一种纯化羧甲基壳聚糖的方法
【专利摘要】本发明公开了一种纯化羧甲基壳聚糖的方法，具体为在纯化羧甲基壳聚糖时，将溶液的pH降低至羧甲基壳聚糖等电点时pH，获得浓缩羧甲基壳聚糖，和/或用pH与等电点时pH相同的水洗涤浓缩羧甲基壳聚糖除去浓缩羧甲基壳聚糖中的盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；最后用高浓度乙醇对去盐羧甲基壳聚糖进行反复洗涤使之析出获得高纯度羧甲基壳聚糖，其是对现有技术中纯化羧甲基壳聚糖的方法的改进。本发明中纯化方法大大节省了乙醇的用量，获得了纯度大于99%的羧甲基壳聚糖，并降低了羧甲基壳聚糖盐分，尤其适合高分子量羧甲基壳聚糖的大化工生产，并且使得最终获得的羧甲基壳聚糖更适合于在化妆品领域的应用。
【专利说明】一种纯化羧甲基壳聚糖的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种纯化羧甲基壳聚糖的方法，具体涉及一种在大化工生产中纯化水溶性高分子量羧甲基壳聚糖的方法。
【背景技术】
[0002]由于壳聚糖不溶于水和有机溶剂，只溶于稀酸，故限制了壳聚糖的应用。因此，对壳聚糖进行改性，在提高其溶解性的同时，赋予其新的性能，成为开发壳聚糖衍生物的方向之一 O
[0003]羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖衍生物，为一种两性聚电解质，其是在壳聚糖高分子链上引入亲水基团-CH2COOH而成，壳聚糖经羧甲基化改性后，提高了水溶性，尤其是在中性和碱性溶液中的溶解性显著增强，使其具有成膜、增稠、保湿、螯合等的特性，所以其在农业、医药、保健品、化妆品、保鲜、环保等方面有广泛应用。
[0004]现有的制备羧甲基壳聚糖的方法中，高分子量的羧甲基壳聚糖很难制得，一般方法获得的羧甲基壳聚糖的数均分子量在IW左右。而对于数均分子量较高的羧甲基壳聚糖其在水中粘度就很高，在现有技术中，为了进一步的分离提纯，多是先用大量水溶解后，再使用大量高浓度或无水酒精洗涤，在用酒精洗涤过程中羧甲基壳聚糖会部分析出，经离心沉降后，去除上层清液，继续加入高浓度或无水酒精洗涤，反复操作至上层清液中酒精浓度大于95°。
[0005]但是按照现有工艺，将同样数均分子量的40Kg羧甲基壳聚糖料体中酒精度数提升至95°以上，需要先将40Kg羧甲基壳聚糖溶于1.5吨水溶液中，再使用酒精反复洗涤析出，将上层清液的酒精浓度提升至95°以上需使用约2吨酒精，即物料与乙醇用量为1:50。随着近年来乙醇价格大幅上升，该工艺的经济效益大幅下降；同时，该工艺产生的大量废酒精也对环境和安全问题造成了大量风险；此外，此方法无法去除产品中所含的大量盐分，无法得到高纯度的羧甲基壳聚糖产品。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种纯化羟甲基壳聚糖的方法，用于克服现有技术中纯化羧甲基壳聚糖的工艺中消耗酒精量多，生产成本高，制得的羧甲基壳聚糖的盐分含量高的缺点。
[0007]为了实现上述目的及其它目的，本发明是通过如下技术方案实现的:
[0008]一种纯化羟甲基壳聚糖的方法，所述的方法包括如下步骤:
[0009]1)将粗制的羧甲基壳聚糖用水溶解后，用酸溶液将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至所述羧甲基壳聚糖的等电点，使羧甲基壳聚糖钠盐形成沉淀，取沉淀得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0010]2)用高浓度乙醇洗涤所述的浓缩羧甲基壳聚糖使羧甲基壳聚糖沉淀析出，去除上层清液，取沉淀获得纯化的羧甲基壳聚糖。[0011]优选地，上述步骤I)所述的酸溶液为盐酸水溶液。
[0012]优选地，上述的方法在步骤I)和2)之间还包括在去盐纯化工艺，所说的去盐纯化工艺为:使用PH与所述羧甲基壳聚糖的等电点相同的水溶液洗涤步骤I)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，取沉淀获得去盐的浓缩羧甲基壳聚糖。使用本步骤的方法，浓缩羧甲基壳聚糖中的盐分氯乙酸钠溶于水中，而羧甲基壳聚糖分子不溶于等电点水中从而析出，达到进一步纯化、去除盐分的目的。去除盐分后获得的去盐羧甲基壳聚糖再按照上述步骤2)的工艺进行处理获得最终纯化的羧甲基壳聚糖。为了达到去除盐分的目的，可以重复多次去盐纯化步骤。
[0013]优选地，上述步骤2)中用高浓度乙醇洗涤至上层清液的酒精度数大于等于95°。
[0014]优选地，上述步骤2)中的高浓度乙醇是指乙醇的质量分数大于等于95%的乙醇水溶液。
[0015]更优选地，上述步骤2)中的高浓度乙醇为无水乙醇。
[0016]本发明公开的上述所述的方法在纯化羧甲基壳聚糖中的应用。
[0017]本发明公开的上述的方法在纯化高分子量羧甲基壳聚糖中的应用，所述的高分子量羧甲基壳聚糖是指羧甲基壳聚糖的分子量大于30W的羧甲基壳聚糖。
[0018]一种由上述方法获得的羧甲基壳聚糖，所述的羧甲基壳聚糖的纯度为99%以上。
[0019]上述步骤中的取沉淀时可以采用现有技术中方法获取，例如离心、脱水和/或干
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[0020]本发明还公开了上述所`述的方法在羧甲基壳聚糖深加工领域中的应用。
[0021]优选地，如上述所述的纯化羧甲基壳聚糖的方法在化妆品领域的应用。
[0022]优选地，如上述所述的方法在纯化高分子量羧甲基壳聚糖中的应用，所述的高分子量羧甲基壳聚糖是指羧甲基壳聚糖的分子量大于30W的羧甲基壳聚糖。
[0023]等电点是指在某一 pH的溶液中，溶液中两性分子解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH成为该两性分子的等电点。等电点不同于中性点，在等电点时，分子的溶解度最低。等电点的测定方法为现有技术中常用的方法，例如通过测定溶解度最低时的PH值来测定。
[0024]在实际大化工生产中，可以按照步骤I)和2)纯化处理羧甲基壳聚糖；也可以在步骤2)之前对步骤I)处理后的浓缩羧甲基壳聚糖进行去盐纯化；也可以重复步骤I)和/或去盐纯化步骤，使得羧甲基壳聚糖经过浓缩和/或去盐纯化从而进一步的优化纯化羧甲基壳聚糖的工艺。
[0025]优选地，当所述的粗制的羧甲基壳聚糖的分子量为30~70W时，其等电点时的pH为 2.5 ~2.7。
[0026]上述所述的分子量为30~70W的粗制的羧甲基壳聚糖可以通过以甲壳素为原料，先将甲壳素碱化在一定温度条件下通过冷热交替反应进行脱乙酰化反应，然后在碱性条件下进行羧化反应，获得羧甲基壳聚糖。具体地，制备所述羧甲基壳聚糖的方法为:
[0027]( I)脱乙酰化反应:将甲壳素加入碱性水溶液中在搅拌条件下反应3~6h，反应温度为50~80°C，然后在O~15°C下静置，再在50~80°C下搅拌I~4h，最后离心脱水获得壳聚糖钠盐；
[0028](2)羧化反应:在碱性条件下，将无水乙醇和氯乙酸加入壳聚糖钠盐中，在40~70°C下搅拌12~36h，离心脱水获得羧甲基壳聚糖钠盐；将羧甲基壳聚糖钠盐用水溶解后将PH调至中性，再用乙醇反复洗涤析出，离心干燥后得到粗制的羧甲基壳聚糖。
[0029]上述步骤(2)中获得的粗制的羧甲基壳聚糖再通过本发明中公开的纯化方法进行纯化精制获得最终的闻纯度竣甲基壳聚糖广品。
[0030]优选地，上述步骤(1)中反应在O~15°C温度下静置的时间为至少20h。
[0031 ] 优选地，上述步骤(1)中碱性水溶液的浓度为10%~65%。更优选地，上述步骤(1)中碱性水溶液的浓度为40%~65%。
[0032]所述的碱性水溶液的pH为大于7.0的水溶液，可以选自现有技术中常用的碱性水溶液，如氢氧化钠水溶液，氢氧化钾水溶液。
[0033]优选地，上述步骤(1)中碱性水溶液的质量为甲壳素质量的5~20倍。
[0034]优选地，上述步骤(1)中甲壳素用冷热交替处理方法进行脱乙酰化反应，降低了甲壳素脱乙酰化程度，所述的壳聚糖钠盐的脱乙酰度为0.5~0.65。
[0035]优选地，上述步骤(2)中无水乙醇的质量为壳聚糖钠盐质量的2~5倍；
[0036]优选地,上述步骤(2)中氯乙酸的质量为壳聚糖钠盐质量的0.5~I倍。
[0037]通过本发明的中上述方法获得的羧甲基壳聚糖的分子量为30~70万。优选地，上述方法获得的羧甲基壳聚糖的分子量为50~60万。
[0038]上述步骤(2)中的获得的羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.1~1.5。优选地，步骤(2)中的获得的羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.15~1.3。传统工艺获得的羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度一般小于1.0。由于本发明中羧甲基壳聚糖的高羧甲基取代度，使得其亲水性、保湿性和吸湿性大幅上升，其作为化妆品保湿剂的效果也远高于传统工艺制取的羧甲基壳聚糖。
[0039]由本发明上述方法获得的羧甲基壳聚糖的溶解的pH范围为4.5~14.0。优选地，本发明中所述的羧甲基壳聚糖可以溶解在PH为4.5~6.5的酸性溶液中。与传统工艺获得的羧甲基壳聚糖溶解的PH范围为7.0~14.0相比，本发明方法获得的羧甲基壳聚糖溶解的pH范围更宽，拓宽了其应用领域。
[0040]传统工艺中脱乙酰化反应温度较高，而本发明步骤(1)中采用低温静置的工艺，使得氢氧化钠凝结，成功将甲壳素的分子结构膨胀化，降低了 6C上取代反应的难以程度，从而降低了产品的脱乙酰度；另外，由于降低反应温度，避免了反应温度高造成的断链，从而使得本发明工艺制得的羧甲基壳聚糖具有极高的分子量以及黏度，按照本发明方法获得的羧甲基壳聚糖制成1%的水溶液的其粘度可达到400cps，远远超过现有技术中的50cps。
[0041]本发明的公开的方法是对现有技术中纯化羧甲基壳聚糖的方法的改进，特别是纯化分子量不小于30W的高分子量羧甲基壳聚糖方法的改进。在纯化羧甲基壳聚糖时，结合羧甲基壳聚糖在一定PH值时存在等电点发生沉降的性质，将溶液的pH降低至等电点，获得浓缩羧甲基壳聚糖，和/或用PH与等电点时pH相同的水洗涤浓缩羧甲基壳聚糖除去浓缩羧甲基壳聚糖中的盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；最后再用高浓度乙醇对去盐羧甲基壳聚糖进行反复洗涤使之析出获得高纯度羧甲基壳聚糖。
[0042]在大化工生产中，与现有纯化羧甲基壳聚糖的工艺相比，特别是与纯化高分子量羧甲基壳聚糖的工艺相比，使用本发明中公开的方法，相当于对羧甲基壳聚糖进行了重结晶，使得浓缩后羧甲基壳聚糖中的杂质物料质量减少，大大的节省了析出洗涤时用乙醇的用量。
[0043]使用传统的纯化析出工艺时，将40Kg羧甲基壳聚糖用无水乙醇洗涤析出时，将上层清液的酒精浓度提升至95°，需使用约2吨无水乙醇；而按照本发明公开的纯化方法，只需要用400~500Kg无水乙醇；使得纯化相同质量的羧甲基壳聚糖所需乙醇用量至少减少了 75%，从而大大降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0044]同时，使用本发明中公开的提纯方法相当于对羧甲基壳聚糖进行了重结晶，最终获得的羧甲基壳聚糖的纯度可提高至99%以上。
[0045]另外，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖物料中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
【具体实施方式】
[0046]下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0047]实施例1
[0048]纯化羧甲基壳聚糖的方法，包括如下步骤:
[0049]I)将等电点时pH为2.7，数均分子量为40W，羧甲基取代度为1.3的40Kg羧甲基壳聚糖用2吨水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液的pH调至2.7，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0050]2)用pH为2.7的过滤水 反复洗涤I)中获得的浓缩羧甲基壳聚糖，去除浓缩羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0051]3)用浓度为95%的乙醇反复洗涤所述的去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液离心干燥获得纯度为99.3%的羧甲基壳聚糖。
[0052]完成以上纯化过程，总共用到了 430Kg浓度为95%的乙醇，与现有技术中纯化40Kg同样的羧甲基壳聚糖需要2吨95%的乙醇相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0053]实施例2
[0054]本实施例使用冷热交替法制备出一种高取代度和高分子量的羧甲基壳聚糖，然后使用本发明中公开的纯化方法进行纯化。具体为:
[0055]I)脱乙酰化反应:将甲壳素加入浓度为30%的氢氧化钠水溶液中在搅拌条件下反应3h，反应温度为80°C，然后在10°C下静置，再在50°C下搅拌4h，最后离心脱水获得壳聚糖钠盐；
[0056]2)羧化反应:在碱性条件下，将400Kg无水乙醇和80Kg氯乙酸加入40Kg步骤I)中获得的壳聚糖钠盐中，在50°C下搅拌24h，离心后获得羧甲基壳聚糖，所获得的羧甲基壳聚糖为水溶性，取代度为1.3，等电点的pH为2.5 ;
[0057]3)取40Kg羧甲基壳聚糖用水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至2.5，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，去除上层清液离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0058]4)用pH为2.5的过滤水反复洗涤步骤3)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，去除粗制羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0059]5)用无水乙醇反复洗涤去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液，离心干燥获得高纯度羧甲基壳聚糖。
[0060]使用传统的纯化析出工艺时，将步骤2)中40Kg羧甲基壳聚糖用2吨过滤水溶解后将PH调至中性，用无水乙醇反复洗涤酒精浓度提升至95°，对析出的羧甲基壳聚糖离心后进行真空干燥。在这一纯化过程中需使用约2吨的无水乙醇。
[0061]而按照本发明公开的纯化方法，将原本溶于2吨水中的羧甲基壳聚糖在pH为2.5时等电点沉降，实现重结晶，重结晶后得到羧甲基壳聚糖钠盐物料约200Kg，这时再用同样PH的水溶液洗涤除去水中的盐分后，使用无水乙醇洗涤至上层清液的酒精浓度至95°，对析出的羧甲基壳聚糖离心后进行真空干燥，得到的羧甲基壳聚糖的纯度为99.8%。在这一纯化过程中只需要用400Kg无水乙醇。
[0062]通过与现有技术中传统工艺比较可以发现，本发明中公开的纯化工艺使得原有提取析出羧甲基壳聚糖所需乙醇用量减少了 75%，从而大大降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0063]同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖物料中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0064]实施例3
[0065]本实施例使用冷热交替法制备出一种高取代度和高分子量的羧甲基壳聚糖，然后使用本发明中公开的纯化方法进行纯化。具体为:
[0066]I)脱乙酰化反应:将甲壳素加入浓度为30%的氢氧化钠水溶液中在搅拌条件下反应4h，反应温度为60°C，然后在`8°C下静置，再在60°C下搅拌2h，最后离心脱水获得壳聚糖钠盐；
[0067]2)羧化反应:在碱性条件下，将500Kg无水乙醇和IOOKg氯乙酸加入步骤I)获得的壳聚糖钠盐中，在50°C下搅拌20h，离心后获得羧甲基壳聚糖；所获得的羧甲基壳聚糖为水溶性，取代度为1.4，等电点pH为2.6 ;
[0068]3)将步骤2)中所述的羧甲基壳聚糖用过滤水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至2.6，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，去除上层清液，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0069]4)用pH为2.6的过滤水反复洗涤步骤3)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，去除浓缩羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0070]5)用98%的乙醇反复洗涤去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液离心干燥获得纯度为99.5%的羧甲基壳聚糖。
[0071]与传统工艺相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0072]同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0073]实施例4[0074]纯化羧甲基壳聚糖的方法，包括如下步骤:
[0075]I)将等电点时pH为2.5，数均分子量为70W，羧甲基取代度为1.2的40Kg羧甲基壳聚糖用2吨水溶解后，将羧甲基壳聚糖钠盐水溶液的pH调至2.5，使羧甲基壳聚糖钠盐形成白色絮状沉淀，去除上层清液离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0076]2)用pH为2.5的过滤水反复洗涤I)中获得的浓缩羧甲基壳聚糖，去除粗制羧甲基壳聚糖中所含盐分，离心脱水获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0077]3)用浓度为98%的乙醇反复洗涤所述的去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为97°，去除上层清液，离心干燥获得纯度为99%的羧甲基壳聚糖。
[0078]完成纯化过程中总共用到了 430Kg浓度为98%的乙醇，与现有技术中纯化40Kg同样的羧甲基壳聚糖钠盐需要2吨98%的乙醇相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。[0079]同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖物料中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0080]实施例5
[0081]纯化羧甲基壳聚糖的方法，包括如下步骤:
[0082]I)将等电点时pH为2.5，数均分子量为30W，羧甲基取代度为1.15的40Kg羧甲基壳聚糖用2吨水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液的pH调至2.5，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0083]2)用pH为2.5的过滤水反复洗涤I)中获得的浓缩羧甲基壳聚糖，去除粗制羧甲基壳聚糖中所含盐分，去除上层清液，离心脱水获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0084]3)用浓度为95%的乙醇反复洗涤所述的去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液，离心干燥获得纯度为99.7%的羧甲基壳聚糖。
[0085]完成纯化过程中总共用到了 480Kg浓度为95%的乙醇，与现有技术中纯化40Kg同样的羧甲基壳聚糖钠盐需要2吨95%的乙醇相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0086]同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖物料中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0087]实施例6
[0088]纯化羧甲基壳聚糖的方法，包括如下步骤:
[0089]I)将等电点时pH为2.5，数均分子量为30W，羧甲基取代度为1.15的40Kg羧甲基壳聚糖用2吨水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液的pH调至2.5，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0090]2)用浓度为95%的乙醇反复洗涤所述的浓缩羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为98°，去除上层清液，离心干燥获得纯度为99.1%的羧甲基壳聚糖。
[0091]完成纯化过程中总共用到了 500Kg浓度为95%的乙醇，与现有技术中纯化40Kg同样的羧甲基壳聚糖钠盐需要2吨95%的乙醇相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。[0092]实施例7
[0093]本实施例使用冷热交替法制备出一种高取代度和高分子量的羧甲基壳聚糖，然后使用本发明中公开的纯化方法进行纯化。具体为:
[0094]I)脱乙酰化反应:将40Kg甲壳素加入800Kg浓度为20%氢氧化钠水溶液中，在搅拌条件下反应4h，反应温度为65°C，然后在10°C下静置36h，再在60°C下搅拌3h，最后离心脱水获得脱乙酰度为0.5的壳聚糖钠盐；
[0095]2)羧化反应:在碱性条件下，将450Kg无水乙醇和120Kg氯乙酸加入步骤I)中获得的壳聚糖钠盐中，在60°C下搅拌36h，离心后获得羧甲基壳聚糖钠盐；将羧甲基壳聚糖钠盐用水溶解后将PH调至中性，再用乙醇反复洗涤析出，离心干燥后得到成品羧甲基壳聚糖，羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.5，等电点pH为2.6 ;
[0096]3)将步骤2)中所述的羧甲基壳聚糖用过滤水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至2.6，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，去除上层清液，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0097]4)用pH为2.6的过滤水反复洗涤步骤3)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，去除浓缩羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0098]5)用98%的乙醇反复洗涤去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液离心干燥获得纯度为99.5%的羧甲基壳聚糖。
[0099]将本实施例中获得的羧甲基壳聚糖制成1%的水溶液的粘度为410cps ;这种羧甲基壳聚糖溶解pH范围为4.5~14.0，在此pH范围内无不溶物(不溶物量≤0.01%)。
[0100]与传统工艺相比，大`大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0101]同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0102]实施例8
[0103]本实施例用冷热交替法制备出一种高取代度和高分子量的羧甲基壳聚糖，然后使用本发明中公开的纯化方法进行纯化。具体为:
[0104]I)脱乙酰化反应:将40Kg甲壳素加入600Kg浓度为40%氢氧化钠水溶液中，在搅拌条件下反应6h，反应温度为50°C，然后在0°C下静置20h，再在50°C下搅拌4h，最后离心脱水获得壳聚糖钠盐；壳聚糖钠盐的脱乙酰度为0.5 ；
[0105]2)羧化反应:在碱性条件下，将500Kg无水乙醇和IOOKg氯乙酸加入步骤(1)中获得的壳聚糖钠盐中，在70°C下搅拌20h，离心后获得羧甲基壳聚糖钠盐；将羧甲基壳聚糖钠盐用水溶解后将PH调至中性，再用乙醇反复洗涤析出，离心干燥后得到成品羧甲基壳聚糖；羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.3 ;等电点pH为2.6 ;
[0106]3)将步骤2)中所述的羧甲基壳聚糖用过滤水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至2.6，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，去除上层清液，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0107]4)用pH为2.6的过滤水反复洗涤步骤3)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，去除浓缩羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；[0108]5)用98%的乙醇反复洗涤去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液离心干燥获得纯度为99.5%的羧甲基壳聚糖。
[0109]本实施例获得的羧甲基壳聚糖的分子量为50万，将本实施例中获得的羧甲基壳聚糖制成1%的水溶液的粘度为200cps ;这种羧甲基壳聚糖溶解pH范围为4.5~14.0，在此pH范围内无不溶物(不溶物量≤0.01%)。
[0110]与传统工艺相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。
[0111]同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0112]实施例9
[0113]本实施例用冷热交替法制备出一种高取代度和高分子量的羧甲基壳聚糖，然后使用本发明中公开的纯化方法进行纯化。具体为:
[0114]I)脱乙酰化反应:将40Kg甲壳素加入200Kg浓度为50%氢氧化钠水溶液中，在搅拌条件下反应6h，反应温度为50°C，然后在5°C下静置24h，再在60°C下搅拌3h，最后离心脱水获得壳聚糖钠盐； 壳聚糖钠盐的脱乙酰度为0.52 ；
[0115]2)羧化反应:在碱性条件下，将300Kg无水乙醇和IOOKg氯乙酸加入步骤(1)中获得的壳聚糖钠盐中，在50°C下搅拌30h，离心后获得羧甲基壳聚糖钠盐；将羧甲基壳聚糖钠盐用水溶解后将PH调至中性，再用乙醇反复洗涤析出，离心干燥后得到成品羧甲基壳聚糖；羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.1 ;等电点时PH为2.7
[0116]3)将步骤2)中所述的羧甲基壳聚糖用过滤水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至2.7，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，去除上层清液，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖；
[0117]4)用pH为2.7的过滤水反复洗涤步骤3)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，去除浓缩羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0118]5)用98%的乙醇反复洗涤去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为95°，去除上层清液离心干燥获得纯度为99.3%的羧甲基壳聚糖。
[0119]将本实施例中获得的羧甲基壳聚糖制成1%的水溶液的粘度为300cps ;这种羧甲基壳聚糖溶解pH范围为4.5~14.0，在此pH范围内无不溶物(不溶物量≤0.01%);与传统工艺相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
[0120]实施例10
[0121]本实施例用冷热交替法制备出一种高取代度和高分子量的羧甲基壳聚糖，然后使用本发明中公开的纯化方法进行纯化。具体为:
[0122]I)脱乙酰化反应:将40Kg甲壳素加入600Kg浓度为50%氢氧化钠水溶液中，在搅拌条件下反应4h，反应温度为75°C，然后在10°C下静置24h，再在75°C下搅拌2h，最后离心脱水获得150Kg壳聚糖钠盐；壳聚糖钠盐的脱乙酰度为0.6 ；
[0123]2)羧化反应:在碱性条件下，将400Kg无水乙醇和SOKg氯乙酸加入步骤(1)中获得的150Kg壳聚糖钠盐中，在50°C下搅拌24h，离心后获得羧甲基壳聚糖钠盐；将羧甲基壳聚糖钠盐用水溶解后将PH调至中性，再用乙醇反复洗涤析出，离心干燥后得到羧甲基壳聚糖；羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.3 ;等电点pH为2.6 ;
[0124]3)将步骤2)中所述的羧甲基壳聚糖用过滤水溶解后，将羧甲基壳聚糖水溶液pH调至2.6，使羧甲基壳聚糖形成白色絮状沉淀，去除上层清液，离心脱水得到浓缩羧甲基壳聚糖； [0125]4)用pH为2.6的过滤水反复洗涤步骤3)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，去除浓缩羧甲基壳聚糖中所含盐分，获得去盐羧甲基壳聚糖；
[0126]5)用98%的乙醇反复洗涤去盐羧甲基壳聚糖至上层清液的酒精度数为97°，去除上层清液离心干燥获得纯度为99.7%的羧甲基壳聚糖。
[0127]将本实施例中获得的羧甲基壳聚糖制成1%的水溶液的粘度为400cps，羧甲基壳聚糖的溶解pH范围为4.5~14.0，在此pH范围内无不溶物(不溶物量≤0.01%)，当pH=6.5时1%水溶液透光率达到98%。与传统工艺相比，大大节省了乙醇的用量，降低了生产成本，减少了废酒精的排放，避免了对环境的破坏。同时，用本发明公开的方法将羧甲基壳聚糖中所含大量钠盐去除，并随之产生了产生氯乙酸钠；去除钠盐的羧甲基壳聚糖尤其适合应用于对含盐量要求较高的化妆品行业。
【权利要求】
1.一种纯化羧甲基壳聚糖的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤: 1)浓缩:将粗制的羧甲基壳聚糖用水溶解后，用酸溶液将羧甲基壳聚糖水溶液PH调至所述羧甲基壳聚糖的等电点，使羧甲基壳聚糖形成沉淀，取沉淀，得到浓缩羧甲基壳聚糖； 2)纯化:用高浓度乙醇洗涤所述的浓缩羧甲基壳聚糖使羧甲基壳聚糖沉淀析出，去除上层清液，取沉淀得到纯化的羧甲基壳聚糖。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)和2)之间还包括去盐纯化工艺，所述的去盐纯化工艺为:使用PH值与所述羧甲基壳聚糖的等电点相同的水溶液洗涤步骤I)中所述的浓缩羧甲基壳聚糖，取沉淀获得去盐的浓缩羧甲基壳聚糖再进行纯化。
3.如权利要求1或2任一权利要求所述的方法，其特征在于，步骤2)中用高浓度乙醇洗涤至上层清液的酒精度数大于等于95°。
4.如权利要求1或2任一权利要求所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述的高浓度乙醇是指乙醇的质量分数大于等于95%的乙醇水溶液。
5.如权利要求1~4任一权利要求所述的方法在高分子量羧甲基壳聚糖制备方法中的应用，所述的羧甲基壳聚糖是指羧甲基壳聚糖的分子量大于30W的羧甲基壳聚糖。
6.一种制备高分子量羧甲基壳聚糖的方法，包括如下步骤: O脱乙酰化反应:将甲壳素加入碱性水溶液中在搅拌条件下反应3~6h，反应温度为50~80°C，然后在O~15°C 下静置，再在50~80°C下搅拌I~4h，最后离心脱水获得壳聚糖钠盐； 2)羧化反应:在碱性条件下，将无水乙醇和氯乙酸加入壳聚糖钠盐中，在40~70°C下搅拌12~36h，离心脱水获得羧甲基壳聚糖钠盐；将羧甲基壳聚糖钠盐用水溶解后将pH调至中性，再用乙醇反复洗涤析出，离心干燥后得到粗制的羧甲基壳聚糖； 3)将步骤2)中所述的粗制的羧甲基壳聚糖使用如权利要求1~4任一所述的纯化羧甲基壳聚糖的方法进行精制获得纯化羧甲基壳聚糖。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤I)中所述的壳聚糖钠盐的脱乙酰度为0.5 ~0.65。
8.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，步骤2)中的获得的羧甲基壳聚糖的羧甲基取代度为1.1~1.5。
9.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，所述的纯化羧甲基壳聚糖的分子量为30~70万。
10.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，步骤2)中氯乙酸的质量为壳聚糖钠盐质量的0.5~I倍；无水乙醇的质量为壳聚糖钠盐质量的2~5倍。
【文档编号】C08B37/08GK103554303SQ201310533347
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】徐宇帆 申请人:徐宇帆