CN105622778A - 一种水溶性壳聚糖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水溶性壳聚糖的制备方法，包括甲壳素的预处理、将处理过的甲壳素通过碱水溶液脱乙酰提取制备壳聚糖、再将产物通过提纯处理得到高质量的壳聚糖，最后将制备好的壳聚糖进行酯化,使其水溶性和降解性显著提高,为其加入经接枝淀粉填充过的聚乙烯中,研发壳聚糖与聚乙烯/淀粉降解塑料共混体系提供了可靠的参考依据。

Description

一种水溶性壳聚糖的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制备方法，特指一种水溶性壳聚糖的制备方法。

背景技术

壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。针对患者，壳聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究报告。同时，壳聚糖被作为增稠剂、被膜剂列入国家食品添加剂使用标准GB-2760。

用甲壳素制备壳聚糖的方法，目前主要有：(1)利用高浓度碱液和甲壳素在较低温下进行长时间的反应；该方法所需处理时间长、所得壳聚糖的脱乙酰度较低；(2)利用高浓度碱液和甲壳素在高温下进行短时间的反应；该方法能耗高、壳聚糖产品的粘度低；(3)近年来还有利用微波处理甲壳素和碱液的混合物制备壳聚糖的报道，该方法虽可以使得脱乙酰速率加快、缩短反应时间，但还属于间歇操作，不利于连续化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种水溶性壳聚糖的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下制备方法：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用20~80%(w/w)的NaOH水溶液于5~15℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/5-1/30，每次1~20h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于0.5~5%的乙酸水溶液中,配成0.5~5%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥。

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为4.0~6.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用。

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于30~90℃恒温搅拌0.5~10h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。

具体实施方式：

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用20%(w/w)的NaOH水溶液于15℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/5，每次20h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于0.5%的乙酸水溶液中,配成0.5%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥。

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为4.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用。

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于90℃恒温搅拌0.5h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。

实施例二：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用60%(w/w)的NaOH水溶液于5℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/20，每次1h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于5%的乙酸水溶液中,配成5%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥。

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为6.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用。

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于30℃恒温搅拌5h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。

实施例三：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用80%(w/w)的NaOH水溶液于10℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/30，每次10h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于3%的乙酸水溶液中,配成3%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥。

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为5.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用。

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于40℃恒温搅拌10h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。

实施例四：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用50%(w/w)的NaOH水溶液于10℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/10，每次4h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于2%的乙酸水溶液中,配成2%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥。

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为5.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用。

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于55℃恒温搅拌1.5h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。

Claims (2)

1.一种水溶性壳聚糖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用20~80%(w/w)的NaOH水溶液于5~15℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/5-1/30，每次1~20h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于0.5~5%的乙酸水溶液中,配成0.5~5%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥；

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为4.0~6.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用；

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于30~90℃恒温搅拌0.5~10h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。

2.根据权利要求1所述的一种水溶性壳聚糖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将粉碎的甲壳素在氮气保护下用50%(w/w)的NaOH水溶液于10℃处理3次,加入的甲壳素的量为NaOH溶液重量的1/10，每次4h,冷却、过滤,用80℃左右热水将产物洗至中性,在60℃下真空干燥；

（2）将样品溶于2%的乙酸水溶液中,配成2%的脱乙酰甲壳质溶液,滤去不溶杂质后,搅拌下缓慢倒入1moldm^-3NaOH溶液中,在偏碱性下放置几小时,过滤,得到的样品水洗至中性,再用异丙醇洗二到三次,在70℃下真空干燥；

（3）取壳聚糖样品1g加入0.1M醋酸90ml于三角瓶中,用磁力搅拌,直至全部溶液,调节PH为5.0,加入蒸馏水补足体积至100ml,则得浓度为10mg/ml的壳聚糖溶液,用时以PH＝5.0醋酸稀释至合适浓度待用；

（4）将一定量的壳聚糖和甲酸加入反应器,N₂保护下于55℃恒温搅拌1.5h,聚合物溶解,加入冰醋搅拌至均匀相,加入醋酸酐,搅拌至反应结束,所得的粘稠液体在甲醇中沉淀,沉淀粉碎后用甲醇、丙酮洗净,干燥得最终产物。