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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510451271.3 (22)申请日 2015.07.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 105001425 A (43)申请公布日 2015.10.28 (73)专利权人 大连大学 地址 116622 辽宁省大连市开发区学府大 街10号 (72)发明人 詹世平刘楠陈淑花李鸣明 (74)专利代理机构 大连智慧专利事务所 21215 代理人 周志舰 (51)Int.Cl. C08G 81/00(2006.01) (56)对比文件 CN 103877584 。
2、A,2014.06.25, CN 102329422 A,2012.01.25, CN 101628947 A,2010.01.20, CN 101003632 A,2007.07.25, 审查员 王卓 (54)发明名称 一种基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于壳聚糖-聚乳酸接枝共 聚物的制备方法， 采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙 基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)及N-羟基琥珀酰亚 胺(NHS)缩合体系为偶联剂， 制备壳聚糖-聚乳酸 接枝共聚物。 本发明制备条件为常温常压， 制备 过程安全、 便捷， 有机溶剂残留少； 所制备的壳聚 糖-聚乳酸微粒粒径在41。
3、0微米， 表面形貌规 整， 具有良好的分散性和稳定性， 可作为靶向给 药的载体材料。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 105001425 B 2017.11.28 CN 105001425 B 1.一种基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法， 包括： S1.称取0.52.5g壳聚糖溶于体积浓度为12的乙酸水溶液中， 配置210mg/mL的 壳聚糖乙酸溶液； S2.称取0.10.5g分子量为1000040000的聚乳酸微粒溶于1020mL二氯甲烷溶剂 中， 将此溶液加入到4050mL、 4050mmol/L的2-(N-吗啉代)乙磺酸缓冲液中， 用乙酸调节 溶液至pH5， 再向溶液中加。
4、入质量比为13:1的偶联剂EDC/NHS， 冰浴下活化1.52h； S3.将配置好的壳聚糖乙酸溶液以0.53滴/秒的速度加到步骤S2所述的反应体系中， 室温下， 搅拌反应3660h； S4.反应结束后， 向反应溶液中加入甲醇/NaOH溶液至溶液pH达到810， 搅拌离心， 析 出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水依次洗涤沉淀物， 冷冻干燥制得产物。 2.根据权利要求1所述基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法， 其特征在于， 所述 步骤S1壳聚糖乙酸溶液浓度为2mg/mL。 3.根据权利要求1所述基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中聚乳酸分子量为10000。 4.根。
5、据权利要求1所述基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中偶联剂EDC/NHS质量比例为2:1。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105001425 B 2 一种基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种功能高分子材料的制备方法， 特别涉及一种基于壳聚糖-聚乳酸 接枝共聚物的制备方法， 所得到的共聚物微粒可应用于医药、 生物工程、 环境、 食品等领域。 背景技术 0002 壳聚糖是自然界中唯一的碱性多糖， 分子链上分布着许多游离氨基、 羟基和N-乙 酰氨基， 这些官能团使其可与多种物质发生化学反应， 因而， 壳聚糖及其衍生物具备许。
6、多独 特的理化性质和生物活性， 如生物可降解性、 抑菌性、 抗肿瘤活性、 黏膜黏附性、 保湿性等。 鉴于这些优良特性， 壳聚糖及其衍生物在生物医学方面广泛用于制作组织工程的支架、 创 伤修复的敷料、 药物缓释的载体以及参与基因治疗等。 0003 聚乳酸也是一种近年来广泛应用的生物可降解材料， 不仅具有优良的机械强度， 化学稳定性， 还具备良好的生物相容性、 可吸收性以及环境可降解性， 是一种很有前途的生 物医用材料和环保通用高分子材料， 已获得FDA批准可用于人体的生物高分子材料。 0004 壳聚糖和聚乳酸都是生物相容性好、 生物可降解性能优异的生物医用材料， 但是 二者有各自的局限性， 聚乳。
7、酸在体内降解的中间产物乳酸会在体内引发无菌性炎症， 壳聚 糖由于强大的氢键作用， 分子刚性非常强， 不易加工。 0005 为了改善聚乳酸和壳聚糖的性能， 通过接枝共聚的方法将聚乳酸接枝到壳聚糖分 子链上， 使两者在性能上的相互改进， 进而获得更优异的生物医学材料。 但传统制备方法引 入难以除去的有机溶剂和催化剂， 反应流程复杂， 接枝率低； 所得到的微球粒径难以控制， 且分散性差。 发明内容 0006 本发明以EDC/NHS缩合体系为偶联剂， 制备壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物， 此方法操 作安全、 便捷， 有机溶剂残留少， 且产物具有更好的分散性和稳定性。 0007 本发明解决了现有技术中壳聚糖-。
8、聚乳酸接枝共聚物的有机溶剂残留量多、 分散 性差、 接枝率低等问题， 提供了一种低成本、 安全、 便捷的制备壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物制 备技术。 0008 本发明提供了一种基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备方法， 具体技术方案如 下： 0009 S1.配置浓度为12(v/v)的乙酸水溶液； 称取0.52.5g壳聚糖溶于1(v/v) 的乙酸水溶液中， 配置210mg/mL的壳聚糖乙酸溶液； 0010 S2.称取0.10.5g分子量为1000040000的聚乳酸微粒溶于1020mL二氯甲烷 溶剂中， 将此溶液加入到4050mL、 4050mmol/L的2-(N-吗啉代)乙磺酸缓冲液中， 用乙酸 调。
9、节溶液至pH5， 再向溶液中加入质量比为13:1的EDC/NHS， 冰浴下活化1.52h； 0011 S3.将配置好的壳聚糖乙酸溶液以0.53滴/秒的速度加到步骤S2所述的反应体 系中， 室温下， 搅拌反应3660h； 说明书 1/5 页 3 CN 105001425 B 3 0012 S4.反应结束后， 向溶液加入甲醇/NaOH溶液至溶液pH达到810， 搅拌离心析出沉 淀， 用甲醇、 乙醇和水依次洗涤沉淀物， 冷冻干燥制得产物。 0013 优选方式下， 所述步骤S1中壳聚糖乙酸溶液浓度为2mg/mL。 0014 优选方式下， 所述步骤S2中聚乳酸分子量为10000。 0015 优选方式下，。
10、 所述步骤S2中偶联剂EDC/NHS质量比例为2:1。 0016 本发明与现有技术相比， 具有以下优点及突出性效果： (1)在共聚物微球制备过程 中使用EDC/NHS缩合体系为偶联剂， 克服了传统方法中引入难以除去的有机溶剂和催化剂， 反应流程简单易操作， 接枝率高； (2)所得到的接枝共聚物微粒在34 m且分散性较好， 可 以更好的与基体材料混合； (3)该制备方法工艺简单， 操作方便、 安全， 适用范围广。 附图说明 0017 图1为壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物反应原理图； 0018 图2为壳聚糖(CS)、 聚乳酸(PLLA)及壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-g-PLLA)的FT- IR谱图；。
11、 0019 图3为壳聚糖(CS)及壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-g-PLLA)的XRD谱图； 0020 图4为壳聚糖(CS)及壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-g-PLLA)的DSC谱图； 0021 图5为壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的表面形貌电镜图。 具体实施方式 0022 本发明利用EDC/NHS缩合体系制备了一种基于壳聚糖-聚乳酸的接枝共聚物， 其反 应原理如图1所示， 其具体工艺步骤如下： 0023 (1)壳聚糖乙酸溶液的配置 0024 配置浓度为1(v/v)的乙酸水溶液； 再称取适量壳聚糖于烧杯中， 加入一定比例 的乙酸溶液， 60加热搅拌， 待壳聚糖充分溶解后， 冷却， 加入一定量乙酸。
12、溶液定容， 配置成 浓度为210mg/mL的壳聚糖乙酸溶液； 0025 (2)活化聚乳酸 0026 将分子量为1000040000的聚乳酸(EDC)与二氯甲烷按固液比1g:100mL配置成溶 液； 配置50mmol/L的MES缓冲溶液， 将MES缓冲溶液按比例加入聚乳酸溶液中， 加入比例为1 3:1的EDC/NHS， 通氮气保护， 冰浴活化1.5h； 0027 (3)壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 0028 将配置好的壳聚糖乙酸溶液逐滴加入到上述反应体系中， 室温下搅拌反应48h， 反 应结束后， 将溶液倒入甲醇/NaOH溶液中， 搅拌离心析出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水依次洗涤沉 淀物， 冷冻。
13、干燥制得产物。 0029 下面通过几个具体实施例对本发明做进一步说明。 0030 实例1 0031 (1)壳聚糖乙酸溶液的配置 0032 先量取10mL冰乙酸定容1000mL， 配置浓度为1(v/v)的乙酸水溶液； 再称取0.5g 的壳聚糖于烧杯中， 加入100mL的乙酸溶液， 60加热搅拌， 待壳聚糖充分溶解后， 冷却， 定 容250mL， 配置成浓度为2mg/mL的壳聚糖乙酸溶液。 说明书 2/5 页 4 CN 105001425 B 4 0033 (2)活化聚乳酸 0034 称取0.2g分子量为10000的聚乳酸溶于装有20mL二氯甲烷的250mL三口烧瓶中； 称 取1.085g MES。
14、于烧杯中， 加入50mL蒸馏水搅拌溶解， 定容100mL， 配置成50mmol/L的MES缓冲 溶液， 取40mL缓冲溶液加入三口烧瓶中， 加入比例为2:1的EDC/NHS， 通氮气保护， 冰浴活化 1.5h。 0035 (3)壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 0036 将配置好的壳聚糖乙酸溶液逐滴加入到上述反应体系中， 室温下搅拌反应48h， 反 应结束后， 将溶液倒入大量的甲醇/NaOH溶液中， 搅拌离心析出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水分别 洗涤沉淀物， 冷冻干燥制得产物， 其接枝率为60.88。 0037 实例2 0038 (1)壳聚糖乙酸溶液的配置 0039 先量取10mL冰乙酸定容100。
15、0mL， 配置浓度为1(v/v)的乙酸水溶液； 再称取0.5g 的壳聚糖于烧杯中， 加入100mL的乙酸溶液， 60加热搅拌， 待壳聚糖充分溶解后， 冷却， 定 容250mL， 配置成浓度为2mg/mL的壳聚糖乙酸溶液。 0040 (2)活化聚乳酸 0041 称取0.2g分子量为20000的聚乳酸溶于装有20mL二氯甲烷的250mL三口烧瓶中； 称 取1.085gMES于烧杯中， 加入50mL蒸馏水搅拌溶解， 定容100mL， 配置成50mmol/L的MES缓冲 溶液， 取40mL缓冲溶液加入三口烧瓶中， 加入比例为1:1的EDC/NHS， 通氮气保护， 冰浴活化 1.5h。 0042 (3)。
16、壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 0043 将配置好的壳聚糖乙酸溶液逐滴加入到上述反应体系中， 室温下搅拌反应48h， 反 应结束后， 将溶液倒入大量的甲醇/NaOH溶液中， 搅拌离心析出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水分别 洗涤沉淀物， 冷冻干燥制得产物， 其接枝率为46.49。 0044 实例3 0045 (1)壳聚糖乙酸溶液的配置 0046 先量取10mL冰乙酸定容1000mL， 配置浓度为1(v/v)的乙酸水溶液； 再称取0.5g 的壳聚糖于烧杯中， 加入100mL的乙酸溶液， 60加热搅拌， 待壳聚糖充分溶解后， 冷却， 定 容250mL， 配置成浓度为2mg/mL的壳聚糖乙酸溶液。 004。
17、7 (2)活化聚乳酸 0048 称取0.2g分子量为40000的聚乳酸溶于装有20mL二氯甲烷的250mL三口烧瓶中； 称 取1.085gMES于烧杯中， 加入50mL蒸馏水搅拌溶解， 定容100mL， 配置成50mmol/L的MES缓冲 溶液， 取40mL缓冲溶液加入三口烧瓶中， 加入比例为3:1的EDC/NHS， 通氮气保护， 冰浴活化 1.5h。 0049 (3)壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 0050 将配置好的壳聚糖乙酸溶液逐滴加入到上述反应体系中， 室温下搅拌反应48h， 反 应结束后， 将溶液倒入大量的甲醇/NaOH溶液中， 搅拌离心析出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水分别 洗涤沉淀物。
18、， 冷冻干燥制得产物， 其接枝率为25.57。 0051 实例4 0052 (1)壳聚糖乙酸溶液的配置 说明书 3/5 页 5 CN 105001425 B 5 0053 先量取10mL冰乙酸定容1000mL， 配置浓度为1(v/v)的乙酸水溶液； 再称取0.5g 的壳聚糖于烧杯中， 加入100mL的乙酸溶液， 60加热搅拌， 待壳聚糖充分溶解后， 冷却， 定 容250mL， 配置成浓度为5mg/mL的壳聚糖乙酸溶液。 0054 (2)活化聚乳酸 0055 称取0.2g分子量为40000的聚乳酸溶于装有20mL二氯甲烷的250mL三口烧瓶中； 称 取1.085gMES于烧杯中， 加入50mL蒸。
19、馏水搅拌溶解， 定容100mL， 配置成50mmol/L的MES缓冲 溶液， 取40mL缓冲溶液加入三口烧瓶中， 加入比例为1:1的EDC/NHS， 通氮气保护， 冰浴活化 1.5h。 0056 (3)壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 0057 将配置好的壳聚糖乙酸溶液逐滴加入到上述反应体系中， 室温下搅拌反应48h， 反 应结束后， 将溶液倒入大量的甲醇/NaOH溶液中， 搅拌离心析出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水分别 洗涤沉淀物， 冷冻干燥制得产物， 其接枝率为21.86。 0058 实例5 0059 (1)壳聚糖乙酸溶液的配置： 0060 先量取10mL冰乙酸定容1000mL， 配置浓度为1(。
20、v/v)的乙酸溶液； 再称取2.5g的 壳聚糖于烧杯中， 加入100mL的乙酸溶液， 60加热搅拌， 待壳聚糖充分溶解后， 冷却， 定容 250mL， 配置成浓度为10mg/mL的壳聚糖乙酸溶液。 0061 (2)活化聚乳酸 0062 称取0.2g分子量为10000的聚乳酸溶于装有20mL二氯甲烷的250mL三口烧瓶中； 称 取1.085gMES于烧杯中， 加入50mL蒸馏水搅拌溶解， 定容100mL， 配置成50mmol/L的MES缓冲 溶液， 取40mL缓冲溶液加入三口烧瓶中， 加入比例为3:1的EDC/NHS， 通氮气保护， 冰浴活化 1.5h。 0063 (3)壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物。
21、的制备 0064 将配置好的壳聚糖乙酸溶液逐滴加入到上述反应体系中， 室温下搅拌反应48h， 反 应结束后， 将溶液倒入大量的甲醇/NaOH溶液中， 搅拌离心析出沉淀， 用甲醇、 乙醇和水分别 洗涤沉淀物， 冷冻干燥制得产物， 其接枝率为37.47。 0065 本发明利用EDC/NHS缩合体系来制备一种基于壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的制备 方法， 其反应原理如图1所示。 0066 图2对比了壳聚糖、 聚乳酸及壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的红外谱图， 其中， A为CS， B为PLLA； C为CS-g-PLLA。 由图中可以看出， 的红外光谱1650cm-1处存在酰胺 谱带(乙酰基的 CO伸缩振动吸收峰。
22、)和1550cm-1处存在酰胺谱带(N-H弯曲振动吸收峰)， 且在1750cm-1 处存在PLLA中羰基的伸缩振动峰， 在3460cm-1处存在CS中羧基的O-H的伸缩振动峰， 这些官 能特征吸收峰的存在证明了PLLA的羧基与壳聚糖的氨基成功的通过酰胺键共价连接到了 一起。 0067 经X-衍射(XRD)、 差示扫描量热仪(DSC)测试了壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的性能， 如图3和4所示， 结果显示： 经过接枝后的壳聚糖-聚乳酸共聚物降低了结晶性， 并提高了热 稳定性。 图5为接枝共聚物的扫描电镜形貌图， 由图可以看出， 共聚物微粒具有光滑的表面 和良好的球面形状， 可用于载药微粒的载体材料。 。
23、0068 表1为调节壳聚糖浓度、 聚乳酸分子量及EDC/NHS比例后， 产物接枝率的数据， 从表 说明书 4/5 页 6 CN 105001425 B 6 中可知， 当壳聚糖浓度为2mg/mL、 聚乳酸分子量为10000、 EDC/NHS比例为2:1时， 接枝率最 大， 可达到60.88。 0069 表1 0070 0071 以上所述， 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披露的技术范围内， 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。 说明书 5/5 页 7 CN 105001425 B 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 105001425 B 8 图3 图4 说明书附图 2/3 页 9 CN 105001425 B 9 图5 说明书附图 3/3 页 10 CN 105001425 B 10 。