[发明专利]一种含P改性壳聚糖溶致液晶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化学技术领域，特别涉及一种含P改性壳聚糖溶致液晶及其制备方法。

背景技术

随着科技水平的发展，材料科学以及生物学都得到了飞速的发展，特别是在医疗新材料方面。人们对医疗材料的生物相容性、安全性、便利性以及使用寿命等方面都有了新的要求。

壳聚糖是自然界中大量存在的一类天然生物多糖，本身可生物降解，具有较好的生物相容性。因其分子结构中含有活泼的羟基(-OH)和氨基(-NH₂)，通过各种化学改性和修饰可形成具有不同结构和功能的衍生物。

对壳聚糖进行化学修饰除了可以很好地改善壳聚糖的溶解性之外，还可以改善其其他方面的性能，从而扩大其应用领域。进行特定修饰后的壳聚糖可以不改变原有骨架结构，在保持原有的诸多性能的同时，还可能赋予其衍生物更多新的性能，使其成为应用更加广泛的生物功能材料。

在壳聚糖中引入磷，形成磷酸化的壳聚糖是其改性研究的方向之一。虽然目前与壳聚糖含磷衍生物有关的研究报道不多，但其潜在的应用领域涉及许多方面，如生物制药、药物载体、金属螯合、骨质修复、组织工程材料和生物燃料电池等。因此，壳聚糖含磷衍生物有着广阔的应用前景。

在之前的研究中，很多人研究的只是磷酸酯化壳聚糖，虽然也有人制备过含P的改性壳聚糖，但其对壳聚糖改性的单体只起到了破坏壳聚糖分子间氢键进而增加壳聚糖溶解性的作用，并没有考察其液晶及旋光等方面的性能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种含P改性壳聚糖溶致液晶及其制备方法。

本发明一种含P改性壳聚糖溶致液晶，其结构通式为：

其中，n=2,4,6,8,……；X为含有─COOH的任何手性单体。

本发明一种含P改性壳聚糖溶致液晶的制备方法，按照以下步骤进行：

（1）将壳聚糖加入吡啶中，壳聚糖的质量与吡啶的体积比g/ml为1：（12～30），搅拌溶胀1～3d，然后加入催化剂DCC和DMAP，其中壳聚糖、DCC和DMAP的质量比为1：(1-2)：(0.25-0.5)；搅拌2h，然后加入X单体，X的摩尔数和壳聚糖的质量比mol/g为(0.001～0.0015)：1；常温搅拌反应48-63h，用乙醇沉淀，乙醇的体积与壳聚糖的质量比ml/g为(20～25):1，并相同量的热乙醇过滤，除去DCU，滤饼干燥，得到CTS-X；

(2)在20℃下将CTS-X溶于甲烷磺酸溶液中，甲烷磺酸的体积和CTS-X的质量比ml/g为（10-15）：1，然后将该溶液放入冰水浴中，冷却至0-5℃，随后分两批加入P₂O₅，P₂O₅的加入量为壳聚糖质量的0.5~1倍，N₂的保护下机械搅拌反应2-5h；反应结束后，向体系中加入乙醚，乙醚的体积和CTS-X的质量比ml/g为（20~25）：1，使产物沉淀，然后分别用乙醚、丙酮、甲醇依次洗涤数次，直至洗液无颜色改变为止；最后用乙醚洗涤一次，真空20℃下干燥5-10h，获得纯化含P元素的改性壳聚糖溶致液晶P-CTS-X。

所述X为含有─COOH的任何手性单体。

所使用的壳聚糖的脱乙酰度>99.6%，结构单元式为：(C₆H₁₁NO₄)n。

本发明用含有手性基元的单体对壳聚糖进行了改性，改善了壳聚糖的溶解性，同时，由于具有手性，使得最终制备的产物也具有了旋光性，而许多抗癌药物都是手性药物，进而可知，本专利拓宽了该产物的应用领域。本发明制备的产物具有溶致液晶性，这在之前没有相类似的报道。

本发明所具有的优点：

1、本发明将生物膜中都含有的P元素接入到了具有生物相容性和生物降解的的壳聚糖中，使其在组成上更加接近生物膜；

2、将手性物质引入到了壳聚糖中，使得产物也具有了手性。这样为该产物在手性药物方面的应用提供了可能性；

3、经过测试，本发明中的产物有溶致液晶性，而基本上所有的正常的生物膜都具有液晶性，例如健康的细胞膜。而癌变的细胞的细胞膜则失去了液晶性。据此可知，本发明的产物在治疗癌变细胞方面也有很好的应用前景。

附图说明

图1为壳聚糖红外谱图；其特征峰(cm^-1)：2422，2923，2846，1160，1029。