[发明专利]一种两性羟丙基瓜尔胶衍生物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于瓜尔胶衍生物的制备技术领域，具体涉及一种两性羟丙基瓜尔胶衍生物的制备方法。

背景技术

瓜尔胶是一种天然聚多糖，其主链是甘露糖通过β-1,4糖苷键连接而成，侧链半乳糖则以α-1,6糖苷键连接在主链上。瓜尔胶具有良好的生物相容性和可生物降解性，在食品、印染、油田、矿业、造纸、水处理、个人护理、制药、农业等方面具有广阔的应用前景，但是它存在一定的缺点，瓜尔胶分子是多羟基化合物，分子中缺乏生物活性基团，这使得其在生物医用方面受到了限制。两性瓜尔胶是指瓜尔胶分子链上既有阳离子基团又有阴离子基团的一类瓜尔胶衍生物。作为一种潜在的生物材料，两性瓜尔胶的研究其制备方法对提高瓜尔胶种类和扩大应用范围具有一定的价值。目前两性瓜尔胶的制备方法主要是连续乙醇处理法，该法工艺繁杂，固液分离困难，生产效率低，而且产品水溶液储存稳定性差，室温放置一周即出现分层现象。

发明内容

本发明的目的是克服现在技术存在的缺点，提供了一种新的两性羟丙基瓜尔胶衍生物的制备方法，且该方法可以通过选用不同的胺基化试剂和酸化试剂而得到不同结构的两性瓜尔胶衍生物。

一种两性羟丙基瓜尔胶衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将羟丙基瓜尔胶与甲苯磺酰氯酯化反应得到对甲苯磺酸羟丙基瓜尔胶；

（2）将胺基化试剂对之进行亲核取代，脱去对甲苯磺酸酯基团，获得胺基瓜尔胶衍生物；

（3）将其在酸催化下反应得到既含有胺基又含有羧基的两性聚合物。

进一步的，具体包括以下工艺步骤：

（1）对甲苯磺酸羟丙基瓜尔胶的合成：7℃下将质量份为4份的羟丙基瓜尔胶溶于体积份为30份的反应介质中，边搅拌边在半小时内逐滴加完质量浓度为27%的对甲苯磺酰氯的吡啶溶液30份体积份，然后升高温度至25℃，连续反应10h；用足量乙醇沉淀出粗产物，然后用乙醇反复洗涤三次；产物冷冻干燥48h后得到对甲苯磺酸酯羟丙基瓜尔胶；

（2）制备胺基羟丙基瓜尔胶：将制得的质量份为4份的对甲苯磺酸酯羟丙基瓜尔胶边搅拌边加入到体积份为20份的胺基化试剂的有机溶剂溶液中，然后将反应温度逐渐升到50℃，反应10h，用足量丙酮沉淀出粗产物，将粗产物用水溶解，丙酮再次沉淀，重复洗涤三次，将产物冷冻干燥 24h，得到胺基羟丙基瓜尔胶；

（3）制备两性羟丙基瓜尔胶：将制得的质量份为2份的胺基羟丙基瓜尔胶溶于体积份为50份的20%的氢氧化钠溶液中，30℃搅拌反应30分钟；然后在半小时内滴加质量份为6份的酸化溶液；之后将反应温度逐渐升至60℃并反应2.5h；反应结束，将反应液冷至室温，使用酸性中和剂将反应液调至中性，将丙酮滴入反应液直到有沉淀从溶液中析出；得到的粗产物再次用水溶解，然后用丙酮进行反沉淀，反复洗涤三次，冷冻干燥。

进一步的，所述羟丙基瓜尔胶摩尔取代度为0.8-2.5。

进一步的，所述羟丙基瓜尔胶摩尔取代度为1.5-2.5。

进一步的，所述胺基化试剂为乙醇胺，乙二胺，β-氨基异丙醇或氨基葡萄糖中的任一种。

进一步的，所述酸化溶液为氯乙酸、氯丙酸、氯丁酸中的任一种。

进一步的，所述步骤（1）中的反应介质为吡啶或二氯甲烷。

进一步的，所述步骤（2）中的有机溶剂为二甲亚砜，N,N-二甲基甲酰胺或乙醇胺中的任一种。

进一步的，所述步骤（3）中的酸性中和剂为盐酸、磷酸、硫酸或冰醋酸中的任一种。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1. 由于本发明是先通过羟丙基瓜尔胶与对甲苯磺酰氯反应，再用胺基化试剂对其亲核取代制得胺基瓜尔胶，然后再将制备的胺基瓜尔胶与酸化试剂在碱催化下反应得到两性瓜尔胶衍生物，因而不仅为本领域提供了一种制备两性瓜尔胶衍生物的新方法，而且方法简单易行，反应容易控制。

由于本发明提供的是以对甲苯磺酸酯活化羟基，然后进行亲核取代引入胺基，再酸化引入羧基，加之可以选用不同的胺基化试剂和酸化试剂参与反应，因而既可以获得高氮含量的不同结构的胺基瓜尔胶衍生物，又不会导致因带入其它基团产生的负面影响。