一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法

技术领域

本发明涉及壳聚糖技术领域，尤其涉及一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法。

背景技术

壳聚糖(chitosan)甲壳素N-脱乙酰基的产物，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在C2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在C2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖，壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有优异的生物学功能并能进行化学修饰反应，因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料，壳聚糖为天然多糖甲壳素脱除部分乙酰基的产物，具有生物降解性、生物相容性、无毒性、抑菌、抗癌、降脂、增强免疫等多种生理功能，广泛应用于食品添加剂、纺织、农业、环保、美容保健、化妆品、抗菌剂、医用纤维、医用敷料、人造组织材料、药物缓释材料、基因转导载体、生物医用领域、医用可吸收材料、组织工程载体材料、医疗以及药物开发等众多领域和其他日用化学工业。

选择性氧化又称部分氧化，是指烃类及其衍生物中的少量氢原子(或碳原子)与氧化剂发生作用，而其他的氢原子(或碳原子)不与氧化剂反应的过程。

在化学改性时反应究竞先在哪个官能团上发生，与反应溶剂、试剂的结构、催化剂、反应温度等因素有关，同时，选择性氧化不能造成壳聚糖的羟基和氨基化学改性，不能改变其基本骨架，但是，基于现有的技术手段，在对壳聚糖进行选择性氧化时，对壳聚糖的化学改性和改变基本的分子结构程度仍然较大。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法。

本发明提出的一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法，包括以下步骤：

S1:制备壳聚糖溶液，取100g的壳聚糖颗粒，加入到1000ml的2％乙酸溶液中，并充分搅拌，使得壳聚糖颗粒充分溶解于乙酸溶液中，得到混合溶液A；

S2:选择性氧化，向混合溶液中加入80g-100g的选择性氧化剂和20g-25g的活性剂，得到混合溶液B，将混合溶液B加热到30℃-40℃，并对混合溶液进行搅拌50min，使得混合溶液B中的壳聚糖与氧化剂充分反应，调节PH值至5.0，经过0.45μm滤膜过滤去除不溶性杂质，得到选择性氧化壳聚糖混合溶液；

S3：乳化反应，将800g的TPP放进2000mL的蒸馏水中，充分搅拌，使得TPP充分溶解于蒸馏水中，得到TPP溶液，向TPP溶液中加入选择性氧化壳聚糖混合溶液，并进行充分搅拌混合，得到乳状液；

S4：制备选择性氧化壳聚糖纳米粒子，在15℃的条件下，在离心机中对乳状液进行离心30min，经过筛网过滤并干燥后，得到颗粒较小的选择性氧化壳聚糖纳米粒子，将颗粒较大的壳聚糖纳米粒子经过球磨机粉碎。

优选地，所述S2中的选择性氧化剂为四醋酸铅，且活性剂为不饱和脂肪酸。

优选地，所述步骤S4中离心机转速优选为12000-15000r/m。

优选地，所述筛网为150-200目，且干燥条件为30℃，风速为0.3m/s-1m/s，通风时间为30min。

本发明的有益效果：

本发明通过四醋酸铅与壳聚糖分子结构中的C6位的羟基进行反应，且四醋酸铅不会和壳聚糖分子结构中的氨基进行反应，使得四醋酸铅和壳聚糖分子进行选择性氧化时，能够减小选择性氧化对壳聚糖分子基本结构的破坏，能够在较大程度上保持壳聚糖化学性质和基本分子结构，提高了选择性氧化纳米壳聚糖的成品率。

附图说明

图1为本发明提出的一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，参照图1，一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法，包括以下步骤：

S1:制备壳聚糖溶液，取100g的壳聚糖颗粒，加入到1000ml的2％乙酸溶液中，并充分搅拌，使得壳聚糖颗粒充分溶解于乙酸溶液中，得到混合溶液A；

S2:选择性氧化，向混合溶液中加入80g的选择性氧化剂和20g的活性剂，得到混合溶液B，将混合溶液B加热到30℃，并对混合溶液进行搅拌50min，使得混合溶液B中的壳聚糖与氧化剂充分反应，调节PH值至5.0，经过0.45μm滤膜过滤去除不溶性杂质，得到选择性氧化壳聚糖混合溶液，所述选择性氧化剂为四醋酸铅，且活性剂为不饱和脂肪酸；

S3：乳化反应，将800g的TPP放进2000mL的蒸馏水中，充分搅拌，使得TPP充分溶解于蒸馏水中，得到TPP溶液，向TPP溶液中加入选择性氧化壳聚糖混合溶液，并进行充分搅拌混合，得到乳状液；

S4：制备选择性氧化壳聚糖纳米粒子，在15℃的条件下，在离心机中对乳状液进行离心30min，经过筛网过滤并干燥后，得到颗粒较小的选择性氧化壳聚糖纳米粒子，将颗粒较大的壳聚糖纳米粒子经过球磨机粉碎，所述离心机转速优选为12000-15000r/m，所述筛网为150-200目，且干燥条件为30℃，风速为0.3m/s-1m/s，通风时间为30min。

经检测，得出氧化得率为75％，相对分子质量下降到6100。

实施例2，参照图1，一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法，包括以下步骤：

S1：制备壳聚糖溶液，取100g的壳聚糖颗粒，加入到1000ml的2％乙酸溶液中，并充分搅拌，使得壳聚糖颗粒充分溶解于乙酸溶液中，得到混合溶液A；

S2：选择性氧化，向混合溶液中加入90g的选择性氧化剂和25g的活性剂，得到混合溶液B，将混合溶液B加热到30℃，并对混合溶液进行搅拌50min，使得混合溶液B中的壳聚糖与氧化剂充分反应，调节PH值至5.0，经过0.45μm滤膜过滤去除不溶性杂质，得到选择性氧化壳聚糖混合溶液，所述选择性氧化剂为四醋酸铅，且活性剂为不饱和脂肪酸；

S3：乳化反应，将800g的TPP放进2000mL的蒸馏水中，充分搅拌，使得TPP充分溶解于蒸馏水中，得到TPP溶液，向TPP溶液中加入选择性氧化壳聚糖混合溶液，并进行充分搅拌混合，得到乳状液；

S4：制备选择性氧化壳聚糖纳米粒子，在15℃的条件下，在离心机中对乳状液进行离心30min，经过筛网过滤并干燥后，得到颗粒较小的选择性氧化壳聚糖纳米粒子，将颗粒较大的壳聚糖纳米粒子经过球磨机粉碎，所述离心机转速优选为12000-15000r/m，所述筛网为150-200目，且干燥条件为30℃，风速为0.3m/s-1m/s，通风时间为30min。

经检测，得出氧化得率为78％，相对分子质量下降到6500。

实施例3，参照图1，一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法，包括以下步骤：

S1：制备壳聚糖溶液，取100g的壳聚糖颗粒，加入到1000ml的2％乙酸溶液中，并充分搅拌，使得壳聚糖颗粒充分溶解于乙酸溶液中，得到混合溶液A；

S2：选择性氧化，向混合溶液中加入80g的选择性氧化剂和20g的活性剂，得到混合溶液B，将混合溶液B加热到40℃，并对混合溶液进行搅拌50min，使得混合溶液B中的壳聚糖与氧化剂充分反应，调节PH值至5.0，经过0.45μm滤膜过滤去除不溶性杂质，得到选择性氧化壳聚糖混合溶液，所述选择性氧化剂为四醋酸铅，且活性剂为不饱和脂肪酸；

S3：乳化反应，将800g的TPP放进2000mL的蒸馏水中，充分搅拌，使得TPP充分溶解于蒸馏水中，得到TPP溶液，向TPP溶液中加入选择性氧化壳聚糖混合溶液，并进行充分搅拌混合，得到乳状液；

S4：制备选择性氧化壳聚糖纳米粒子，在15℃的条件下，在离心机中对乳状液进行离心30min，经过筛网过滤并干燥后，得到颗粒较小的选择性氧化壳聚糖纳米粒子，将颗粒较大的壳聚糖纳米粒子经过球磨机粉碎，所述离心机转速优选为12000-15000r/m，所述筛网为150-200目，且干燥条件为30℃，风速为0.3m/s-1m/s，通风时间为30min。

经检测，得出氧化得率为80％，相对分子质量下降到6800。

实施例4，参照图1，一种选择性氧化纳米壳聚糖制备工艺方法，包括以下步骤：

S1：制备壳聚糖溶液，取100g的壳聚糖颗粒，加入到1000ml的2％乙酸溶液中，并充分搅拌，使得壳聚糖颗粒充分溶解于乙酸溶液中，得到混合溶液A；

S2：选择性氧化，向混合溶液中加入100g的选择性氧化剂和25g的活性剂，得到混合溶液B，将混合溶液B加热到40℃，并对混合溶液进行搅拌50min，使得混合溶液B中的壳聚糖与氧化剂充分反应，调节PH值至5.0，经过0.45μm滤膜过滤去除不溶性杂质，得到选择性氧化壳聚糖混合溶液，所述选择性氧化剂为四醋酸铅，且活性剂为不饱和脂肪酸；

S3：乳化反应，将800g的TPP放进2000mL的蒸馏水中，充分搅拌，使得TPP充分溶解于蒸馏水中，得到TPP溶液，向TPP溶液中加入选择性氧化壳聚糖混合溶液，并进行充分搅拌混合，得到乳状液；

S4：制备选择性氧化壳聚糖纳米粒子，在15℃的条件下，在离心机中对乳状液进行离心30min，经过筛网过滤并干燥后，得到颗粒较小的选择性氧化壳聚糖纳米粒子，将颗粒较大的壳聚糖纳米粒子经过球磨机粉碎，所述离心机转速优选为12000-15000r/m，所述筛网为150-200目，且干燥条件为30℃，风速为0.3m/s-1m/s，通风时间为30min。

经检测，得出氧化得率为94％，相对分子质量下降到7200。

表1

由上表可得出，本发明的最佳实施例为四醋酸铅100g，活性剂25g，反应温度在40℃为最佳实施例。

综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。