一种水溶性壳聚糖抗菌衍生物及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109485747A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201710817411.3(22)申请日2017.09.12(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100192北京市海淀区中关村东路29号1号楼303申请人中国科学院大学(72)发明人牛忠伟朱萌蒋士冬(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人赵晓丹(51)Int.Cl.C08B37/08(2006.01)A01N47/44(2006.01)A01P1/00(2006.01)A01P3/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种水溶性壳聚糖抗菌衍生物及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种水溶性壳聚糖抗菌衍生物及其制备方法，所述水溶性壳聚糖抗菌衍生物包括壳聚糖骨架和对壳聚糖骨架上的氨基进行改性的双功能基团，所述双功能基团为胍基和羰基聚乙二醇单甲醚。本发明在壳聚糖的侧链上同时修饰上胍基和短链聚乙二醇，赋予壳聚糖良好的抗菌性能和更高的生物安全性。本发明的制备方法，壳聚糖首先与羧基聚乙二醇单甲醚进行反应，充分改善了壳聚糖的水溶性，同时大大提高生物安全性；再与三氧化硫脲进行反应，有效避免了第一步若接枝胍基，其中的氨基参与后续反应，从而有效保留了胍基带有的丰富正电荷，保证了水溶性壳聚糖抗菌衍生物中的正电荷密度，使所得水溶性壳聚糖抗菌衍生物的抗菌效果更佳。CN109485747ACN109485747A权利要求书1/2页1.一种水溶性壳聚糖抗菌衍生物，包括壳聚糖骨架和对壳聚糖骨架上的氨基进行改性的双功能基团，其特征在于，所述双功能基团为胍基和羰基聚乙二醇单甲醚，具有以下结构式：其中，x、y、m、n均为自然数，6<m+n<6000，0.50<n/(m+n)<0.99，10<x<200；0.10<y/(m+n)<0.50。2.一种如权利要求1所述的水溶性壳聚糖抗菌衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、壳聚糖与羧基聚乙二醇单甲醚进行反应，得到聚乙二醇改性的壳聚糖；S2、聚乙二醇改性的壳聚糖与三氧化硫脲进行胍基改性反应，得到所述水溶性壳聚糖抗菌衍生物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S1中壳聚糖与羧基聚乙二醇单甲醚进行反应后，经过透析和真空冷冻干燥得到聚乙二醇改性的壳聚糖；S2中聚乙二醇改性的壳聚糖与三氧化硫脲进行胍基改性反应后，经过透析和真空冷冻干燥得到聚乙二醇改性的壳聚糖；优选地，所述透析使用截留分子量为8000-14000Da的透析袋，使用去离子水作为透析液。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S1中壳聚糖与羧基聚乙二醇单甲醚进行反应的具体过程为：首先将羧基聚乙二醇单甲醚、N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐加入到2-(N-吗啉代)乙烷磺酸缓冲液中进行羧基活化；随后，将羧基活化后的混合溶液加入壳聚糖的稀酸溶液中进行反应，反应温度控制在0-35℃，反应时间12-72小时；最后加入盐酸羟胺终止反应；优选地，N-羟基琥珀酰亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与羧基聚乙二醇单甲醚的物质的量之比为1:1:0.2-2；羧基聚乙二醇单甲醚与壳聚糖的物质的量之比为0.1-10:1；更优选地，盐酸羟胺与羧基聚乙二醇单甲醚的物质的量的比为1:1。2CN109485747A权利要求书2/2页5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，羧基活化的温度为0-35℃，活化时间为0.5-3小时。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用2-(N-吗啉代)乙烷磺酸缓冲液配制所述壳聚糖的稀酸溶液，其中稀酸为盐酸或醋酸，酸的浓度为0.1-0.5M，壳聚糖的质量百分比为0.1％-50％。7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，2-(N-吗啉代)乙烷磺酸缓冲液的浓度为10-100mM，pH为4.5-7.5。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，壳聚糖的数均分子量为103-106Da，脱乙酰度为50-99％；羧基聚乙二醇单甲醚的数均分子量为550-8000Da。9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S2中聚乙二醇改性的壳聚糖与三氧化硫脲进行反应的具体过程为：配制聚乙二醇改性的壳聚糖的水溶液，加热至20-80℃，在10-90分钟加入三氧化硫脲，继续反应10-60分钟。10.根据权利要求9所述的方法，聚乙二醇改性的壳聚糖的水溶液的质量百分比为0.1-50％；三氧化硫脲与聚乙二醇改性的壳聚糖的物质的量之比为0.1-10:1。3CN109485747A说明书1/7页一种水溶性壳聚糖抗菌衍生物及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及抗菌材料领域，具体涉及一种水溶性壳聚糖抗菌衍生物及其制备方法。背景