专利名称：两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物及其制备方法和应用，属于水油两亲性壳聚糖共聚物生物材料的制备和应用技术领域。
背景技术：
壳聚糖是一种储量极为丰富的天然碱性多糖，FDA(美国食品及药物管理局)于 1983年批准甲壳素作为饲料添加剂。作为一种食物纤维，与其它食物纤维一样，在短时间内不能被人的胃肠消化、吸收，不会为人体增加热量。天然、无毒的壳聚糖具有优良的组织相容性、抗菌抑菌性、调节免疫机能和吸附性，尤其对脂肪和胆固醇具有良好的吸附性能。这些优良的生理活性使其开始应用于食品保健、肥胖及其并发症的预防和治疗上，成为一种新型的减肥保健食品。壳聚糖在保健食品中的功能多样，作用机理复杂，但是基本在于其与脂肪、胆固醇、胆汁酸的相互作用。壳聚糖的减肥功能由下列过程所决定一方面对于脂肪具有明显的吸附作用，由于壳聚糖自身的氨基使其成为聚阳离子体，可与带负电的脂肪酸相吸附。单纯的壳聚糖可以吸附自身重量很多倍的油脂，使动物脂肪沉积减少。另一方面通过食用壳聚糖，从胃到肠，随着PH值的增加，能够形成壳聚糖凝胶体，同时对脂肪和胆汁酸、选择性地对胆固醇进行吸附包裹，通过这种包裹作用，能有效阻止消化系统吸收胆固醇和甘油三脂，防止胆固醇及脂肪酸在体内蓄积，并能够促进这些物质从体内排出，加大脂质的排出量，使血脂降低，实现减肥。另外，壳聚糖还具有粘滞性，可粘着油脂而减少脂肪的吸收。这些特点都决定了壳聚糖很适于人体内的减肥应用。但是，由于壳聚糖分子链上的氨基可以结合质子H+，呈阳离子特性，与中性物质的吸附作用很弱。而且壳聚糖线性的规整大分子链上存在分子内和分子间的氢键作用，在中性介质中难溶，一般不能与中性油性物质发生吸附作用，所以对油脂类物质在胃中分解所产生的胆固醇、留醇、甘油三酸酯等中性油吸附能力不强；再者，壳聚糖与脂肪不能互溶，极大地限制了壳聚糖与脂肪及脂肪酸的相互作用；由于壳聚糖在肠道环境中为不溶解状态， 降低了对脂肪酸的吸附效率；而且在生理条件下尤其是碱性环境中难以溶解，体内运输过程中容易沉积，导致使用单纯的壳聚糖会引起便秘等副作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物(PEG-g-CQ，在不改变壳聚糖(⑶)的主链结构的前提下，通过反应性的羟基在侧链上接入亲水性的聚乙二醇的聚醚长链，基本保持了原有壳聚糖的分子骨架。该共聚物对脂肪具有良好的吸附作用， 尤其是在中性、偏碱性环境，例如在模拟人体十二指肠和结肠的酸度的溶液中，对脂肪吸附性能优异。本发明的另一个目的在于提供一种上述两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物的制备方法。本发明的再一个目的在于提供上述两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物在减肥药物和保健食品中的应用。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物，该共聚物的结构式为
权利要求
1. 一种两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物，其特征在于该共聚物的结构式为
2.根据权利要求1所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物，其特征在于m为1。
3.根据权利要求1所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物，其特征在于所述共聚物中聚乙二醇与壳聚糖的接枝率为100% 380%。
4.根据权利要求1所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物，其特征在于在水中的溶胀度为70% 150%。
5.根据权利要求1所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物，其特征在于所述壳聚糖的分子量为4 80万，其脱乙酰度为85% 100%。
6.一种权利要求1所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)将壳聚糖溶解在的醋酸溶液中，边搅拌边向其中缓慢滴加lmol/LCu2+的水溶液形成壳聚糖的配合物沉淀，滤出沉淀、湿磨，用丙酮洗涤后，放入无水N，N-二甲基甲酰胺中备用；(2)将单封端的烷氧基聚乙二醇加入反应器中，在100 160°C下熔融减压除水2个小时后，降温至50°C，向其中加入甲苯溶解烷氧基聚乙二醇，然后按照烷氧基聚乙二醇与二异氰酸酯的摩尔比为1 1. 1的投料比加入二异氰酸酯，缓慢升温至70°C，反应4个小时，将产物倒入4倍体积的无水乙醚中，使沉淀完全，用甲苯、丙酮洗涤净化处理，得到端基活化的聚乙二醇大分子单体；(3)将步骤O)中得到的端基活化的聚乙二醇大分子单体加入到步骤(1)中得到的壳聚糖-N，N-二甲基甲酰胺混合物中，搅拌均勻，加热到70°C，持续搅拌2个小时，向其中加入饱和的NaHCO3溶液，脱除保护基团，终止反应，用砂芯漏斗过滤，分别用2wt %的醋酸溶液、 热水、丙酮洗涤多次，冷冻干燥得到两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物。
7.根据权利要求6所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。
8.根据权利要求6所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物的制备方法，其特征在于所述Cu2+的水溶液为硫酸铜溶液、氯化铜溶液或硝酸铜溶液。
9.一种权利要求1所述的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物的应用，其特征在于用作减肥药物和保健食品的膳食添加剂。
全文摘要
一种两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物及其制备方法和应用，该共聚物的结构式为式中R为CmH2m+1-O-(-CH2-CH2-O)p-CO-NH-(CH2)6-NH-CO-，其中m为1～4的整数，p为2～30的整数；该共聚物的粘均分子量为5～100万。本发明在制备过程中对壳聚糖2位上的氨基进行保护，再与端基活化的聚乙二醇大分子单体反应，对氨基进行脱保护得到本发明的两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖改性共聚物。制备方法简单、易于操作，成本低，安全健康环保。该两亲性聚乙二醇接枝壳聚糖共聚物在37℃较大的pH值的环境中(模拟十二指肠和结肠)对脂肪的吸附能力很强。适宜作为安全而健康的减肥药物和保健食品的膳食添加剂。
文档编号A23L1/09GK102504046SQ201110332949
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者张冉, 李若慧, 苏丹, 袁志奎, 赵然, 马云峰 申请人:北京联合大学生物化学工程学院