一种6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，属于海洋生物材料与生物化学【技术领域】，本发明以甲壳素为原料，制备6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素后，再脱乙酰制备6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖，方法简单有效，且减少了资源浪费，降低了引入不必要基团的机会。且本发明的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法以LiCl/DMAc离子液体为溶剂溶解甲壳素，使反应在均相体系中进行，有利于充分反应。
【专利说明】一种6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋生物材料与生物化学【技术领域】，尤其涉及一种6-氨乙胺基-6-脱 氧壳聚糖的制备方法。
【背景技术】
[0002] 壳聚糖是由甲壳素脱乙酰化作用得到的一种天然氨基多糖聚合物，因具有无毒 性、良好的生物相容性和生物可降解性得到研究者的广泛关注。大量研究证实，壳聚糖的生 物功能和溶解性能与其分子结构中存在的游离氨基密切相关。壳聚糖分子链上的氨基数量 越多，越容易质子化而带正电荷，因此大量研究集中在向壳聚糖分子中引入氨基基团来增 强其生物活性和溶解性能。壳聚糖分子的2位氨基和6位羟基是其化学修饰的主要位点， 且一般情况下，在中性或酸性介质中，壳聚糖C 2_NH2的活性要大于C6-0H的活性，因此在氨 基壳聚糖衍生物的制备过程中，若使反应发生在C 6-0H上，首先要保护氨基，最后再脱去保 护基，不仅过程繁琐，造成资源浪费，且易引入不必要的有机保护剂。
[0003] 壳聚糖是甲壳素脱乙酰的化产物，而甲壳素的乙酰化程度较高，基本上不存在游 离氨基，因此对甲壳素的修饰可以不必保护氨基，而是直接使反应发生在C 6-0H上。这样制 得甲壳素衍生物之后，再将甲壳素衍生物的乙酰氨基脱乙酰化，制得壳聚糖衍生物，方法简 单有效，且减少了资源浪费，降低了引入不必要基团的机会。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法。
[0005] 本发明采取的技术方案是：
[0006] 本发明的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法的具体步骤如下：
[0007] (1)甲壳素溶液的制备：
[0008] 将LiCl溶解于N，N-二甲基乙酰胺（DMAc)中制备DMAc/LiCl离子液作为溶剂，然 后将甲壳素粉末加入到DMAc/LiCl离子液中，充分搅拌溶解，得甲壳素溶液；
[0009] (2)对甲苯磺酸酯甲壳素的制备：
[0010] 对甲苯磺酰氯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中制备浓度为20%?40% w/v的溶液， 向该溶液中加入三乙胺，控制转速200?500r/s，温度15?25°C，以10?20滴/min的滴 加速度逐滴加入步骤（1)制备的甲壳素溶液，滴加完成后继续反应10?24h，得橙色粘稠 物，蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，得对甲苯磺酸酯甲壳素；
[0011] (3)6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素的制备：
[0012] 对甲苯磺酸酯甲壳素溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，制备浓度为0. 5%?1% w/v 的溶液，加入乙二胺，40?60°C反应3?8h，得浅黄色粘稠物，蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘 干，得6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素；
[0013] (4) 6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备：
[0014] 将6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素加入到浓度为40 %?60 %的NaOH溶液中，以80? 240r/min速度搅拌，40?60°C反应12?24h，用HC1调节溶液pH至中性，过滤，滤液用无 水乙醇沉淀，再次过滤，滤渣烘干得6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖。
[0015] 步骤（1)中，LiCl与N，N-二甲基乙酰胺的重量体积比为2. 5-10:100g/ml。
[0016] 步骤（1)中，甲壳素的乙酰化程度在90%以上，甲壳素与LiCl的重量比为 0. 5-1. 5:2. 5-10。
[0017] 步骤⑵中，甲壳素，对甲苯磺酰氯和三乙胺的摩尔比为1 :8-20 :5_30。
[0018] 步骤⑶中，对甲苯磺酸酯甲壳素与乙二胺的摩尔比为1 :〇. 5-2。
[0019] 步骤⑷中，6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素与NaOH溶液的质量体积比小于等于 0.lg/mL〇
[0020] 本发明的积极效果如下：
[0021] 本发明以甲壳素为原料，C6-0H接入氨基后制备6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素，然 后脱乙酰化制备6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖，省去了保护氨基和最后脱去保护基的繁琐步 骤，方法简单有效，且减少了资源浪费，降低了引入不必要基团的机会。本发明的6-氨乙胺 基-6-脱氧壳聚糖的制备方法以LiCl/DMAc离子液体为溶剂溶解甲壳素，使反应在均相体 系中进行，有利于充分反应。
【具体实施方式】
[0022] 下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。
[0023] 实施例1
[0024] (1)甲壳素溶液的制备：
[0025] 将1. 3gLiCl溶解于25mlN，N-二甲基乙酰胺（DMAc)中制备DMAc/LiCl离子液作 为溶剂，然后将〇. 2g甲壳素（脱乙酰度92% )粉末加入到DMAc/LiCl离子液中，充分搅拌 溶解，得甲壳素溶液；
[0026] (2)对甲苯磺酸酯甲壳素的制备：
[0027] 对甲苯磺酰氯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中制备浓度为20% w/v的溶液，向该溶 液中加入三乙胺，使甲壳素，对甲苯磺酰氯和三乙胺的摩尔比为1 :8 :10。控制转速300r/s， 温度20°C，以10?20滴/min的滴加速度逐滴加入步骤（1)制备的甲壳素溶液，滴加完成 后继续反应l〇h，得橙色粘稠物，蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，得对甲苯磺酸酯甲壳素；
[0028] ⑶6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素的制备：
[0029] 对甲苯磺酸酯甲壳素溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，制备浓度为0. 5 % w/v的溶液， 加入乙二胺，使对甲苯磺酸酯与乙二胺的摩尔比为1:0. 5,40°C反应5h，蒸馏水和无水乙醇 洗涤后烘干，得6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素；
[0030] (4)将6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素加入到浓度为40 %的NaOH溶液中，使6-氨乙 胺基-6-脱氧甲壳素和NaOH的质量体积比为0. 08g/ml，以120r/min速度搅拌，60°C反应 12h，用HC1调节溶液pH至中性，过滤，滤液用无水乙醇沉淀，再次过滤，滤渣烘干得浅黄色 粉末状6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖，产品溶于水。
[0031] 实施例2
[0032] (1)甲壳素溶液的制备：
[0033] 将2. 5gLiCl溶解于50mlN，N-二甲基乙酰胺（DMAc)中制备DMAc/LiCl离子液作 为溶剂，然后将o. 7g甲壳素（脱乙酰度92% )粉末加入到DMAc/LiCl离子液中，充分搅拌 溶解，得甲壳素溶液；
[0034] (2)对甲苯磺酸酯甲壳素的制备：
[0035] 对甲苯磺酰氯溶解于N，N_二甲基乙酰胺中制备浓度为30% w/v的溶液，向该溶液 中加入三乙胺，使甲壳素，对甲苯磺酰氯和三乙胺的摩尔比为1 :10 :15。控制转速200r/s， 温度15°C，以10?20滴/min的滴加速度逐滴加入步骤（1)制备的甲壳素溶液，滴加完成 后继续反应12h，得橙色粘稠物，蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，得对甲苯磺酸酯甲壳素；
[0036] ⑶6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素的制备：
[0037] 对甲苯磺酸酯甲壳素溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，制备浓度为0. 7 % w/v的溶液， 加入乙二胺，使对甲苯磺酸酯与乙二胺的摩尔比为1:1，50°C反应3h，蒸馏水和无水乙醇洗 涤后烘干，得6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素。
[0038] (4)将6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素加入到浓度为40 %的NaOH溶液中，使6-氨 乙胺基-6-脱氧甲壳素和NaOH的质量体积比为0. 05g/ml，以80r/min速度搅拌，40°C反应 24h，用HC1调节溶液pH至中性，过滤，滤液用无水乙醇沉淀，再次过滤，滤渣烘干得浅黄色 粉末状6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖，产物溶于水。
[0039] 实施例3
[0040] (1)甲壳素溶液的制备：
[0041] 将7gLiCl溶解于100mlN，N-二甲基乙酰胺（DMAc)中制备DMAc/LiCl离子液作为 溶剂，然后将〇. 9g甲壳素（脱乙酰度92% )粉末加入到DMAc/LiCl离子液中，充分搅拌溶 解，得甲壳素溶液；
[0042] (2)对甲苯磺酸酯甲壳素的制备：
[0043] 对甲苯磺酰氯溶解于N，N_二甲基乙酰胺中制备浓度为40% w/v的溶液，向该溶液 中加入三乙胺，使甲壳素，对甲苯磺酰氯和三乙胺的摩尔比为1 :14 :20。控制转速500r/s， 温度25°C，以10?20滴/min的滴加速度逐滴加入步骤（1)制备的甲壳素溶液，滴加完成 后继续反应24h，得橙色粘稠物，蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，得对甲苯磺酸酯甲壳素；
[0044] ⑶6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素的制备：
[0045] 对甲苯磺酸酯甲壳素溶解于N，N_二甲基乙酰胺中，制备浓度为1.0% w/v的溶液， 加入乙二胺，使对甲苯磺酸酯与乙二胺的摩尔比为1:1. 4,60°C反应5h，蒸馏水和无水乙醇 洗涤后烘干，得6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素。
[0046] (4)将6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素加入到浓度为55 %的NaOH溶液中，使6-氨 乙胺基-6-脱氧甲壳素和NaOH的质量体积比为0. lg/ml，以200r/min速度搅拌，50°C反应 20h，用HC1调节溶液pH至中性，过滤，滤液用无水乙醇沉淀，再次过滤，滤渣烘干得浅黄色 粉末状6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖，产物溶于水。
[0047] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1. 一种6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如 下： (1)甲壳素溶液的制备： 将LiCl溶解于N，N-二甲基乙酰胺中制备DMAc/LiCl离子液作为溶剂，然后将甲壳素 粉末加入到DMAc/LiCl离子液中，充分搅拌溶解，得甲壳素溶液；（2)对甲苯磺酸酯甲壳素 的制备： 对甲苯磺酰氯溶解于N，N-二甲基乙酰胺中制备浓度为20%?40% w/v的溶液，向该 溶液中加入三乙胺，控制转速200?500r/s，温度15?25°C，以10?20滴/min的滴加速 度逐滴加入步骤（1)制备的甲壳素溶液，滴加完成后继续反应10?24h，得橙色粘稠物，蒸 馏水和无水乙醇洗涤后烘干，制得对甲苯磺酸酯甲壳素； (3) 6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素的制备： 对甲苯磺酸酯甲壳素溶解于N，N-二甲基乙酰胺中，制备浓度为0. 5%?1 % w/v的溶 液，加入乙二胺，40?60°C反应3?8h，得浅黄色粘稠物，蒸馏水和无水乙醇洗涤后烘干，得 6-氨乙胺基_6_脱氧甲壳素； (4) 6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备： 将6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素加入到浓度为40 %?60 %的NaOH溶液中，以80? 240r/min速度搅拌，40?60°C反应12?24h，用HC1调节溶液pH至中性，过滤，滤液用无 水乙醇沉淀，再次过滤，滤渣烘干得6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖。
2. 如权利要求1所述的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，其特征在于：步骤（1) 中，LiCl与N，N-二甲基乙酰胺的重量体积比为2. 5-10:100g/ml。
3. 如权利要求1所述的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，其特征在于：步骤（1) 中，甲壳素的乙酰化程度在90%以上，甲壳素与LiCl的重量比为0. 5-1. 5:2. 5-10。
4. 如权利要求1所述的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，其特征在于：步骤（2) 中，甲壳素，对甲苯磺酰氯和三乙胺的摩尔比为1 :8-20 :5-30。
5. 如权利要求1所述的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，其特征在于：步骤（3) 中，对甲苯磺酸酯甲壳素与乙二胺的摩尔比为1 :〇. 5-2。
6. 如权利要求1所述的6-氨乙胺基-6-脱氧壳聚糖的制备方法，其特征在于：步骤（4) 中，6-氨乙胺基-6-脱氧甲壳素与NaOH溶液的质量体积比小于等于0. lg/mL。
【文档编号】C08B37/08GK104151446SQ201410382609
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】刘成圣, 党奇峰, 于德君, 高辉, 范冰 申请人:中国海洋大学, 青岛澳润生物科技有限公司