[发明专利]一种壳聚糖双吡啶季铵盐及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及日化领域及医药行业，具体讲是一种壳聚糖双季铵盐衍生物的制备方法和应用。

背景技术

壳聚糖(Chitosan)是一种来源丰富，在自然界中仅次于纤维素产量的可再生、无毒副作用，生物相容性和降解性良好的天然氨基多糖，其自身及其衍生物具有许多独特的生理、药理功能性质，被广泛应用于医药、食品、农业、日化、环保等多种行业领域中。壳聚糖本身特殊的结构和性质，具有杀菌、抑菌活性，以及无毒、无污染的特性，可以作为修饰的对象以期开发出二次先导化合物。壳聚糖分子上的活泼基团有羟基和氨基，可以作为修饰时的作用基团。但是由于壳聚糖本身的水溶性较差，严重影响了壳聚糖的使用范围，通过对壳聚糖的化学修饰，可以得到水溶性较好的衍生物，扩大壳聚糖的使用范围。

吡啶及其衍生物是当今化工领域中医药、农药、表面活性剂、合成材料等领域不可或缺的重要原料和中间体，用途十分广泛。近十多年来，国内外对吡啶及其衍生物在农药和医药研究领域中的应用，特别是对氮杂环、含氟的化合物的开发研究给与了高度重视。

发明内容

本发明的目的是提供一种壳聚糖双季铵盐衍生物的制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种壳聚糖双吡啶季铵盐，壳聚糖双季铵盐衍生物为式(1)、(2)或(3)所示的qcts2Py、qcts3Py或qcts4Py；

其中n的平均取值范围是62-1242。

一种壳聚糖双吡啶季铵盐的制备方法，原料壳聚糖溶解于体积比为2％的醋酸溶液中，溶解后壳聚糖分别加入至无水乙醇的2-吡啶甲醛、3-吡啶甲醛或4-吡啶甲醛中，分别继续搅拌1-2h，搅匀后分别滴加10％硼氢化钠，而后再搅拌1-2h，搅拌均匀后分别倾入至过量的丙酮中，沉淀，抽滤，60℃烘干，研磨，分别得到N取代的壳聚糖衍生物的固体粉末；

取上述所得N取代的壳聚糖衍生物的固体粉末分别分散于N-甲基-2-吡咯烷酮中，室温搅拌8-12h，搅拌后分别再加入氢氧化钠、碘甲烷和碘化钠，加入后分别于25-60℃搅拌8-16h，反应完毕分别倾入至过量的丙酮中，沉淀、抽滤、丙酮洗涤、烘干，即得对应的式(1)、(2)或(3)所示的壳聚糖双季铵盐衍生物。

所述溶解后壳聚糖分别与2-吡啶甲醛、3-吡啶甲醛或4-吡啶甲醛在无水乙醇存在中搅拌反应1-2h，分别得到N取代的壳聚糖衍生物；其中2-吡啶甲醛、3-吡啶甲醛或4-吡啶甲醛的加入量是溶解后壳聚糖单体摩尔量的3倍。

所述N取代的吡啶壳聚糖分别分散于N-甲基-2-吡咯烷酮中，室温搅拌8-12h，搅拌后分别再以每分钟2mL速度滴加200mL的1mol/L氢氧化钠、碘甲烷和碘化钠；其中碘甲烷和碘化钠的加入量分别为原料壳聚糖单体摩尔数的1-2倍。

N取代的吡啶壳聚糖分别分散于N-甲基-2-吡咯烷酮中，室温搅拌8-12h，搅拌后分别再加入氢氧化钠、碘甲烷和碘化钠，而后在25-60℃下反应8-16h。

本发明所具有的优点：本发明通过活性叠加的原理，采用化学修饰的方法，设计合成路线，制备新型的壳聚糖衍生物，以期提高壳聚糖的生物活性，扩大使用范围。具体是通过有效的合成手段得到新型的壳聚糖双季铵盐衍生物，合成步骤简单，成本较低，在引入活性较强的吡啶季铵盐基团后，一方面削弱了壳聚糖的氢键作用，提高了其水溶性；另一方面，该吡啶季铵盐基团本身具有良好的抗氧化活性，可以进一步提高壳聚糖在农药，医药等方面的使用。

附图说明

图1为壳聚糖的红外光谱图。

图2为本发明实施例获得的壳聚糖2-吡啶双季铵盐衍生物的红外光谱图。

图3为本发明实施例获得的壳聚糖3-吡啶双季铵盐衍生物的红外光谱图。

图4为本发明实施例获得的壳聚糖4-吡啶双季铵盐衍生物的红外光谱图。

具体实施方式

实施例1

壳聚糖双季铵盐为式1、式2和式3所示的化合物。