羟乙基脱乙酰壳多糖的作用

背景及概述^[1]

壳聚糖是由天然存在于虾、蟹和昆虫等甲壳类生物体中的由乙酰氨基葡萄糖单元构成的高分子化合物甲壳素经强碱条件下脱乙酰或酶催化脱乙酰得到的高分子化合物，也是由大量氨基葡萄糖单元和少量乙酰氨基葡萄糖单元通过1，4-糖苷键构成的一种线性结构和唯一具有碱性特征的天然多糖类生物高分子化合物。与甲壳素相比，在壳聚糖分子结构中存在更多的能够质子化的极性氨基，因而它在保持甲壳素良好的生物降解性、生物相容性及环境友善性时，其在酸性介质中的溶解性也较甲壳素有非常明显的提高，应用性能也有明显改善。

但由于壳聚糖的分子量在数万甚至于数十万以上，并且其结构中存在的大量羟基和氨基使它的分子链间存在着比较强的氢键作用，这种氢键作用往往使它具有较好的结晶性，因而它在单纯的水中以及在碱性介质中的溶解性能仍然不是很好，从而影响和限制了它的进一步应用。考虑到壳聚糖在水溶性方面存在的不足，研究人员已经提出了通过接枝、催化水解和化学共聚等方法用对壳聚糖进行改性以提高其水溶性。

如通过向壳聚糖分子结构中引进可在水中离解的羧甲基得到羧甲基壳聚糖，引进能破坏其结晶性的极性羟乙基得到羟乙基壳聚糖（羟乙基脱乙酰壳聚糖），引进具有良好亲水性的2-羟基丙基三甲基氯化铵得到2-羟基丙基三甲基氯化铵壳聚糖，通过过氧化氢等对壳聚糖的氧化降解作用使之转化为分子量在数万以下且结晶性被破坏的壳低聚糖等。由于亲水性基团的引入及壳聚糖分子链间氢键结构的破坏或分子量的降低，这些壳聚糖衍生物往往可以表现出良好的水溶性。

制备^[1]

羟乙基壳聚糖（羟乙基脱乙酰壳聚糖）制备：按由氢氧化钠、氢氧化锂和/或氢氧化钾构成的混合碱与壳聚糖的质量比为2.0～10∶1.0向壳聚糖中加入质量百分浓度度为20～50％的碱水溶液，充分搅拌混合后再置于-20～50℃的环境中碱化10～48小时；按壳聚糖与异丙醇的质量比为1.0∶10～100将碱化后的壳聚糖分散于异丙醇中后，再在10～90℃下恒温搅拌5～150min；按溴乙醇、环氧乙烷和/或氯乙醇与壳聚糖氨基葡萄糖单元的物质的量的比为0.1～20向碱化壳聚糖-异丙醇体系中滴加溴乙醇、环氧乙烷和/或氯乙醇的异丙醇溶液，并在滴加完毕后于10～100℃的条件下反应2～48小时；对反应物料进行离心或过滤，并将得到的固体用水溶解或分散，得到含羟乙基壳聚糖（羟乙基脱乙酰壳聚糖）的水溶液或浆料。

在负压下使含羟乙基壳聚糖（羟乙基脱乙酰壳聚糖）的水溶液或浆料蒸发浓缩后，再将浓缩后的溶液转移至截留分子量为500～50000的透析袋中，并在蒸馏水或去离子水环境中透析12～72小时，以除去浓缩液中的无机盐及过量的碱；对透析后的浓缩液进行二次浓缩后，再在搅拌下按浓缩液与无水乙醇和/或丙酮的体积比为1.0∶1.0～50将浓缩液慢慢加入到无水乙醇和/或丙酮中，以使其中的羟乙基壳聚糖（羟乙基脱乙酰壳聚糖）以沉淀形式析出，最后对物料进行过滤并对得到的固体物料进行冷冻干燥，即得到氨基葡萄糖单元羟乙基平均接枝度达5～300％的羟乙基壳聚糖（羟乙基脱乙酰壳聚糖）。

主要参考资料

[1] CN201810268571.1羟乙基壳聚糖抗坏血酸盐及其制备方法