过程重复三次。之后，滤出溶液并且剩余的生物聚合物用DMF洗涤三次。为了从谷胱甘肽中除去Fmoc保护基团，添加两次20％的哌啶在DMF中的溶液，然后振荡20分钟。除去Fmoc基团之后，用DMF洗涤生物聚合物三次。吸掉DMF溶液并且将具有谷胱甘肽的生物聚合物悬浮在蒸馏水中并且冻干。通过元素分析确定的反应产率Y＜0.3％。

实施例3

根据方法1在微波场中使用DCC和HOPfp连接谷胱甘肽与壳聚糖

向用于固态肽合成的反应容器中添加悬浮在5ml 2∶1的DMF∶H₂O混合物中的2.27g壳聚糖，并且用微波(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)对其进行处理。将0.613g的HOPfp和0.687g的DCC溶解于5ml 2∶1的DMF∶H₂O混合物中并且将其添加到反应容器中。得到的壳聚糖与活化剂的混合物用微波(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)进行处理，这活化了聚合物的官能团。之后，将5ml DMF中的0.568g谷胱甘肽(游离分子，未使用Fmoc保护)添加到容器中并且经受两次微波(t＝5分钟，P＝12W，T＜50℃)。将悬浮液添加到离心容器中并且离心。倒出上清液。获得的改性生物聚合物在新鲜部分的DMF中悬浮三次，之后离心并倒出。使用二氯甲烷重复这一过程。在用二氯甲烷洗涤三次之后，沉淀在液氮中冷冻并且冻干。用蒸馏水洗涤冻干的沉淀三次并且再次冻干。元素分析显示存在硫，因此存在与聚合物相连的谷胱甘肽。通过元素分子确定反应的产率Y＝23％。

实施例4

根据方法2在微波场中使用HBTU、HOBT和DIPEA连接谷胱甘肽与壳聚糖

向用于固态肽合成的反应容器中添加悬浮在5ml DMF中的2.27g壳聚糖并且使其经受微波的作用(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)。将5ml DMF中的2.14g HBTU、1.29g HOBT和1.98ml DIPEA添加到反应容器中。得到的壳聚糖与活化剂的混合物经受微波的作用(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)，这活化了聚合物的官能团。之后，将5ml DMF中的0.568g谷胱甘肽(游离分子，未使用Fmoc保护)添加到容器中并且经受两次微波的作用(t＝5分钟，P＝12W，T＜50℃)。将悬浮液添加到离心容器中并且离心。倒出上清液。获得的改性生物聚合物在新鲜部分的DMF中悬浮三次，之后离心且倒出。使用二氯甲烷重复这一过程。在用二氯甲烷洗涤三次之后，沉淀在液氮中冷冻并且冻干。用蒸馏水洗涤冻干的沉淀三次并且再次冻干。元素分析显示存在硫，并且因此存在与聚合物相连的谷胱甘肽。通过元素分子确定反应的产率Y＝30％。

实施例5

根据方法2在微波场中使用HBTU、HOBT和DIPEA连接杆菌肽与壳聚糖

将悬浮在5ml DMF中的2.27g壳聚糖放置在用于固态肽合成的反应容器中并且经受微波的作用(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)。将5ml DMF中的2.14g HBTU、1.29g HOBT和1.98ml DIPEA添加到反应容器中。用微波处理(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)得到的壳聚糖与活化剂的混合物，由此活化了聚合物的官能团。之后将溶解于5ml 1∶1的DMF∶H₂O混合物中的2.630g杆菌肽添加到容器中并且经受两次微波的作用(t＝5分钟，P＝12W，T＜50℃)。将悬浮液转移到离心容器中并且离心。倒出上清液。获得的改性生物聚合物在新鲜部分的DMF中悬浮三次，之后离心并倒出。使用二氯甲烷重复这一过程。在用二氯甲烷洗涤三次之后，沉淀在液氮中冷冻并且冻干。冻干的沉淀用蒸馏水洗涤三次并且再次冻干。通过元素分子确定的反应产率Y＝44％。

实施例6

根据方法2在微波场中使用HBTU、HOBT和DIPEA连接替卡西林与壳聚糖

将悬浮在5ml DMF中的2.27g壳聚糖放置在用于固态肽合成的反应容器中并且经受微波的作用(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)。将5ml DMF中的2.14g HBTU、1.29g HOBT和1.98ml DIPEA添加到反应容器中。用微波处理(t＝5分钟，P＝25W，T＝75℃)得到的壳聚糖与活化剂的混合物，由此活化了聚合物的官能团。之后将溶解于5ml 1∶1的DMF∶H₂O混合物中的0.792g替卡西林添加到容器中并且经受两次微波的作用(t＝5分钟，P＝12W，T＜50℃)。将悬浮液转移到离心容器中并且离心。倒出上清液。获得的改性生物聚合物在新鲜部分的DMF中悬浮三次，之后离心并倒出。使用二氯甲烷重复这一过程。在用二氯甲烷洗涤三次之后的沉淀在液氮中冷冻并且冻干。冻干的沉淀用蒸馏水洗涤三次并且再次冻干。通过元素分子确定的反应产率Y＝18％。

实施例7

壳聚糖和谷胱甘肽改性壳聚糖连接镍(II)离子的能力对比

将35mg一份的未改性可商购获得的壳聚糖和35mg一份的根据本发明获得的谷胱甘肽改性壳聚糖单独分散在两个试管中，然后添加1ml 50mM的氯化镍(II)溶液。观察到伴随着聚合物颜色的变化，浅绿色氯化镍(II)溶液的变色，对于未改性壳聚糖而言其变为绿色，对于谷胱甘肽改性壳聚糖而言其变为棕色(图3)。沉淀沉降在试管底部，其上剩余无色的上清液。通过分光光度法使用其有色的DTT络合物确定浮液中的Ni(II)含量。溶液中Ni(II)浓度的变化图示于图4中。

实施例8

谷胱甘肽改性壳聚糖对抗金属离子、特别是镍(II)离子的屏障活性

在为了本实验的目的设计并且采用3D打印机制造的由三个部分组成的容器中，安装两层透析膜。将该容器放置在包含10ml去离子水和一个磁力搅拌器的25ml的广口烧杯中。将该装置放置在磁力搅拌器上并且用作对照实验。在两个另外的同样的容器中，在膜层之间放置81mg可商购获得的壳聚糖或81mg根据本发明的谷胱甘肽改性壳聚糖。将0.5ml 100mM的氯化镍(II)溶液放置在每个容器的内圆筒中，并且将该容器放置在各自包含10ml去离子水的25ml的广口烧杯中。所有的装置都搅拌24小时，由此允许Ni²⁺离子的扩散分别穿过透析膜并且穿过在膜之间存在的壳聚糖或改性壳聚糖层。然后，测定每个广口烧杯中水溶液中存在的Ni²⁺浓度。对检测的金属离子浓度，两种聚合物都表现出比对照中低将近8倍的屏障作用。结果列于表1中。表1最后一列中的结果基于实施例4给出的反应产率Y＝30％计算得到。

表1：溶液中Ni²⁺离子浓度的分光光度分析结果

以上表1清楚的显示了壳聚糖衍生物的存在导致Ni²⁺离子向溶液的扩散显著降低，并且在捕获Ni²⁺方面壳聚糖衍生物比壳聚糖本身的效力高40％。包含根据本发明的壳聚糖衍生物作为活性组分的化妆品组合物具有类似的性质，在将该组合物放置于皮肤上之后，其限制了致敏离子的接近。

本发明的工业应用实施例

新试剂的使用(谷胱甘肽改性壳聚糖)提供了有效且简单的从水溶液中回收金属。任何期望的壳聚糖改性剂分子的使用提供了控制生物聚合物的金属螯合性质的机会，同时还保留了其生物相容性和无毒性。

壳聚糖或其他易于用于连接改性剂分子(例如用于治疗皮炎的抗生素)的生物相容性生物聚合物的用途提供了获得用于皮肤病学用途的新材料的基础。

在化妆品工业中广泛用作抗微生物剂的肽LL-37、有助伤口修复和抗青少年痤疮的乳糖酸，以及用于UVB光照保护的对氨基苯甲酸也可以列为此类改性剂。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种壳聚糖衍生物，其特征在于所述壳聚糖用能够形成肽键的分子通过肽键的形成进行改性。

2.如权利要求1所述的衍生物，其中所述肽键存在于聚(2-脱氧-2-氨基葡萄糖)单元的胺基以及所述能够形成肽键的分子的可用羧基之间。

3.如权利要求1或2任一项所述的衍生物，其中包含羧基的分子选自羧酸、氨基酸、氨基酸类似物、二肽、三肽、四肽、由多于四个的氨基酸组成的肽、蛋白质或它们的任意混合物。

4.一种用于合成不溶性生物聚合物衍生物的方法，其包括：在包含反应性胺或羧基的生物聚合物单元中的胺或羧基与连接于其上的分子的一个可用羧基或胺基之间形成肽键，其包括：在微波场中在聚(2-脱氧-2-氨基葡萄糖)单元的胺基以及改性剂分子之间形成肽键。

5.如权利要求4所述的方法，其包括：

a)使分子与Fmoc-Cl在合适的溶剂、优选二噁烷中反应；

b)将Fmoc-分子溶解于优选DMF的溶剂中，并使所述Fmoc-分子在HBTU、HOBt和DIPEA的存在下与所述生物聚合物反应；

c)通过除去Fmoc基团对分子脱保护；以及

d)将其上连接有分子的生物聚合物悬浮在蒸馏水中并且使其冻干。

6.如权利要求5所述的方法，其中获得Fmoc保护的分子的步骤是可省去的。

7.如权利要求5或6所述的方法，其包括：

a)在合适的溶剂中用微波处理所述生物聚合物，

b)加入活化剂以活化生物聚合物的官能团，

c)加入能够形成肽键的未保护的分子，以及

d)用微波处理反应混合物，

e)洗涤获得的改性生物聚合物并且将其冻干。

8.如权利要求5-7所述的方法，其中所述活化剂或者是DCC和HOPfp，或者是HBTU、HOBT和DIPEA。

9.如权利要求5-8中任一项所述的方法，其中所述微波处理持续1-30分钟。

10.如权利要求4-9中任一项所述的方法，其中所述生物聚合物是壳聚糖并且/或者所述改性剂分子是羧酸、氨基酸、氨基酸类似物、二肽、三肽、四肽、由多于四个的氨基酸组成的肽、蛋白质或它们的任意混合物中的至少一种，优选三肽分子是谷胱甘肽。

11.一种化妆品组合物或药物组合物，其包含如权利要求1-3中任一项所述的生物聚合物衍生物。

12.如权利要求11所述的化妆品组合物或药物组合物，其中所述壳聚糖衍生物为谷胱甘肽改性的壳聚糖。

13.如权利要求12所述的组合物，其为软膏、霜剂或洗剂的形式。

14.如权利要求11或12所述的组合物，其用于药物。

15.如权利要求11-14所述的组合物，其用于防止由重金属，优选钯、钴、铬、金和镍引起的过敏症状，特别是由皮肤与镍接触引起的过敏症状。

16.如权利要求11-15所述的组合物，其中所述组合物包含额外的生物聚合物，优选所述生物聚合物是金属结合蛋白。

17.如权利要求1-3所述的壳聚糖衍生物，其用于防止由接触金属，特别是重金属，特别是镍引起的皮肤过敏症状。

18.如权利要求1-3中任一项所述的生物聚合物衍生物在药物或化妆品中的用途。

19.如权利要求1或2所述的壳聚糖衍生物和/或壳聚糖防止或减轻重金属过敏症状的用途。

20.如权利要求19所述的用途，其中所述壳聚糖衍生物为谷胱甘肽改性的壳聚糖，以防止或减轻镍过敏症状。

21.如权利要求18-20所述的用途，其中所述组合物包含额外的生物聚合物，优选所述生物聚合物是金属结合蛋白。

22.一种用于连接改性剂分子的基质，其包含如权利要求1-3中任一项所述的生物聚合物衍生物。

23.一种用于净化工业和家庭废弃物的方法，其中使如权利要求1-3中任一项所述的生物聚合物衍生物与所述废弃物接触以捕获污染物，并且分解带有捕获的污染物的生物聚合物衍生物。

24.一种回收金属的方法，其中包含使金属离子的物质与如权利要求1-3中任一项所述的生物聚合物衍生物接触。