一种羧甲基壳聚糖交联凝胶的制作方法

本发明属于天然高分子改性领域，具体涉及一种羧甲基壳聚糖交联凝胶。

背景技术：

壳聚糖是甲壳素经化学方法处理脱乙酰基后的产物，是一种天然的阳离子聚合物，它无毒、无害、安全可靠、易生物降解，具有良好的生物相容性。自上世纪60年代以来，对壳聚糖的研究十分活跃，尤其是近十多年来的研究更为深入和广泛，在纺织、印染、造纸、食品、医药、环保及其他领域展示了广泛的应用前景。但壳聚糖只溶于酸或酸性溶液中，大大限制了它的应用范围。对壳聚糖进行化学改性，提高其溶解性，开发更高级的新用途，这是壳聚糖研究中最为活跃的课题。在众多的的壳聚糖衍生物中，羧甲基壳聚糖的研究较早，也最令人瞩目。

羧甲基壳聚糖是壳聚糖在碱性条件下与一氯乙酸反应得到的产物，它是一种两性聚电解质，能有效与重金属离子进行络合。与壳聚糖相比，羧甲基壳聚糖具有良好的水溶性，且无毒无味、生物相容性好、可降解，这些丰富而独特的性质使得羧甲基壳聚糖成为近年来研究较多的壳聚糖衍生物之一。羧甲基壳聚糖相对于壳聚糖的优势在于，羧甲基化的壳聚糖具有良好的水溶性，且其羧基对金属离子如镉、铅、汞、砷等有极强的螯合能力。作为重金属离子的富集剂，其显示了优异吸附的性能。天然高分子壳聚糖无毒，经改性后的羧甲基壳聚糖仍属无毒物，可用于生活污水及含有重金属离子的废水的净化。

技术实现要素：

本发明的目的在于用水溶性好的羧甲基壳聚糖为原料，通过引入具有活性基团的氨基多羧酸，经交联反应得到三维凝胶材料。

本发明涉及的羧甲基壳聚糖交联凝胶，其制备方法为：

将羧甲基壳聚糖溶于水中，恒温搅拌至溶解后加入氨基多羧酸和缩合剂，恒温搅拌反应。其中羧甲基壳聚糖与氨基多羧酸的摩尔比为(0.5-5):1，缩合剂与羧甲基壳聚糖的摩尔比为(0.4-1):1，反应温度为0-80℃，反应时间为0.01-48h。其中氨基多羧酸为亚氨基二乙酸（ida）、乙二胺四乙酸(edta)、氨基三乙酸(nta)、二亚乙基三胺五乙酸（dtpa）、谷氨酸二乙酸四钠（glda）及其盐中的任意一种。缩合剂为n,n'-二异丙基碳二亚胺双伯胺（dic）、1-羟基苯并三唑（hobt）、4-二甲氨基吡啶（dmap）、碳化二亚胺（edci）、2-(7-氧化苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐（hatu）、二环己基碳二亚胺（dcc）/n-羟基琥珀酰亚胺（nhs）、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（edc）/n-羟基琥珀酰亚胺（nhs）中的任意一种或多种。

相比于现有技术，本发明的技术方案的优点在于：

（1）该羧甲基壳聚糖交联凝胶原料易得，合成方法简便，条件易于控制。

（2）该羧甲基壳聚糖交联凝胶含有大量活性基团，有利于其在吸附和药物缓释等方面的运用。

附图说明

图1为羧甲基壳聚糖原料及本发明实施例1制备的羧甲基壳聚糖交联凝胶的红外光谱图。

具体实施方式

实施例1

（1）称取1g羧甲基壳聚糖，加入30ml水，充分溶解。

（2）称取1.5gedta、0.78gedc，加入羧甲基壳聚糖溶液中，30℃恒温搅拌，搅拌速度为150rpm，反应2h，得到羧甲基壳聚糖交联凝胶。

实施例2

（1）称取2g羧甲基壳聚糖，加入30ml水，充分溶解。

（2）称取1.5gedta、0.78gedc、0.47gnhs，加入羧甲基壳聚糖溶液中，25℃恒温搅拌，搅拌速度为150rpm，反应2h，得到羧甲基壳聚糖交联凝胶。

实施例3

（1）称取2g羧甲基壳聚糖，加入40ml水，充分溶解。

（2）称取1.5gedta、0.78gedc、0.47gnhs，加入羧甲基壳聚糖溶液中，25℃恒温搅拌，搅拌速度为150rpm，反应2h，得到羧甲基壳聚糖交联凝胶。

实施例4

（1）称取1g羧甲基壳聚糖，加入30ml水，充分溶解。

（2）称取0.53gglda、0.29gedc、0.18gnhs，加入羧甲基壳聚糖溶液中，25℃恒温搅拌，搅拌速度为150rpm，反应4h，得到羧甲基壳聚糖交联凝胶。

技术特征：

1.一种羧甲基壳聚糖交联凝胶，其特征在于该凝胶按下述方法制备而成：将羧甲基壳聚糖溶解于水中，加入氨基多羧酸、缩合剂，恒温搅拌反应，即可形成凝胶。

2.根据权利要求1所述羧甲基壳聚糖交联凝胶，其特征在于：氨基多羧酸为亚氨基二乙酸（ida）、乙二胺四乙酸(edta)、氨基三乙酸(nta)、二亚乙基三胺五乙酸（dtpa）、谷氨酸二乙酸四钠（glda）及其盐中的任意一种。

3.根据权利要求1所述羧甲基壳聚糖交联凝胶，其特征在于：缩合剂为n,n'-二异丙基碳二亚胺双伯胺（dic）、1-羟基苯并三唑（hobt）、4-二甲氨基吡啶（dmap）、碳化二亚胺（edci）、2-(7-氧化苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸盐（hatu）、二环己基碳二亚胺（dcc）/n-羟基琥珀酰亚胺（nhs）、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（edc）/n-羟基琥珀酰亚胺（nhs）中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述羧甲基壳聚糖交联凝胶，其特征在于：氨基多羧酸与羧甲基壳聚糖的摩尔比为(0.5-5):1，反应温度为0-80℃，反应时间为0.01-48h。

技术总结
本发明公开了一种羧甲基壳聚糖交联凝胶。采用水溶性的羧甲基壳聚糖为原料，与氨基多羧酸进行交联。本发明工艺简单，反应条件温和。所得凝胶含有大量活性基团，有利于其在吸附和药物缓释等方面的运用。

技术研发人员：莫思琦;梅金凤;李忠玉
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2019.07.05
技术公布日：2019.11.22