Способ получения карбоксиметилового эфира хитозана

(19) ( 1)4 С 08 В 37/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ 2эфира хитоэана (исключить стадии переосаждения, инклюдирования, блокирования аминогрупп и их деблокирования, сократить расход алкилирующего реагента, уксусной кислоты, едкого натра и др,), Хитозан обрабатывают монохлоруксусной кислотой в среде изопропанола при массовом соотношении хитоэан: монохлоруксусная кислота 1 изопропанол 1:(0,6-1,1) 1(6-12) в течение 0,5-1,0 ч при 21-35 С, затем в реакционную смесь вводят 30-453-ный водный раствор едкого натра при массовом соотношении монохлоруксусная кислота: едкий натр 1:(0,83-1,0) и обработку продолжают в течение 1,5- 2,0 ч при 70-80 С, С целью повышения растворимости целевого продукта введение монохлоруксусной кислоты может быть осуществлено в два приема; сначала 0,3-0,6 мас,ч. на 1 мас.ч, хитозана, затем перед добавлением едкого натра - остальную часть. 1 з.п. ф-лы, 2 табл, 9 авФ КАРБОКСИМЕТИЛОит ся к химииых полисахариению эфиров хиспользовано вмической отраобретение позсс попученияксиметилового Пример 1. К 1,0 мзана (влажность 10 Х)добавор 0,7 мас,ч, монохлоруклоты (МХУК) в 6,0 мас.ч.ла и смесь перемешивают впри 21 С. Затем в реакциодобавляют 2,4 мас.ч. 337. -натра и продолжают перемтечение 1,5 ч при 80 С. Ппродукт отфильтровывают,в 20 мл 0,1 Н раствора НСзуют для удаления непримесей, По окончани я к химии и полисахарид м получения ащих карбок и являющихся оримыми полигут быть испищевой и хиях.тся упрощение расхода растворимости диаликих ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР(71) Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯВОГО ЭФИРА ХИТОЗАНА(57) Изобретение отнои технологии производдов, конкретно к получтозана, и может бытьмедицине, пищевой и хилях промышленности, Иволяет упростить процводорастворимого карб Изобретение относит технологии производных в частности к способа эфиров хитозана, содерясильные и аминогруппыщелоче- и кислотораствамфолитами, которые мопользованы в медицине,мической промьппленностЦелью способа являение процесса, сокращереагентов и повьппениецелевого продукта,ас.ч. хито-вляют раст- ОЪсусной кисизопропанотечение 1 чиную средуного едкогоешивание во окончаниирастворяют1, и растворорганичеси диализа,Полученный карбоксиметиловый эфирхитозана (КМХ) в виде внутренней солианализируют на содержание ионногохлора и растворимость, Степень замещения (С.З) по.карбоксиметильнымгруппам рассчитиуГаютпо количествусвязываемого ими натрия в условиях об ратного кислотно-основного кондуктометрического титрования с учетом связанного хлористого водорода,П р и м е р 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1. Массовое соотношение хитозана, МХУК и изопропанола при активация 1,0;1,1:12,0, температура 23 С, продолжительность обработки 0,5 ч, Количество добавляемомо раствора ЯаОН при последующей обработке 2,3 мас,ч. Обработку продолжают в течение 2 ч при 75 С,П р и м е р 3. Массовое соотношение хитозана, МХУК и изопропанола,при активации 1,0:0,6:10,0, температура обработки 22 С, продолжительность 0,9 ч, Количество добавляемого30%-ного раствора ЯаОН при последующей обработке 1,8 мас,ч. Обработкупродолжают 1,5 ч при 70 С.30П р и м е р 4. Массовое соотношение хитоэана, МХУК и изопропанолапри активации 1,0;О,Зф 10,0, температура обработки 22 С, продолжительность0,9 ч, Количество добавляемой МХУКпря последующей обработке 0,3 мас.ч.,35ЗО -ный раствор ЯаОН добавляют в количестве 1,8 мас.ч. Продолжительностьобработки 1,5 ч, температура 70 С.П р и м е р 5. Процесс осуществляют аналогично примеру 4, но продолжительность 0,5 ч.П р и м е р б. Процесс осуществляют аналогично примеру 2, но введение МХУК проводят дробно, При активации массовое соотношение компонентов1,0:0,6:6,0, продолжительность 0,6 ч,Количество добавляемых при последующей обработке МХУК и.ЯаОН в виде457.-ного раствора 0,5 мас.ч. и3,2 мас.ч. соответственно, продолжительность обработки 2,0 ч.П р и м е р 7. Процесс осуществляют аналогично примеру 6, При активации массовое соотношение хитозана,МХУК и изопропанола 1,0:0,3:7,0, тем 55пература 35 С, продолжительность0,5 ч. При последующей обработке добавляют 0,7 мас,ч. МХУК и 2,7 мас.ч. 377-ного раствора едкого натра, Продолжительность 2,0 ч, температура 70 СП р и м е р 8. Процесс осуществляется аналогично примеру б. При активации массовое соотношение компонентов 1,0:О,З:6,0,температура 23 С, продолжительность 0,5 ч, При последующей обработке добавляют 0,7 мас,ч. МХУК и 2,7 мас.ч. 37%-ного раствора ЯаОН. Продолжительность 1,5 ч, температура 75 О С.П р и м е р 9. Процесс осуществляют аналогично примеру 8, но после активации, осуществляемой по примеру 8, добавляют 0,7 мас,ч, и 2,2 мас.ч. 457.-ного раствора ЯаОН, продолжительность обработки 2,0 ч.П р и м е р 10 (при запредельных значениях параметров), Процесс осуществляют аналогично примеру 6, Массовое соотношение компонентов при активации 1,0:О,Зф 6,0, температура 20 С, продолжительность обработки 0,3 ч, При последующей обработке добавляют 0,3 мас.ч. МХУК и 1,8 мас.ч. 30%-ного раствора ЯаОН, продолжительность об" работки 1,5 ч, температура 80 С.П р и м е р 11 (при запредельных значениях параметров). Процесс осуществляют аналогично примеру 1, Массовое соотношение хитозана, МХУК и изо-. пропанола при активации 1,0:1,2:12,0, температура 23 ОС, продолжительность обработки 0,5 ч, Количество добавляемого 267-ного раствора.ЯаОН при последующей обработке 4,2 мас.ч., продолжительность обработки пря 68 С 2,3 ч.П р и м е р 12 (при запредельных значениях, параметров). Процесс осуществляют аналогично примеру б. При активации соотношение компонентов 1,0:0,3:6,0, температура 10 С, продолжительность обработки 1,5 ч, При последующей обработке добавляют 0,3 мас,ч. МХУК, ЗОЕ-ный раствор едкого натра в количестве 1,8 мас,ч.П р и м е р 13 (при запредельных значениях параметров). Процесс осуществляют аналогично примеру 6. Массовое соотношение компонентов при активации 1,00,2:6,0, температура 35 С. Продолжительность обработки 0,5 ч, При последующей обработке добавляют 0,5 мас.ч, МХУК и 0,2 мас.ч, 257-ного раствора ЯаОН, продолжительность обработки 1,4 ч.67 6ния противоанионной или противокатионной водорастворимых форм продуктаего обрабатывают 100 мас.ч. 0,1 Нрастворов соляной кислоты или едкого натра соответственно,Характеристика продукта приведенав табл.1.1 П р и м е р 17 (по известному способу) . Осуществляется аналогично примеру 16, но вместо изопропанола используют смесь изопропанола и ксилола 1:1 (Ч 7) и На-соли монохлоруксусной кислоты 6,4 мас,ч.Изобретение позволяет упроститьпроцесс получения КМХ за счет исключения стадий переосаждения, блокирования аминогруппы и их деблокирования,а также сократить расход алкилирующего реагента с 3,2-6,4 до 1,1 мас.ч.хитозана и реагентов (уксусная кислота, едкий катр, вода, салициловыйальдвгид, спирт, изопропанол), используемых на исключенных стадиях,Изобретение позволяет повысить растворимость целевого продукта при ступенчатом введении монохлоруксуснойкислоты за счет повышения степени его П р и м е р 16 (по известному способу). Хитозан предварительно растворяют в 2 -ном растворе уксусной кис лоты, осаждают нейтрализацией раствора .едким натром, отмывают водой от солей и диспергируют в воде,замещения.В табл.2. приведены характеристикиполученных образцов и данные по ихсорбционной емкости.Формула изобретения 5 15200П р и м е р 14 с измененной последовательностью обработки алкилирующим реагентом и едким натром, длясравнения с примером 2). К 1,0 мас,ч,хитоэана добавляют 20 мас,ч. водного43%-ного раствора ИаОН и смесь перемешивают 0,5 ч при 23 С. По окончанииобработки хитозан отфильтровывают от 1избытка едкого натра, чтобы обеспечить 0массовое соотношение хитоэан: едкийнатр, равное 1;1. Затем к отжатомухитозану добавляют раствор 1,1 мас,ч.МХУК в 12 мас.ч, изопропанола и перемешивают в течение 2 ч при 75 С. Вы,деление продукта по примеруП р и м е р 15 (с измененной последовательностью обработки). Обработкухитозана проводят 20 мас.ч. 20 -ноговодного раствора ЮаОН в течение 1 ч 20опри 21 С. Отжимают хитозан до массового соотношения хитозан: едкий натр,1:0,6, К отхатому хитозану добавляют35 К 1 мас,ч, (в расчете на сухоевещество) хитозана добавляют0,65 мас,ч. салицилового альдегида и перемешивают при 23 С в течение 3 ч. По окончании осадок салицвлиден" хитоэана (САХ) отфильтровывают, про мывают на Фильтре водой (20,0 мас.ч.), спиртом (20,0 мас,ч,), ацетоном (20,0 мас.ч,) и иэопропанолом (20,0 мас.ч.). Затем САХ отжимают до 5-кратной брассы. 15К 1, мас,ч, ЮаОН в 30 мас,ч, изопропанола добавляют отжатый САХ.и перемешивают при 80 С в течение 0,6 ч, затем добавляют 3,2 мас,ч, На-соли монохлоруксусной кислоты и продолжа ют перемешивать при 80 С в течение 2 ч, По окончании реакции продукт отфильтровывают и очищают от щелочных примесей диализом раствора или промывкой до нейтральной реакции 55Для удаления салицилиденовой защиты полученный продукт растворяют в 40 мас,ч, 50 -ного раствора уксусной кислоты и альдегида. Для получе 1, Способ получения карбоксиметилового эфира хитозана путем его алкилирования в присутствии едкого натра в среде изопропанола, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью упрощения процесса и сокращения расхода реагентов, в качестве алкилирующего реагента используют монохлоруксусную кислоту, при этом сначала осуществляют обработку хитозана монохлоруксусной кислотой в среде изопропанола при массовом соотношении хитозан: монохлоруксусная кислота: изопропанол, равном 1:0,6-1,1:6-12, в течение 0,5-1,0 ч при 21-35 С, затем в реакционную смесь вводят 30-45-ный водный раствор едкого натра при массовом соотношении монохлоруксусная кислота;едкий натр, равном 1,0 ф 0,83-1,0 и обработку продолжают в течение 1,5-2,0 ч при 70-80 С.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью повышения растворимости целевого продукта,1520067 хитозана, затем перед добавлениемедкого натра добавляют остапьнуючасть монохлоруксусной кислоты.Таблица введение монохлоруксусной.кислотыосуществляют в два приема, сначалавводят 0,3-0,6 мас.ч. на 1 мас.ч. раст- воримасть Яа-формы КМХ Условия карбоксиметилироеанияПродол- Темпевитель- рату" ность, ра, С Вы ход,г 7 г Пример С.З. покарбоксиметнльУсловия активации хитоэана Массовое соотношение Массовое сосотнощение ТемпеПродолкитель"ность,хитозана ным группам ратура, С;МХУК :ЯаОН в воде 1:1,212,01:03:6,01:0,2:6,0Мерсериэация 432-ньирастворомЯаОН5 21 Мерсериэация4 ЭХ-ным раствором ЯаОН 6 Переосащдение хитоэанан защита аминогруппдеЯствием салициловогоальдегида 1;0,92 1:1,2:1,1 1:083 1:0 б:05 1:0,83 1:0,5:0,5 Х:МХУКЯаОНиэопропанол1;1,1:1,О".1 г,О 0,5 15 0,5 0,5 2,3 15 1,4 1,5 68 75 75 70 0,72 0,71 0,64 1,00 11 23 12 40 13 35 14 23 1;07:0,6:6,0Хитоэан:ЯаМХУК:ЯаОН::иэопропанол;кснлол1;3,2:1,1:30,0:0,00 1,0 70 0,80 Неполное 0,90 15 2,0 6,0 80 0,61 НеполноеТаблица 2 К Р хар, аминоС.З. покарбоксиметильным Емкостьпо НС 1,Г экв/моль Полимер-КМХ групп(1=0,05 М) группам Предла.гаемый 0,90+0,05 0,90+0,05 8,7+0,1 8,4+0,1 0,97 0,73 и Предлагае"мый с измененной последовательностью 1,0 Известный 1,0 8,6+0,1 8,4+0,1 0,90+0,05 0,90+0,05 Составитель А. ГамзазадеРедактор Н. Гунько Техред Л,Сердюкова Корректор С, Черниа пей Заказ б 720/27 Тираж 411 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-.35, Раушская набз д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 1 21 2 23 Э 22 4 22 5 22 6 23 7 35 8 23 9 23 О 20 1:0,7:6,0 1:1,1:2,О 1 О,Ь; 10,0 10,3:10,0 10,3 й 10,0 1:0,6:6,0 1:0,3:7,01:0,3:6,0 1:0,3:6,0 1:0,3:6,0 1,0 0,5 0,9 0,9 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5 0,3 1:0,86 1:0,91 1:083 1:0,85 1:085 1:0,9 1: 1,00 1:1,00 11,00 083 1:0,7:0,6 1: 1, 1;1,0 1:0 б 05 1:0605 1:0605 11,1;1,0 1: 1,О:1,0 1;1,О 1,0 1:1,0:1,0 1:О,б:0,5 1,5 2,0 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 1,5 2,0 1,5 80 75 70 70 70 75 70 75 75 80 097 1,20 0,73 0,93 0,91 1,70 0,75 0,85 0,97 0,85 100 1,15ОО100 1,00100 1,60100 1,60100 1,05100 1,15100 1,3000 1,ОНеполное 1,009090 1,00Неполное 0,9080 1,2500 0,80