專利名稱：一種溶解甲殼素的溶劑及用其溶解甲殼素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溶解甲殼素的溶劑及其溶解甲殼素的方法，屬于天然高分子 領(lǐng)域。
技術(shù)背景甲殼素資源豐富，廣泛存在于節(jié)足動(dòng)物類的翅膀或外殼及真菌和藻類的細(xì)胞壁中，每年生物合成量約為ioo多億噸，是地球上僅次于纖維素的第二大可再生資源。甲殼素具有生物相容性、環(huán)境友好性、可生物降解性、止血活性、抗菌性 以及加速傷口愈合能力，可以作為螯合劑、水處理劑、藥物緩釋劑、生物可降解 壓力敏感性粘帶、傷口促愈劑等。甲殼素這一具有獨(dú)特性能的生物材料越來(lái)越引 起人們的重視。但是由于甲殼素分子內(nèi)、分子間存在強(qiáng)烈的氫鍵作用，使其溶解 性受到很大的影響，所以甲殼素不溶于水、 一般有機(jī)溶劑和低濃度的酸堿。甲殼 素溶解性能的局限性在很大程度上限制了它的進(jìn)一步研究與應(yīng)用，特別是限制了 其在生物醫(yī)藥方面的研究與應(yīng)用。為了研究甲殼素的溶解性，研究者們對(duì)甲殼素進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，其溶劑主要有氯乙醇/無(wú)機(jī)酸體系；LiCl/DMF; LiCl/DMAc; LiCl/NMP;濃的強(qiáng)酸；40%NaOH。然而這些溶劑存在毒性大、污染重、成本高、 降解強(qiáng)的不足。因此甲殼素新溶劑的開發(fā)是其進(jìn)一步研究與應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵， 有利于甲殼素溶劑法紡絲的研究，有利于甲殼素改性及作為功能材料的丌發(fā)與利 用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有甲殼素溶劑毒性大、污染重、成本高、降解強(qiáng)的不 足，提供一種環(huán)境友好性的溶解甲殼素的溶劑及用其溶解甲殼素的方法，用該溶 劑在水相中溶解甲殼素，溶解效果好，且對(duì)甲殼素的結(jié)構(gòu)影響小，溶解的甲殼素 溶液穩(wěn)定性強(qiáng)。本發(fā)明提供溶解甲殼素的溶劑，由NaOH和CO(NH2)2的水溶液組成，該溶劑 中NaOH的質(zhì)量百分比濃度為6 12 wty。，C0(NH2)2的質(zhì)量百分比濃度為2 8 wt%。 所用NaOH和C0(NH2)2均為分析純。使用上述溶劑溶解甲殼素的具體步驟為先將甲殼素粉碎過(guò)40 80目篩，分散于預(yù)冷至一1 5。C的含6 12 wt%NaOH和2 8 wt。/。C0(NH2)2的水溶液，浸潤(rùn) 直至甲殼素表面無(wú)氣泡產(chǎn)生。于-22 -16'C下冷凍直至甲殼素懸浮液凝固，在 0 1(TC下攪拌制得透明的甲殼素溶液。甲殼素來(lái)源于蝦殼或蟹殼，乙酰度大于 0.8，粘均分子量為0.3X106 1.9X106。制得的甲殼素溶液中甲殼素的含量為 0. 5 2 wt%; NaOH的含量為5 9 wt%; C0(NH》2的含量為1 6 wt%。本溶劑可用于工業(yè)上溶解甲殼素，制備各種適于用作醫(yī)用材料的甲殼素纖 維、膜、凝膠等材料；也可以用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行甲殼素分子參數(shù)測(cè)定、分子設(shè)計(jì)及 溶液性質(zhì)研究。與現(xiàn)有溶解甲殼素的技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出特點(diǎn)本發(fā)明的溶劑水相中溶解甲殼素，溶解性好，溶液穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)甲殼素的結(jié) 構(gòu)影響小。用本發(fā)明所述方法溶解含有甲殼素的蝦殼或蟹殼，適用于工業(yè)上生產(chǎn) 甲殼素纖維、膜、傷口敷料等，特別適用于甲殼素在醫(yī)用材料方面的應(yīng)用。本發(fā)明溶解的甲殼素來(lái)源于蝦殼或蟹殼，來(lái)源廣，成本低。且溶劑為NaOH、 CO(NH2)2和水，價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛。用本發(fā)明提供的溶劑溶解甲殼素操作簡(jiǎn)單、溶解環(huán)境友好，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
將NaOH和CO (NH2) 2溶于水制得NaOH的質(zhì)量百分比濃度為6 12 wt% ， CO (NH2) 2 的質(zhì)量百分比濃度為2 8 wty。水溶液，即為溶解甲殼素的溶劑。 實(shí)施例1以98克含6 wt%NaOH和8 wt%C0(NH2) 2的水溶液為溶劑，將來(lái)源于蟹殼的甲 殼素粉碎過(guò)80目篩，取2克甲殼素分散于預(yù)冷至2t:溶劑中，浸潤(rùn)10分鐘。于 -22。C下冷凍12小時(shí)，在5。C下攪拌制得透明的甲殼素溶液。所用的甲殼素的乙 酰度大于0.9，粘均分子量為1.0X106;所用NaOH和C0(NH》2均為分析純。制 得的甲殼素溶液中甲殼素的含量為2 wt %; NaOH的含量為5 wt%， C0(NH》2的含 量為6 wt%。 .實(shí)施例2以98克含10 wt%NaOH和2 wt。/。C0(NH2)a的水溶液為溶劑，將來(lái)源于蝦殼的 甲殼素粉碎過(guò)60目篩，取2克甲殼素分散于預(yù)冷至2t)的溶劑中，浸潤(rùn)5分鐘。 于-18'C下冷凍12小時(shí)，在5'C下攪拌制得透明的甲殼素溶液。所用的甲殼素的乙酰度大于0.9，粘均分子量為0.5X10、所用NaOH和C0(NH2)2均為分析純。 制得的甲殼素溶液中甲殼素的質(zhì)量百分比濃度為2 wt %; NaOH的質(zhì)量百分比濃 度為8wt呢，C0(NH2)2的質(zhì)量百分比濃度為1 wt%。 實(shí)施例3以98克含8 wt%NaOH和4 wt%C0(NH2)2的水溶液為溶劑，將來(lái)源于蟹殼的甲 殼素粉碎過(guò)40目篩，取2克甲殼素分散于預(yù)冷至2。C的溶劑中，浸潤(rùn)10分鐘。 于-2(TC下冷凍12小時(shí)，在5T:下攪拌制得透明的甲殼素溶液。所用的甲殼素的 乙酰度大于0.9，粘均分子量為1.5X106;所用NaOH和CO(NH2)2均為分析純。 制得的甲殼素溶液中甲殼素的質(zhì)量百分比濃度量為2wty。； NaOH的質(zhì)量百分比濃 度為6 wt%， C0(NH,2)2的質(zhì)量百分比濃度為3 wt%。實(shí)施例4以99克含8 w價(jià)aOH和4 wt%CO(NH2) 2的水溶液為溶劑,，將來(lái)源于蝦殼的 甲殼素粉碎過(guò)40目篩，取1克甲殼素分散于預(yù)冷至2'C的溶劑中，浸潤(rùn)10分鐘。 于-20。C下冷凍12小時(shí)，在5。C下攪拌制得透明的甲殼素溶液。所用甲殼素的乙 酰度大于0.9，粘均分子量為0.5X106;所用NaOH和C0(NH》2均為分析純。制 得的甲殼素溶液中甲殼素的質(zhì)量百分比濃度為lwt%; NaOH的質(zhì)量百分比濃度為 7 wt%, C0(NH2)2的質(zhì)量百分比濃度為3 wt%。
權(quán)利要求
1. 一種溶解甲殼素的溶劑，由NaOH和CO(NH2)2的水溶液組成，其特征在于該溶劑中NaOH的質(zhì)量百分比濃度為6～12wt％，CO(NH2)2的質(zhì)量百分比濃度為2～8wt％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述溶解甲殼素的溶劑，其特征在于所用NaOH和CO(NH2)2 均為分析純。
3. —種用權(quán)利要求1所述溶劑溶解甲殼素的方法，其特征在于先將甲殼素粉 碎過(guò)40 80目篩，然后分散于預(yù)冷至—1 5。C的含6 12 wt%NaOH禾卩2 8 wt。/。C0(NH2)2的水溶液中，浸潤(rùn)直至甲殼素表面無(wú)氣泡產(chǎn)生，然后于-22 -16。C 下冷凍直至甲殼素懸浮液凝固，最后在0 1(TC下攪拌制得透明的甲殼素溶 液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述溶解甲殼素的方法，其特征在于制得的甲殼素溶液中甲殼素的含量為0. 5 2 wt%， NaOH的含量為5 9 wt%， C0(NH》2的含量為1 6 wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述溶解甲殼素的方法，其特征在于所用甲殼素的乙酰度大于O. 8，粘均分子量為0. 3X106 L9X106。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述溶解甲殼素的方法，其特征在于所用NaOH和CO(NH2)2 均為分析純。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溶解甲殼素的溶劑及其用途，該溶劑由NaOH和CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>的水溶液組成，其中NaOH的質(zhì)量百分比濃度為6～12wt％，CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>的質(zhì)量百分比濃度為2～8wt％。用本溶劑溶解甲殼素，首先將甲殼素粉碎過(guò)40～80目篩，然后分散于預(yù)冷至-1～5℃的含6～12wt％NaOH和2～8wt％CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>的水溶液中，浸潤(rùn)直至甲殼素表面無(wú)氣泡產(chǎn)生，然后于-22～-16℃下冷凍直至甲殼素懸浮液凝固，最后在0～10℃下攪拌制得透明的甲殼素溶液。溶劑為NaOH、CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>和水，價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛。溶解甲殼素的操作簡(jiǎn)單、溶解環(huán)境友好，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08L5/08GK101270191SQ20081004767
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者杜予民, 群 王, 胡先文 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)