元素分析法同时测定羟丙基壳聚糖的取代度和水分

建立了利用CHN元素分析法同时测定羟丙基壳聚糖(HPCS)的取代度和水分含量的新方法。方法可作为羟丙基壳聚糖取代度的标准方法,特别适合于吸水性较强的干燥法难以奏效的羟丙基壳聚糖的水分测定。其计算方法也可用于其他壳聚糖衍生物的测定研究。     

氰乙基羟丙基壳聚糖的溶致和热致液晶性研究

从壳聚糖出发先羟丙基化再氰乙基化,合成了氰乙基羟丙基壳聚糖(羟丙基的摩尔取代度为3.2,氰乙基的取代度为1.0).氰乙基羟丙基壳聚糖(CNHPCS)和羟丙基壳聚糖(HPCS)两者都有胆甾型溶致液晶性,浓溶液呈现指纹状织构.在二氯乙酸中,前者的临界浓度(29%,质量分数,下同)高于后者(17%).这一结果可以用引入氰乙基增加了分子间作用力从而使得链刚性增加来解释.CNHPCS在熔点193℃和分解温度220℃之间很窄的温区内观察到有热致液晶胆甾相.CNHPCS固体膜的胆甾相螺距采用激光小角光散射法测定,结果与偏光显微镜测得的数值一致.     

微波法制备O-羟丙基-N-辛基壳聚糖及其性能表征

通过微波法,由壳聚糖与环氧丙烷反应制备O-羟丙基壳聚糖(HPCS),然后在相转移催化剂四丁基溴化铵作用下与溴化辛烷反应制备成O-羟丙基-N-辛基壳聚糖(C₈-HPCS)。 中间产物HPCS与目标产物C₈-HPCS的结构通过FTIR及¹H NMR等技术手段分析得到验证。 实验结果表明,当反应时间为50 min,温度为65 ℃,溴代辛烷用量8 mL,四丁基溴化铵用量0.07 g时,制备所得的C₈-HPCS具有较好的综合性能:起泡性为3.9 cm,稳泡性为88.9%,乳化性为78.1%。 C₈-HPCS的临界胶束浓度(CMC)为0.015 g/L,表面张力约为58.5 mN/m;亲水亲油平衡值(HLB)测定结果为13.44。 同步热分析表明C₈-HPCS在270 ℃之前均是稳定的;X射线衍射图谱表明改性后的C₈-HPCS为非晶体结构。     

HATU介导的苯硼酸快速接枝羟丙基壳聚糖反应

苯硼酸(PBA)在水溶液中可与顺-1,2-二醇或1,3-二醇形成可逆共价键,常在纳米/水凝胶中用作葡萄糖响应单元或动态交联基团.本文提供了一种快速合成苯硼酸接枝壳聚糖衍生物(CPBA-HPCS)的方法.以羟丙基壳聚糖(HPCS)为原料, 2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)为缩合剂,在二甲基亚砜(DMSO)中反应1 h即可得到在pH>8.5的水溶液中可溶的CPBA-HPCS.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(NMR)对该衍生物结构进行验证,并对反应动力学进行了研究,得到了一系列不同取代度的CPBAHPCS,其取代度最高可达0.78.这种新的壳聚糖衍生物在制备智能水凝胶和药物载体方面具有较好的应用前景.     

羟丙基壳聚糖的制备

用环氧丙烷改性壳聚糖得羟丙基壳聚糖 ,确定制备的最佳条件为 :壳聚糖 2 .5 g,环氧丙烷 3 0mL ,反应时间 4h,反应温度 60℃～ 70℃。所得羟丙基壳聚糖的特性粘度可低至 2 5mL·g-1,3 0℃溶解度为 7g·(H2 O1 0 0mL) -1。     

羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖制备的可控性研究

用壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵反应制备羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖,所得产物的结构受壳聚糖分子量和脱乙酰度、反应温度、反应时间、壳聚糖与缩水甘油三甲基氯化铵投料比的影响。实验结果表明：随着反应温度升高,羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的取代度增加,在70～80℃达最大;反应时间增加,取代度增加,产物分子量降低。缩水甘油三甲基氯化铵与壳聚糖比例达3：1前取代度随比例升高而增加。脱乙酰度和分子量越大的壳聚糖其季铵盐取代度越高。控制反应温度在30～90℃,反应时间3～10h,投抖比为1：1～4：1,可以得到取代度15％～909／6,分子量1万到100万的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。     

新型含胍基和季铵基团壳聚糖衍生物的合成

N,N-二甲基-1,3-丙二胺与单氰胺经亲核加成反应制得中间体N,N-二甲基-N′-胍基-1,3-丙二胺（2）; 以壳聚糖为起始原料,依次与氯乙酸、环氧氯丙烷经取代反应制得N-（1-羟基-3-氯丙基）-羧甲基壳聚糖（4）; 4与2经季铵化反应合成了一系列含有胍基和季胺基团的羧甲基壳聚糖衍生物（5）,其结构经¹H NMR, IR和元素分析表征。研究了反应配比［γ=m（2）∶m（4）］和反应时间对5取代度的影响,结果表明,当γ为3∶1,反应时间为10 h时,取代度最高(73%)。     

异相法制备磺酸基取代壳聚糖衍生物

用3-氯-2-羟基丙磺酸钠与壳聚糖在较低温度下进行非均相反应制备了一系列取代度,结构新颖的改性壳聚糖.实验表明化学改性能极大的提高壳聚糖在水溶液中的溶解性能.研究了不同的反应条件对壳聚糖取代度的影响并用核磁共振表征了它们的结构.反应可在中性、较为温和的条件下进行,通过改变反应时间和反应物比例能有效的控制改性壳聚糖的取代度.改性后的壳聚糖能溶解于中性的水溶液中,浊度实验表明产物具有明显的两性聚电解质特征,其等电点约在pH=5.7.该方法为制备化学改性壳聚糖的一种有效的方法.     

壳聚糖与聚乙二醇交联水凝胶研究

研究对壳聚糖(CS)进行化学修饰得到了不同丙烯酰基取代度(1.03%,3.55%和5.21%)的丙烯酰化羟丙基壳聚糖(AHCS);通过自由基引发反应,AHCS与聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)交联得到壳聚糖(CS)与聚乙二醇(PEG)为主体的交联水凝胶。通过SEM观察其为通透性良好的多孔性支架材料。水凝胶的溶胶含量和溶胀度随丙烯酰基取代度的增加而降低,水凝胶中壳聚糖的降解速率也随丙烯酰基取代度的升高而降低。对于同一取代度的交联水凝胶,其在酸性和碱性条件下的溶胀度大于中性环境。细胞试验表明,壳聚糖与聚乙二醇交联水凝胶具有良好的生物相容性。     

（2-羟基-3-丁氧基）丙基-羟丙基壳聚糖/聚乙二醇互穿网络凝胶的制备及其释药作用

将壳聚糖改性为（2-羟基-3-丁氧基）丙基 羟丙基壳聚糖（2-H-3-B-P-HPCS）,并以（2-羟基-3-丁氧基）丙基-羟丙基壳聚糖和聚乙二醇（PEG）为原料制备（2-羟基-3-丁氧基）丙基-羟丙基壳聚糖/聚乙二醇互穿网络凝胶,研究了（2-羟基-3-丁氧基）丙基-羟丙基壳聚糖浓度、聚乙二醇的用量、交联剂戊二醛用量、反应温度对该凝胶溶胀性能的影响。 通过红外光谱分析和扫描电子显微镜的方法比较了壳聚糖、（2-羟基-3-丁氧基）丙基-羟丙基壳聚糖和（2-羟基-3-丁氧基）丙基-羟丙基壳聚糖/聚乙二醇互穿网络凝胶结构和形态上的不同。 以阿昔洛韦为模型药物研究了其释药性能。 结果表明,该凝胶均具有良好的溶胀性、pH敏感性和药物缓释作用,有望用作新型的药物载体。     

Synthesis and characterization of a novel hydroxypropyl chitosan-graft-β-Cyclodextrin copolymer as potential drug carrier

Abstract

One of the most attractive fields in drug delivery is the design of nanoparticles that could be used to transport drugs into the target place at appropriate time. This paper describes the preparation of a novel hydroxypropyl chitosan-graft-β-cyclodextrin (HPCS-g-β-CD) copolymer using the 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) promoted condensation reaction. Structural characterization was finished with FTIR and ¹H NMR spectra, which confirmed the grafting of β-cyclodextrin (β-CD) onto hydroxypropyl chitosan (HPCS). The thermal properties were studied based on DSC and TGA analyses, which revealed the fact that grafting of β-CD onto HPCS resulted in obvious enhancement of the decomposition temperature of the copolymer. Aqueous solution of HPCS-g-β-CD copolymer was stable at pH 7-8 based on the Zeta potential test. The morphological characteristics were investigated by SEM, TEM and AFM analysis, and the results indicated that this copolymer had three-dimensional structure which was suitable for loading drugs.     

羟丙基醋酸纤维素的合成及其反渗透膜性能的研究

研究了羟丙基纤维素和羟丙基醋酸纤维素的合成反应规律。发现制备羟丙基纤维素的较佳反应条件为:反应温度40℃左右,反应时间2小时或稍长。羟丙基含量随环氧丙烷浓度的增加而直线上升;羟丙基醋酸纤维素的制备条件与醋酸纤维素相似,且随羟丙基含量的增加,所需醋化和水解的时间降低。考察了羟丙基醋酸纤维素反渗透膜的制备工艺,发现以甘油—正丙醇或磷酸为添加剂,蒸发时间30～60S较为合适。羟丙基醋酸纤维素反渗透膜性能与醋酸纤维素相当,但前者可用于较高的温度。     

Ionic conductivity and tensile properties of hydroxyethyl and hydroxypropyl chitosan membranes

Hydroxyethyl chitosan and hydroxypropyl chitosan were prepared through the reaction of alkali‐chitosan with 2‐chloroethanol and propylene epoxide, respectively. Fourier transform infrared and ¹³C NMR measurements were made to examine the substitution on the chitosan unit. According to a comparison of the peak areas between the modified chitosan and unmodified chitosan and the integration of peak areas of ¹H NMR spectra, for both modified chitosans, the maximum degree of substitution was less than 25%. The ionic conductivity and mechanical properties of modified chitosan membranes were investigated. In comparison with the unmodified chitosan membrane, hydrated hydroxyethyl and hydroxypropyl chitosan membranes with a higher degree of substitution showed an increase in ionic conductivity of about one order of magnitude; moreover, the crystallinity of hydroxyethyl and hydroxypropyl chitosan membranes was remarkably reduced, and their swelling indices increased significantly. However, these modified membranes did not exhibit significant changes in their tensile strength and breaking elongation. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys 42: 1379–1397, 2004     

羟丙基瓜尔胶在离子液体中的制备

本文以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)为反应介质,以氢氧化钠为催化剂合成了羟丙基瓜尔胶(HPG),并通过1H NMR确定了产品的摩尔取代度。探讨了水的用量、环氧丙烷的用量、反应温度和反应时间对摩尔取代度的影响。在水与瓜尔胶的质量比为1.7、氢氧化钠与瓜尔胶的质量比为5%、环氧丙烷与瓜尔胶的质量比为3.5、反应温度为60℃和反应时间为12h的条件下,摩尔取代度(MS)可以达到0.76。同时发现在不加催化剂NaOH的情况下,瓜尔胶在AmimCl中的羟丙基化反应同样可以发生,只是得到的HPG的MS相对较小。     

Binding cellulose and chitosan via click chemistry: Synthesis,characterization, and formation of some hollow tubes

A novel cellulose‐click‐chitosan polymer was prepared successfully in three steps: (1) propargyl cellulose with degrees of substitution (DS) from 0.25 to 1.24 was synthesized by etherification of bamboo Phyllostachys bambusoide cellulose with propargyl chloride in DMA/LiCl in the presence of NaH. The regioselectivity of propargylation on anhydrous glucose unit determined by GC‐MS was in the order of 2 >> 6 > 3; (2) the functional azide groups were introduced onto the chitosan chains by reacting chitosan with 4‐azidobenzoic acid in [Amim]Cl/DMF and the DS ranged from 0.02 to 0.46; (3) thus, the cellulose‐click‐chitosan polymer was obtained via click reaction, that is, the Cu(I)‐catalyzed Huisgen 1,3‐dipolar cycloaddition reaction, between the terminal alkyne groups of cellulose and the azide groups on the chitosan backbone at room temperature. The successful binding of cellulose and chitosan was confirmed and characterized by FTIR and CP/MAS ¹³C NMR spectroscopy. TGA analyses indicated that the cellulose‐click‐chitosan polymer had a higher thermal stability than that of cellulose and chitosan as well as cellulose–chitosan complex. More interestingly, some hollow tubes with near millimeter length were also observed by SEM. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem, 2012     

羟乙基壳聚糖的合成及其与聚乳酸的相容性

本文以异丙醇为溶剂,碱化壳聚糖与2-氯乙醇反应制备了羟乙基壳聚糖,对产物的结构与性能进行了分析表征;然后以二甲基亚砜为溶剂,采用溶液共混法制备了一系列不同组成的壳聚糖/聚乳酸和羟乙基壳聚糖/聚乳酸复合膜,对两组分间的相容性进行了研究。结果表明,羟乙基化反应在-OH和-NH2上均有发生,壳聚糖单元糖环上的羟乙基取代度为2.46;改性后,壳聚糖结晶性能和起始热分解温度下降,溶解性能得到改善。复合膜的电镜结果显示,在壳聚糖/聚乳酸复合膜中,相分离现象显著存在,壳聚糖在聚乳酸基体中的分散不均匀,有团聚现象,随着壳聚糖含量增加,两组分间的相分离程度增大,团聚现象更为严重,当壳聚糖含量达到50%时,已难以制备完整的复合膜;与之相反,羟乙基壳聚糖/聚乳酸复合膜中两种组分之间的相容性有所改善,相分离现象不明显,并且,当羟乙基壳聚糖含量从10%增加到50%,复合膜中两种组分之间的相容性变化不大。     

两亲性高分子量壳聚糖的合成与表征

以壳聚糖与环氧乙烷为原料制备亲水性0-羟乙基壳聚糖,进一步再与N-丁二酰羟亚胺基棕榈酸酯在避光下反应,获得了两亲性高分子量壳聚糖,并通过红外光谱、核磁共振氢谱确定了目标化合物的结构。探讨了两亲性壳聚糖亲油基的结构及其与亲水基比例对壳聚糖分子量及两亲性能的关系。     

壳聚糖-两性聚氨酯接枝共聚物的制备

利用壳聚糖大分子链上的－OH和－NH2基团与两性聚氨酯预聚体的端－NCO基团反应，把两性聚氨酯链接枝到壳聚糖分子链上，为聚电解质及纳米胶体粒子间的组装，复合性质的研究提供模型化合物，红外光谱，热分析方法初步研究表明，采用上述方法能够制备出APU－壳聚糖接枝共聚物，但产物是壳聚糖与接枝共聚物的混合物，研究发现，这种接枝共聚物在盐酸水溶液中呈胶束形态，而且具有独特的流变性。