[发明专利]一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法

摘要

本发明涉及一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，属于高分子材料制备技术领域。通过点击化学反应制备壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物，将壳聚糖的2-NH2保护后，制得壳聚糖6-OH对甲苯磺酰化衍生物，利用对甲苯磺酰基基良好的离去性能，用-N3基取代后，与单炔基取代的环糊精反应后，再脱除壳聚糖2-NH2的保护，可制得壳聚糖6-OH定位固载环糊精衍生物。本发明制备的产物的环糊精固载率可达到210μmol·g-1以上，使其在生物传感器膜材料的构建等领域具有突出的独特优势，为其获得广泛的应用奠定了基础。

主权项

一种制备壳聚糖固载环糊精衍生物的方法，其特征在于具体步骤为：第一步：壳聚糖2‑NH2保护衍生物的制备1)称取1份壳聚糖溶于30～400份的质量浓度为0.1％～10％的醋酸的水溶液中；2)将1～10份醛类化合物A溶于30～400份有机化合物B中滴加到1)得到的反应体系中，在0～80℃下搅拌反应0.5～8小时；然后加入质量浓度为20％的碱类化合物C的水溶液调节其pH值，使产生的希夫碱沉淀析出，然后在0～80℃条件下继续搅拌反应0.5～8小时，过滤，用有机溶剂D洗涤2次以上以除去多余醛类化合物，然后50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖衍生物a；醛类化合物A为含碳1～10的烷基化醛类化合物或含有苯环的醛类化合物，有机化合物B为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc；碱类化合物C为NaOH、KOH或氨水；有机溶剂D为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc；第二步：壳聚糖2‑NH2保护，6‑OH对甲苯磺酰酯化衍生物的制备将1份的希夫碱化壳聚糖衍生物a浸泡在质量浓度为1％～20％的碱E的水溶液或碱E的醇F溶液中溶胀0.5～8小时，向其中加入10～100份的对甲苯磺酰氯的有机溶液G，1～60分钟滴完，然后在‑10～80℃下反应0.5～8小时，抽滤，得浅黄色固体，用有机溶剂H洗去未反应的对甲苯磺酰氯，在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖衍生物b；碱E为NaOH、KOH或氨水；醇F为乙醇、甲醇、丙醇、正丁醇或叔丁醇；有机溶液G中的溶剂为三氯甲烷、丙酮、N‑甲基吡咯烷酮或DMSO，有机溶液G中对甲苯磺酰氯的质量浓度为2％～40％；有机溶剂H为三氯甲烷、丙酮、N‑甲基吡咯烷酮或DMSO；第三步：壳聚糖2‑NH2保护，6‑OH叠氮化衍生物的制备称取1份壳聚糖衍生物b溶于10～60份的有机溶剂I中，0～80℃下搅拌使之溶解，加入1～10份的叠氮化钠，在20～100℃条件下搅拌反应1～8小时，反应结束后，使用大量有机溶剂J沉淀，用水洗涤析出物，最后依次用有机溶剂K和水洗涤2次以上，抽滤后50～100℃真空干燥得到壳聚糖的叠氮化衍生物c；有机溶剂I为DMF、DMSO或DMAc；有机溶剂J为DMF、DMSO或DMAc；有机溶剂K为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈或四氢呋喃；第四步：环糊精单对甲苯磺酰化衍生物的制备1)称取1份β‑环糊精，加入3～20份质量浓度为0.2％～5％的碱L的水溶液中，在‑10～50℃下搅拌使β‑环糊精完全溶解；2)将0.5～5份对甲苯磺酰氯溶解于1～10份的有机溶剂M中，用恒压滴液漏斗在5～30分钟内滴加到1)得到的反应体系中，继续搅拌反应0.5～6小时后，加入氯化铵调节溶液的pH值到7～9，有大量的白色物质析出；用去离子水和有机溶剂N分别清洗抽滤2次以上，然后将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的对甲苯磺酰化衍生物d；碱L为NaOH、KOH或氨水；有机溶剂M为三氯甲烷、丙酮、N‑甲基吡咯烷酮或DMSO；有机溶剂N为三氯甲烷、丙酮、N‑甲基吡咯烷酮或DMSO；第五步：环糊精单炔基化衍生物的制备将1份对甲苯磺酰化衍生物d和1～10份炔丙胺或炔丙醇分散在10～150份的水和有机溶剂O的混合物中，在20～80℃、N2保护下，搅拌反应12～48小时后，加入沉淀剂P，析出沉淀，过滤，用水、有机溶剂Q洗涤2次以上后，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到环糊精的单炔基化衍生物e；有机溶剂O为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；有机溶剂P为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；水和有机溶剂O的混合物中水与有机溶剂O的质量比为1∶9～9∶1；沉淀剂Q为乙腈、丙酮、四氢呋喃或N‑甲基吡咯烷酮；第六步：点击化学反应制备壳聚糖2‑NH2保护，6‑OH定位固载化环糊精衍生物1)称取1份壳聚糖的叠氮化衍生物c，分散溶胀于1～30份的有机溶剂R中；2)称取0.01～0.1份CuSO4·5H2O分散于1～10份有机溶剂S中，加入0.01～0.1份抗坏血酸钠及0.01～0.5份水增进溶解；3)将1)得到的溶液和2)得到的溶液进行混合；4)称取1～5份环糊精的单炔基化衍生物e加入3)得到的混合溶液中，在0～80℃下搅拌反应0.5～8小时，停止反应，加入沉淀剂T后，用有机溶剂U洗涤2次以上，将滤饼在50～80℃下真空干燥得到希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f；有机溶剂R为DMSO、DMF或DMAc；有机溶剂S为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；沉淀剂T为乙腈、丙酮、四氢呋喃或N‑甲基吡咯烷酮；有机溶剂U为乙醇、丙醇、DMF或DMSO；第七步：2‑NH2的脱保护反应及壳聚糖6‑OH固载环糊精衍生物的获得将得到的1份希夫碱化壳聚糖固载环糊精衍生物f浸泡在2～60份质量浓度为1％～10％的醋酸水溶液或盐酸水溶液中，搅拌，20～60℃下加热反应12～36小时，过滤后，用有机溶剂V洗涤两次后在50～80℃下真空干燥得到壳聚糖6‑OH固载环糊精衍生物g；有机溶剂V为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、DMSO、DMF或DMAc。