CN101003632A

CN101003632A - 制备壳聚糖－接枝－聚乳酸的方法

Info

Publication number: CN101003632A
Application number: CN 200610117057
Authority: CN
Inventors: 董常明; 冯昊
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2007-07-25

Abstract

一种制备壳聚糖－接枝－聚乳酸的方法，属于生物工程技术领域。本发明由二步反应构成：第一步，单羟基的聚乳酸加入试管中，然后加入4，4’－二异氰酸酯基二苯甲烷以及N，N－二甲基甲酰胺溶剂，氮气氛围下磁力搅拌反应，得到异氰酸酯基聚乳酸；第二步，壳聚糖加入试管中，然后加入N，N－二甲基甲酰胺，氮气氛围下将异氰酸酯基聚乳酸转移至试管；再把二月桂酸二丁基锡加入到试管中，氮气氛围下磁力搅拌反应，反应结束后，加入甲苯溶解后过滤，滤渣部分真空干燥得到壳聚糖－接枝－聚乳酸。本发明产物的接枝率可以方便地根据壳聚糖和聚乳酸的投料比来调节，且接枝率高达3360％；产物不含金属，无毒；原料来源方便。

Description

制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法

技术领域

本发明涉及一种生物工程技术领域的方法，具体是一种制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法。

背景技术

壳聚糖是由2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键连接的一种天然聚阳离子生物活性多糖，在体内可被降解为氨基葡萄糖，被人体吸收，具有优良的生物相容性和生物可降解性；并且具有促进细胞外基质再生、止血和伤口愈合、以及血管、皮肤、骨等器官的再生和修复等功能。但由于其较差的力学、成型加工性能，所以天然壳聚糖难于直接用作良好的药物载体和组织工程材料。聚乳酸具有良好的机械和成型加工性能、生物相容性以及生物可降解性，也已广泛应用于生物医学领域。然而，由于聚乳酸的高结晶性以及疏水性，其降解速率难于控制和调节，并难于用于蛋白类亲水性药物的载体材料。因此，把天然壳聚糖固有的生物活性和聚乳酸优异的力学、加工性能结合起来，制备壳聚糖-聚乳酸将是构筑新型药物控释载体和组织工程材料的一个重要途径。

经过现有技术的文献检索发现，Wu Yan等在《Carbohydrate Polymer》(碳水聚合物)杂志2005年第59期165-171页上发表“Synthesis andcharacterization of a novel amphiphilic chitosan-polylactide graftcopolymer”(一种新颖的两亲性共聚物壳聚糖-接枝-聚乳酸的合成以及表征)，该文中提出，通过溶液聚合的方法，以三乙胺为催化剂，催化丙交酯在壳聚糖上的接枝共聚反应。其不足在于：聚合反应为非均相条件下进行，聚合反应的接枝率小于400％。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法。使其采用大分子偶合反应，设计合理，操作方便，生产成本较低且适用于工业化制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的制备工艺条件。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明是由二步反应构成：

第一步，单羟基聚乳酸(PLLA)加入充分干燥过的试管中，然后加入4，4’-二异氰酸酯基二苯甲烷(MDI)以及N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂，氮气氛围下磁力搅拌反应，得到异氰酸酯基聚乳酸(NCO-PLLA)。

所述的磁力搅拌反应，时间为2小时。

第二步，壳聚糖加入充分干燥过的试管中，然后加入DMF，氮气氛围下将端基为异氰酸酯基聚乳酸转移至试管；再把催化剂二月桂酸二丁基锡(二月桂酸二丁基锡∶异氰酸酯基聚乳酸＝1∶500，mol∶mol)加入到试管中，氮气氛围下磁力搅拌反应。反应结束后，加入甲苯溶解后过滤，滤渣部分真空干燥得到壳聚糖-接枝-聚乳酸。

所述的磁力搅拌反应，时间为4小时。

所述的甲苯，其加入量为50ml。

所述的二月桂酸二丁基锡，其用量是异氰酸酯基聚乳酸的1/500。

所述的反应温度为80℃；反应的接枝率可以根据壳聚糖和聚乳酸的投料比(1/3.75-1/60，g/g)来调节。

本发明合成路线如下：

本发明具有如下优点：

1)产物的接枝率可以方便地根据壳聚糖和聚乳酸的投料比来调节，且接枝率(3360％)远高于文献数值(400％)；

2)制备的产物不含金属，无毒，有望在临床应用；

3)催化剂原料来源方便。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细说明：

实施例1：

壳聚糖-接枝-聚乳酸的制备

单羟基聚乳酸(20.9mg)加入充分干燥过的试管中，然后加入MDI(0.5mg，1.4equiv.)以及DMF(0.15ml)，氮气氛围下磁力搅拌反应2h，得到异氰酸酯基聚乳酸(NCO-PLLA)。

称取壳聚糖(5.6mg，0.03mmol GlcN units)加入充分干燥过的试管中，然后加入DMF(0.25ml)，氮气氛下将NCO-PLLA(20.9mg，3.75equiv.)转移至试管，再把二月桂酸二丁基锡(2.6μg)加入到试管中，氮气氛围下80℃磁力搅拌加热4h。反应结束后，滤去不溶物，滤液在石油谜中沉降后，沉降物用50ml甲苯溶解过滤4h，滤渣部分真空干燥得到壳聚糖-接枝-聚乳酸(12.7mg，产率35％，聚乳酸接枝度为260％)。

实施例2：

壳聚糖-接枝-聚乳酸的制备

单羟基聚乳酸(156.6mg)加入充分干燥过的试管中，然后加入MDI(5.8mg，1.4equiv.)以及DMF(1ml)，氮气氛围下磁力搅拌反应2h，得到NCO-PLLA。

称取壳聚糖(10mg，0.06mmol GlcN units)加入充分干燥过的试管中，然后加入DMF(0.5ml)，氮气氛下将NCO-PLLA(156.6mg，15equiv.)转移至试管，再把二月桂酸二丁基锡(19.8μg)加入到试管中，氮气氛围下80℃磁力搅拌加热4h。反应结束后，滤去不溶物，滤液在石油谜中沉降后，沉降物用50ml甲苯溶解过滤4h，滤渣部分真空干燥得到壳聚糖-接枝-聚乳酸(101.6mg，产率58％，聚乳酸接枝度为960％)。

实施例3：

壳聚糖-接枝-聚乳酸的制备

单羟基的聚乳酸(140.0mg)加入充分干燥过的试管中，然后加入MDI(5mg，1.4equiv.)以及DMF(1ml)，氮气氛围下磁力搅拌反应2h，得到NCO-PLLA。

称取壳聚糖(2.3mg，0.015mmol GlcN units)加入充分干燥过的试管中，然后加入DMF(0.1ml)，氮气氛下将NCO-PLLA(140.0mg，60equiv.)转移至试管，再把二月桂酸二丁基锡(17.7μg)加入到试管中，氮气氛围下80℃磁力搅拌加热4h。反应结束后，滤去不溶物，滤液在石油谜中沉降后，沉降物用50ml甲苯溶解过滤4h，滤渣部分真空干燥得到壳聚糖-接枝-聚乳酸(78.9mg，产率55％，聚乳酸接枝度为3360％)。

Claims

1.一种制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征在于，由二步反应构成：

第一步，单羟基的聚乳酸加入充分干燥过的试管中，然后加入4，4’-二异氰酸酯基二苯甲烷以及N，N-二甲基甲酰胺溶剂，氮气氛围下磁力搅拌反应，得到端基为异氰酸酯基的聚乳酸；

第二步，壳聚糖加入充分干燥过的试管中，然后加入N，N-二甲基甲酰胺，氮气氛围下将端基为异氰酸酯基的聚乳酸转移至试管；再把催化剂二月桂酸二丁基锡加入到试管中，氮气氛围下磁力搅拌反应，反应结束后，加入甲苯溶解后过滤，滤渣部分真空干燥得到壳聚糖-接枝-聚乳酸。

2.如权利要求1所述的制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征是，第一步中，所述的磁力搅拌反应，时间为2小时。

3.如权利要求1所述的制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征是，第二步中，所述的磁力搅拌反应，时间为4小时。

4.如权利要求1所述的制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征是，第二步中，所述的甲苯，其加入量为50ml。

5.如权利要求1所述的制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征是，第二步中，所述的二月桂酸二丁基锡，其用量是异氰酸酯基聚乳酸的1/500。

6.如权利要求1所述的制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征是，第二步中，所述的反应，其温度为80℃。

7.如权利要求1所述的制备壳聚糖-接枝-聚乳酸的方法，其特征是，第二步中，所述的反应中，其接枝率根据壳聚糖和聚乳酸的投料比来调节，壳聚糖和聚乳酸的投料质量比为1/3.75-1/60。