一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生物基质材料领域，具体地说设计一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍 生物材料的制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 农药缓释制剂可以控制原药在适当长的时间内缓慢释放出来，从而达到提高农药 利用率，减少环境污染的目的，是最节省、最安全的制剂，属于农药制剂市场中发展迅速的 新兴领域。农药缓释剂在农林业害虫防治和环境保护方面具有潜在的应用价值，它具有多 方面的优势：（1)改善药剂物理性能，提高农药的稳定性；（2)有效降低了环境因素如光、水 和微生物对原药的分解；(3)降低了农药的毒性；(4)延长农药的作用持效期，减少农药使 用量，进而改善农药对人、畜和环境的影响。农药缓释剂具有的这些优势，弥补了传统杀菌 剂的缺点，而且其缓释能力具有可控性，是近年来新型农药剂型研宄的前沿。
[0003] 制备缓释农药关键在于基质缓释材料，纳米胶囊作为农药领域里重要的剂型载 体，其应用效果与基质壁材的选择有非常重要的关系，壁材的选择对纳米胶囊的性能有很 大的影响。生物质材料因为具有无毒、可生物降解、来源广、易化学改良以及良好的生物相 容性等优点，使它在控制释放体系中应用较多，在农药的研宄与应用中具有重要意义。但 是目前采用的壁材存在以下的问题：（1)合成价格较高，不可自然降解，不具有诱发释放功 能；（2)不具有靶向性和缓释性；(3)兼容性不大的问题，这些问题使其在缓释材料领域的 应用受到了很大的限制。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术中合成价格较高，不可自然降解，不具有诱发释放功能，不具有靶 向性和缓释性，兼容性不大等问题，本发明提出了一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料 的制备方法与应用，利用本发明的胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料这种新型生物质高分 子，并结合高效农药的理化性质，可以开发出具有高效、低残留的绿色环保纳米胶囊缓释抗 菌农药新剂型，这对于延长农药作用持效期、降低农业农药施用量，以及农药高效利用和环 境保护具有十分重要的意义。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的：一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制 备方法为；
[0006] (1)将壳聚糖浸泡在异丙醇中，在10~20min内分次加入碱性溶液，在55~65°C 下搅拌50~60min，形成pH = 12~14的碱性环境，然后再在10~20min内分次加入氯乙 酸（C1CH2C00H)，与壳聚糖C 6上的-OH反应，反应2. 5~3小时，反应时保持温度变化在5°C 范围内，然后通过体积浓度为95%的乙醇溶液回流，再用质量百分比浓度为85wt%的水合 肼溶液进行肼解反应，使邻苯二甲酰亚氨基团脱保护，得到〇-羧甲基壳聚糖。
[0007] 采用非质子溶剂法，在邻苯二甲酸酐对壳聚糖(：2的-nh2进行保护的条件下，利用 壳聚糖进行羧甲基化反应的活性顺序是c6-oh>c3-oh的特性，通过对壳聚糖进行羧甲基化 反应，合成0-羧甲基壳聚糖，该过程的反应方程式如下所示：
[0008]
【主权项】
1. 一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法 为； (1) 将壳聚糖浸泡在异丙醇中，在10~20min内分次加入碱性溶液，在55~65°C下搅 拌50~60min，形成pH= 12~14的碱性环境，然后再在10~20min内分次加入氯乙酸， 反应2. 5~3h，再用质量百分比浓度为85%的肼水化合物溶液进行肼解反应，得到O-羧甲 基壳聚糖； (2) 将步骤（1)得到的0-羧甲基壳聚糖溶解在醋酸溶液中，然后将胆固醇溶解于二甲 基甲酰胺中，再将活化剂加入到二甲基甲酰胺溶液中得到混合液，搅拌25~35min后将混 合液滴加到溶解了 0-羧甲基壳聚糖的醋酸溶液中，于室温下反应2~3天，将反应液过滤， 滤液再沉淀，沉淀物洗涤后干燥，然后抽提，纯化，得产物胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材 料。
2. 根据权利要求1所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制备方法，其特征 在于，壳聚糖、氯乙酸的质量比为1 : 4. 5~12,壳聚糖以及0-羧甲基壳聚糖的相对分子质 量为 3XIO5~7X10 5Da。
3. 根据权利要求1所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制备方法，其特征 在于，活化剂、〇-羧甲基壳聚糖、胆固醇的质量比为1 : 2~3 : 2~3。
4. 根据权利要求1或3所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制备方法，其 特征在于，所述的活化剂选自碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺中一种或两种。
5. -种如权利要求1所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料在纳米胶囊上的应 用。
6. 根据权利要求5所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料在纳米胶囊上的应 用，其特征在于，将胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料溶于水中，再将三唑类农药溶于环己 烷中，并滴加到溶有胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的水中，然后调节溶液pH= 5. 5,搅 拌20~24h，即得到负载三唑类农药的胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物纳米胶囊。
7. 根据权利要求6所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料在纳米胶囊上的应 用，其特征在于，胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料与三唑类农药的质量比为1~3 : 5。
8. 根据权利要求6或7所述的一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料在纳米胶囊上的 应用，其特征在于，所述的三唑类农药选自噻菌灵、戊唑醇、苯醚甲环唑中一种或几种。
【专利摘要】本发明涉及一种生物基质材料领域，为解决现有技术中合成价格较高，不可自然降解，不具有诱发释放功能，不具有靶向性和缓释性，兼容性不大等问题，本发明提出了一种胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料的制备方法与应用，（1）在邻苯二甲酸酐对壳聚糖C2的-NH2进行保护的条件下，通过对壳聚糖进行羧甲基化反应，合成O-羧甲基壳聚糖，（2）通过胆固醇与羧甲基壳聚糖C6上的-COOH进行酯化反应，合成胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料。利用本发明的胆固醇-羧甲基壳聚糖衍生物材料，可以开发出具有高效、低残留的绿色环保纳米胶囊缓释抗菌农药新剂型，可以延长农药作用持效期、降低农业农药施用量、农药高效利用和环境保护。
【IPC分类】A01N25-18, C08B37-08, A01N25-28
【公开号】CN104844728
【申请号】CN201510051685
【发明人】郭明, 娄钧翼, 姚珊珊, 马燕飞
【申请人】浙江农林大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月2日