專利名稱：殼聚糖α-氨基烷基膦酸酯類衍生物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及海洋化工工程技術領域，具體的是一種殼聚糖oc -氨基烷基膦酸酯類衍生物及其制備方法。隨著生活水平的提高和無公害食品的發展，人們曰益重視畜禽產品、 水果、蔬菜中有害物質諸如抗生素、農藥等的殘留問題。鑒于上述情況，安全、高效、低毒、綠色產品已成為21世紀新獸藥、農藥等的研究與開發 趨勢。為滿足這一要求，開發研究具有抑菌活性的天然產物已經成為人們 研究的熱點。目前，有人使用純天然產物作為抑菌劑，但是效果不好。對 天然產物進行簡單修飾得到新型衍生物，并對其進行深入的生物活性研究， 對于發現具有開發前景的新物質作為先導化合物，從而進一步得到新型天 然生物抑菌劑有極大的機會。事實表明，開發研制的新型天然生物抑菌劑 與傳統抑菌劑相比不僅效果好，且毒副作用小、開發成本低。殼聚糖是自然界大量存在的一類天然生物多糖，本身可生物降解，具 有較好的生物相容性。因其分子結構中含有活潑的羥基(-0H)和氨基(-NH2), 通過各種化學改性和修飾可形成具有不同結構和功能的衍生物。目前，已 有報道將殼聚糖應用于獸藥、農藥中作為抑菌劑，但效果均不好。a-氨基烷基膦酸酯類化合物是一類具有廣泛生物活性的物質，研究發 現oc-氨基烷基膦酸酯類化合物具有抗植物病毒、抗腫瘤、除草、抗氧化、 防輻射、殺菌等多種重要的生物活性。因此，人們對該類化合物的生物活 性研究尤為活躍。合成具有多種結構的cc-氨基烷基膦酸酯類化合物，并進 一步研究其構效關系，對于新型抗菌劑的研制具有重要的理論意義和實際 應用價值。本發明的目的就是提供一種水溶性好、抑菌活性高的殼聚糖oc-氨基烷 基膦酸酯類衍生物及其制備方法。為實現上述目的，本發明所釆用的技術方案為 殼聚糖cx-氨基烷基膦酸酯類衍生物如式(1)所示背景技術
發明內容
式(1)其中n=49—3105; R為-(^3或-(^20{3; R,為-CH2CH3、 -CH2CH2CH3、 -CHCH3 、 或^ >。<formula>formula see original document page 4</formula>制備方法首先將殼聚糖希夫堿在苯溶劑中與亞磷酸酯在溫度為 80-10(TC下，反應5-7小時；待反應后將反應物濃縮，濃縮后冷卻至室溫, 其次將冷卻后的反應物釆用有機溶劑靜止沉淀8-12小時，沉淀物洗滌后用 蒸餾水將其溶解，最后將溶解后的反應物透析2-3天，濃縮、干燥即得殼聚 糖a-氨基垸基膦酸酯類衍生物；所述殼聚糖希夫堿與亞磷酸酯的摩爾比為 1: 10-1: 15。所述殼聚糖希夫堿可為殼聚糖丙醛希夫堿、殼聚糖丁醛希夫堿、殼聚 糖異丁醛希夫堿、殼聚糖苯甲醛希夫堿或殼聚糖水楊醛希夫堿，上述分子 量在0. 8-50萬。所述亞磷酸酯可為亞磷酸二甲酯或亞磷酸二乙酯。所述苯溶劑量為40-80ml;所述反應物濃縮后冷卻卻至室溫時將反應物 濃縮至30-40ml;所述透析后濃縮時將反應物濃縮至30-40ml;所述透析時 釆用截留分子量為3300-4000的透析袋.所述沉淀和洗滌時所釆用的有機溶劑為丙酮或無水乙醇，沉淀時所用 溶劑體積為300mL。本發明制備方法中所述原料殼聚糖希夫堿由已知方法制[Ant ifunga 1 properties of Schiff bases of chitosan, N—substituted chitosan and quaternized chitosan. Zhanyong Guo, Ronge Xing， Song Liu, Zhimei Zhong, Xia Ji, Lin Wang and Pengcheng Li. CarboAydraAesearcA, 2007 3": 1329-1332.]。原理不同種類醛與殼聚糖C2位的氨基(-NH2)反應生成殼聚糖希夫堿, 殼聚糖希夫堿結構中含有活潑的C=N,與亞磷酸酯反應可以在殼聚糖分子上 引入oc-氨基烷基膦酸酯基團，與殼聚糖分子產生協同作用，顯著增強其生 物活性。本發明所具有的優點1.本發明通過將殼聚糖分子與oc-氨基烷基膦酸酯基團有效結合在一 起，二者相互作用可以產生協同增效作用，增強各自特有的生物活性，具 有抗細菌、抗真菌、抗氧化、防輻射、抗腫瘤多種生物活性，如分子量為 0. 9萬殼聚糖cx-氨基異丁基膦酸二甲酯衍生物對于植物真菌棉花枯萎病的 抑菌率達71%,對于大腸桿菌的最小抑菌濃度為15. 62|ag/mL;另該衍生物 在濃度為1. llmg/mL時對于 OH自由基的清除率為85. 2%;其中真菌抑菌試驗方法參照 [Jasso de Rodr f guez, D. ; Hern d ndez-Castillo, D. ; Rodr i guez-Garc〖a， R. ; Angulo-S d nchez, /丄
industrial Crops a/〗d Products. 2005， 22, 87-93];細菌抑菌試驗參照 [Nester EW, Anderson DG, Roberts E， Pearshall NN， Nester MT. Microbiology: a human perspective. 14th ed. 2003. pp. 518—521]; 抗氧化試驗參照[Xing, R. ; Liu, S. ; Yu, H. ; Guo, Z. Y. ; Li， Z. and Li, P. C. Carbohydrate Polymers 2005; 61: 148—154.]
2. 本發明制備出的殼聚糖a -氨基烷基膦酸酯衍生物易被吸收，具有良 好的水溶性，可溶解于多種無機和有機溶劑中，克服了殼聚糖溶解性能差 的缺點，擴大了其應用領域，在農業、醫藥等領域有廣泛的應用價值，其 中，殼聚糖a-氨基垸基膦酸酯衍生物可以溶于pH為7.5的水中以及二甲 基亞砜等有機溶劑中。
3. 本發明殼聚糖a-氨基垸基膦酸酯衍生物為白色粉末。化合物用紅外 光譜作分析確證，殼聚糖分子與接入的基團有效結合形成殼聚糖a-氨基烷
基膦酸酯衍生物，其中反應的氨基基團占殼聚糖中氨基總量的 21. 03-58. 65%。
圖1為殼聚糖的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-": 3447.01, 2920.17, 2875. 94, 1600. 03， 1423. 38， 1321. 76, 1255. 19, 1154. 96, 1081, 84, 897. 85， 660. 40， 578. 52。
圖2為分子量為0.8萬的殼聚糖丙醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得殼 聚糖a-氨基垸基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cnf": 3251. 11, 2870. 19, 1634. 50, 1537. 09， 1380. 87， 1315. 33， 1160. 06, 1070. 54, 909. 05, 774, 89, 646. 51, 551. 96, 430. 81。
圖3為分子量為50萬的殼聚糖丙醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得殼 聚糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-'): 3455.73, 1638.76, 1535.10, 1385.64, 1156.80, 1066.87， 909.84， 644.48， 540.76。
圖4為分子量為2萬的殼聚糖丙醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所得殼聚 糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-3245.11, 2870. 19, 1635. 27, 1538. 50， 1381. 36, 1308. 99， 1155. 34， 1068. 69, 906. 94， 780. 03, 636. 23, 551. 56, 451. 36。
圖5為分子量為20萬的殼聚糖丙醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所得殼 聚糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1): 3368. 02， 2966. 66， 2421. 83, 1637. 28, 1537, 57, 1396. 29， 1156. 22， 1077. 89, 1008. 75， 934. 09, 749. 22, 682. 45, 535. 85。
圖6為分子量為5萬的殼聚糖丁醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得殼聚 糖oc-氨基垸基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-]): 3409.09, 2946. 21， 1633. 37， 1534. 95， 1386. 02, 1153. 47, 1084. 08， 1016. 83, 538. 68。
圖7為分子量為0. 9萬的殼聚糖丁醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得殼 聚糖a-氨基垸基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-] ): 3381. 70,
2875. 32, 1635. 54， 1537. 34, 1380. 63， 1314. 99, 1160. 06, 1074. 73, 907. 89, 769. 76, 646. 51, 551. 39, 451. 36。
圖8為分子量為15萬的殼聚糖丁醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所得殼 聚糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cnT": 3420. 35， 2416. 01, 1635. 12, 1532. 44, 1385. 43， 1156. 50， 1090. 23, 1018. 81, 933. 19, 644.86, 551.26。
圖9為分子量為0.8萬的殼聚糖丁醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所得殼 聚糖oc-氨基垸基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-'): 3427.49, 2885. 59, 1635. 11, 1537. 76, 1380. 95, 1316. 37, 1165. 19, 1069. 62, 903. 28， 641. 37, 550. 90, 450. 85。
圖10為分子量為10萬的殼聚糖異丁醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得 殼聚糖a-氨基垸基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1): 3436. 61, 2947. 22， 1631. 82， 1534. 95, 1386. 02,1165. 19, 1079. 85, 1005. 99, 913. 55, 646. 51, 548. 93。
圖ll為分子量為O. 9萬的殼聚糖異丁醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所 得殼聚糖oc-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1): 3436. 61， 2947. 22， 1631. 82， 1534. 95, 1386. 02, 1165. 19,1079. 85, 1005. 99， 913.55, 646.51, 548.93。
圖12為分子量為18萬的殼聚糖苯甲醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得 殼聚糖oc-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm1): 3412. 44， 2422. 45, 1633. 61,1532. 47, 1386. 02, 1154. 92,1086. 75, 1012. 82， 923. 82, 759. 49, 677. 32, 536. 82。
圖13為分子量為28萬的殼聚糖苯甲醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所得 殼聚糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm—1): 3449. 27, 2880. 46, 1637. 66,1540. 09, 1386. 02,1319. 26, 1159, 83,1073. 86， 908.42， 543,79。
圖14為分子量為8萬的殼聚糖水揚醛希夫堿與亞磷酸二甲酯反應所得 殼聚糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm-1): 3430. 21, 1639. 48, 1534. 81, 1385. 19， 1166. 70, 1070. 64， 933. 19， 761. 95, 658.74, 526.15。
圖15為分子量為38萬的殼聚糖水揚醛希夫堿與亞磷酸二乙酯反應所得 殼聚糖a-氨基烷基膦酸酯衍生物的紅外光譜圖；其特征紅外(cm—1): 3410. 11, 2937. 51, 2426. 57,1635. 56， 1529. 89, 1385. 66, 1157. 45， 1088. 61, 1016. 25, 925. 41, 649. 08， 528. 82。
具體實施例方式
下面結合說明書附圖對本發明實施例進 一 步說明，本發明的保護范圍 不僅局限于以下實施例中。
本發明制備方法中所述原料殼聚糖希夫堿由已知方法制備 of Schiff bases of chitosan, N-substituted chitosan and quaternized chitosan. Zhanyong Guo， Ronge Xing, Song Liu, Zhimei Zhong, Xia Ji， Lin Wang and Pengcheng Li. Carbohydrate Aesearci3， 2007, 3": 1329—1332.]實施例11. 35g分子量為0. 8萬的殼聚糖丙醛希夫堿溶于40mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二甲酯，8(TC反應6小時。減壓濃縮至30mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水 乙醇洗滌沉淀，加入lOOmL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析袋 中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至31nil±l ml，冷凍干燥后即得殼 聚糖a-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH3, Id為 —CH2CH3， n=49。紅外光譜分析表明，殼聚糖a -氨基丙基膦酸二甲酯衍生物(參見圖2 ) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm—2處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—]處的 -冊2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖2中在1634. 50cm-工和 1380. 87cm-'處出現C=N和C-N的特征吸收峰；位于1537. 07cm—處為N-H的 特征吸收峰；1160. 06cm—〗、909. 05cm—'和774. 89cm—1處為P=0、 P-O-C和P_C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例21. 51g分子量為50萬的殼聚糖丙醛希夫堿溶于60mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二甲酯，9(TC反應7小時。減壓濃縮至40mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水 乙醇洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3300的透析袋 中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至35ml ± lml,冷凍干燥后即得殼聚 糖oc-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1,其中R=_CH3, Id為 -CH線，n=3106。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物(參見圖3) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm—:處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—'處的 -冊2的特征吸收峰消失，說明-麗2已經發生反應；圖3中在1638. 76cm-〗和 1385. 64cm—處出現C-N和C-N的特征吸收峰；位于1535. 10cm—'處為N-H的 特征吸收峰；1156. 80cm一1、 1066. 87cm—1和909. 84cm-'處為P=0、 P-0-C和P-C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例31. 79g分子量為2萬的殼聚糖丙醛希夫堿溶于40mL苯,攪拌下加入10mL 亞磷酸二乙酯，90。C反應6小時。減壓濃縮至35mL后冷卻至室溫，將反應 混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水乙醇
洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3400的透析袋中， 蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至39ml士lml，冷凍干燥后即得殼聚糖a -氨基丙基膦酸二乙酯衍生物。結構式參見式l，其中R=-CH2CH3，R^-CH2CH3, n=124。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基丙基膦酸二乙酯衍生物(參見圖4) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm-'處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—'處的 -冊2的特征吸收峰消失，說明-朋2已經發生反應；圖4中在1635. 27cm—，和 1381. 36cnT'處出現C-N和C-N的特征吸收峰；位于1538. 50cm-]處為N-H的 特征吸收峰；1068.69cm—'、 906. 94cm_1和780. 03cm—1處為P=0、 P-0-C和P-C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例41.85g分子量為20萬的殼聚糖丙醛希夫堿溶于80mL苯，攪拌下加入 10mL亞磷酸二乙酯，10(TC反應6小時。減壓濃縮至32mL后冷卻至室溫， 將反應混合物傾入300mL丙酮中得到沉淀，放置8小時后過濾并用丙酮洗 滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3800的透析袋中，蒸 餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至32ml ± lml,冷凍干燥后即得殼聚糖a-氨基丙基膦酸二乙酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH2CH3， R,為-CH2CH3， n=1242。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物(參見圖5) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. Olcm—'處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cii^處的 -冊2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖5中在1637. 28cm—'和 1396. 29cm—'處出現C二N和C-N的特征吸收峰；位于1537. 57cm—，處為N-H的 特征吸收峰；1077. 89cm—1 、 1008. 75cnf'和749. 22cii^處為P=0、 P-O-C和P-C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例51. 35g分子量為5萬的殼聚糖丁醛希夫堿溶于40mL苯,攪拌下加入10mL 亞磷酸二甲酯，8(TC反應6小時。減壓濃縮至33mL后冷卻至室溫，將反應 混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水乙醇 洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為4000的透析袋中， 蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至33ml±l ml,冷凍干燥后即得殼聚糖 a-氨基丁基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH3, R,為 -CH2CH2CH3, n=310。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基丁基膦酸二甲酯衍生物(參見圖6) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. Olcm—'處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—'處的 -冊2的特征吸收峰消失，說明-麗2已經發生反應；圖6中在1633. 37cm—'和1386. Q2cm—'處出現C=N和C-N的特征吸收峰；位于1534. 95cirf'處為N-H的 特征吸收峰；1153. 47cnf'和1016. 83cm—1處為P=0和P-O-C的特征吸收峰； 由以上結果可以證明目標化合物的形成。 實施例61.55g分子量為G.9萬的殼聚糖丁醛希夫堿溶于50mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二甲酯，9(TC反應6小時。減壓濃縮至34mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水 乙醇洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3700的透析袋 中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至34ml±l ml,冷凍干燥后即得殼 聚糖a-氨基丁基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH3, R,為 -CH2CH2CH3， n=56。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物(參見圖7) 與殼聚糖(參見圖1 )相比圖1中位于3447. Olcm-'處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—J處的 -NH2的特征吸收峰消失,說明-,2已經發生反應；圖7中在1635. 54cm—]和 1380. 63cm-i處出現ON和C-N的特征吸收峰；位于1537. 34cm-1處為N-H的 特征吸收峰；1160. 06cm_1、 907. 89cnf'和769. 76cm—1處為P=0、 P-O-C和P-C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例71. 85g分子量為15萬的殼聚糖丁醛希夫堿溶于70mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二乙酯，8(TC反應6小時。減壓濃縮至35mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水 乙醇洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3900的透析袋 中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至35ml±l ml，冷凍干燥后即得殼 聚糖a-氨基丙基膦酸二乙酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH2CH3, R, 為—CH2CH2CH3, n=932。紅外光譜分析表明，殼聚糖oc-氨基丙基膦酸二乙酯衍生物(參見圖8) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm-'處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—'處的 -仰2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖8中在1635. 12cm—^口 1385. 43cm—:處出現C=N和C-N的特征吸收峰；位于1532. 44cm—'處為N-H的 特征吸收峰；1090. 23cm—\ 1018. 81cm—'和933. 19cm—1處為P=0、 P_0-C和P-C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例81. 35g分子量為0. 8萬的殼聚糖丙醛希夫堿溶于40mL苯，攪拌下加入 10mL亞磷酸二乙酯，8(TC反應7小時。減壓濃縮至36mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水 乙醇洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3500的透析袋
中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至36ml±l ml，冷凍干燥后即得殼 聚糖oc-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1，其中R=-CH2CH3, R
為-CH線，n=49。紅外光譜分析表明，殼聚糖cc-氨基丙基膦酸二甲酯衍生物(參見圖9) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm-'處的0-H和N-H的特 征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—'處的 -冊2的特征吸收峰消失，說明-朋2已經發生反應；圖9中在1635. 11cm-工和 1380. 95cm-'處出現C-N和C-N的特征吸收峰；位于1537. 76cm-'處為N-H的 特征吸收峰；1165. 19cm—'、 1069. 62cm—)和903, 28cm—'處為P=0、 P-O-C和P-C 的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例91. 35g分子量為10萬的殼聚糖異丁醛希夫堿溶于40mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二甲酯，9(TC反應7小時。減壓濃縮至37mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無水 乙醇洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析袋 中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至37ml±l ml,冷凍干燥后即得殼 聚糖a-氨基異丁基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH3, 為-CH(CH3)2， n=621。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基異丁基膦酸二甲酯衍生物(參見圖10) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm—工處的O-H和N-H 的特征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—1 處的-冊2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖10中在1631.82cnT' 和1386. 02cm-)處出現C-N和C_N的特征吸收峰；位于1534. 95cm—'處為N-H 的特征吸收峰；1165. 19cm—\ 1005. 99cn^和913. 55cm—1處為P=0、 P-O-C和 P-C的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例101. 87g分子量為0. 9萬的殼聚糖異丁醛希夫堿溶于50mL苯，攪拌下加 入lOmL亞磷酸二乙酯，9(TC反應6小時。減壓濃縮至38mL后冷卻至室溫， 將反應混合物傾入300mL無水乙醇中得到沉淀，放置8小時后過濾并用無 水乙醇洗滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析 袋中，蒸餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至38ml±l ml，冷凍干燥后即得 殼聚糖a-氨基異丁基膦酸二乙酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH2CH3, Id為-CH(CH3)2, n=56。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基異丁基膦酸二乙酯衍生物(參見圖11) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. OlcnT'處的0-H和N-H 的特征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm-1 處的-麗2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖11中在1631.82cm-1 和1386. 02cm-，處出現C=N和C-N的特征吸收峰；位于1534. 95cm—'處為N-H
的特征吸收峰；1165. 19cnT1、 1005. 99cm—'和913. 55cm—'處為P=0、 P-O-C和 P-C的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。 實施例111. 45g分子量為18萬的殼聚糖苯甲醛希夫堿溶于40mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二甲酯，9(TC反應7小時。減壓濃縮至30mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL丙酮中得到沉淀，放置8小時后過濾并用丙酮洗滌 沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析袋中，蒸餾 水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至33ml±lml,冷凍干燥后即得殼聚糖a-氨基苯甲基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式1，其中R=_CH3, 1^為^>, n=1118。紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基苯甲基膦酸二甲酯衍生物(參見圖12) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3"7. 01cm—'處的0-H和N-H 的特征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—1 處的-冊2的特征吸收峰消失，說明-麗2已經發生反應；圖12中在1633. 61ccf' 和1386. 02cm—'處出現C二N和C-N的特征吸收峰；位于1532. 47cnT處為N-H 和苯環重合的特征吸收峰；1154. 92cm—\ 1012. 82cm—'和923. 82cm—'處為P=0、 P-O-C和P-C的特征吸收峰；759. 49cm-'處為苯環的特征吸收峰；由以上結 果可以證明目標化合物的形成。實施例121. 90g分子量為28萬的殼聚糖苯甲醛希夫堿溶于40mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二乙酯，8(TC反應6小時。減壓濃縮至30mL后冷卻至室溫，將 反應混合物傾入300mL丙酮中得到沉淀，放置8小時后過濾并用丙酮洗滌 沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析袋中，蒸餾 水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至30mL，冷凍干燥后即得殼聚糖a-氨基苯甲基膦酸二乙酯衍生物。結構式參見式1,其中R=-CH2CH3, R,為^C), n=1739。 紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基苯甲基膦酸二乙酯衍生物(參見圖13) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm—i處的O-H和N-H 的特征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—1 處的-冊2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖13中在1637. 66cm—1 和1386. 02cm—'處出現C:N和C-N的特征吸收峰；位于1540. 09cn^處為N-H 和苯環重合的特征吸收峰；1159. 83cm-'、 1073. 86cm-'和908. 42cm-'處為P=0、 P-O-C和P-C的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。實施例131. 47g分子量為8萬的殼聚糖水揚醛希夫堿溶于70mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二甲酯，10(TC反應6小時。減壓濃縮至30mL后冷卻至室溫， 將反應混合物傾入300mL丙酮中得到沉淀，放置8小時后過濾并用丙酮洗 滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析袋中，蒸 餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至30mL,冷凍干燥后即得殼聚糖a-氨基水 揚基膦酸二甲酯衍生物。結構式參見式l,其中I^-CH3， Ri為、D, n=496。 紅外光譜分析表明，殼聚糖oc-氨基水揚基膦酸二甲酯衍生物(參見圖14) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cii^處的O-H和N-H 的特征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cnT1 處的-冊2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖14中在1639. 48cm—1 和1385. 19cm—1處出現C=N和C-N的特征吸收峰；位于1534. 81cm-〗處為N-H 和苯環重合的特征吸收峰；1166. 70cm—1、 1070. 64cn^和933. 19cm—'處為P=0、 P-O-C和P-C的特征吸收峰；761. 95cm-'處為苯環的特征吸收峰；由以上結 果可以證明目標化合物的形成。實施例141. 89g分子量為38萬的殼聚糖水揚醛希夫堿溶于70mL苯，攪拌下加入 lOmL亞磷酸二乙酯，10(TC反應6小時。減壓濃縮至30mL后冷卻至室溫， 將反應混合物傾入300mL丙酮中得到沉淀，放置8小時后過濾并用丙酮洗 滌沉淀，加入100mL蒸餾水溶解，裝入截留分子量為3600的透析袋中，蒸 餾水透析2-3天，旋轉蒸發濃縮至30mL，冷凍干燥后即得殼聚糖cx -氨基水揚基膦酸二乙酯衍生物。結構式參見式1,其中^-CH2CH為《D,n=2360。 紅外光譜分析表明，殼聚糖a-氨基水揚基膦酸二乙酯衍生物(參見圖15) 與殼聚糖(參見圖1)相比圖1中位于3447. 01cm—'處的O-H和N-H 的特征吸收峰發生明顯的位移，說明N-H可能發生反應；位于1600. 03cm—1 處的-冊2的特征吸收峰消失，說明-冊2已經發生反應；圖14中在1635. 56cm-1 和1385. 66cm—'處出現C-N和C-N的特征吸收峰；位于1529. 89cm-工處為N-H 和苯環重合的特征吸收峰；1157. 45cm—'、 1016. 25cm—和925. 41cm—'處為P=0、 P-0-C和P-C的特征吸收峰；由以上結果可以證明目標化合物的形成。
權利要求
1.一種殼聚糖α-氨基烷基膦酸酯類衍生物，其特征在于衍生物是式(1)化合物其中n＝49-3105；R為-CH3或-CH2CH3；R1為-CH2CH3、-CH2CH2CH3、
2. —種按照權利要求書l所述殼聚糖oc-氨基烷基膦酸酯類衍生物的制 備方法，其特征在于首先將殼聚糖希夫堿在苯溶劑中與亞磷酸酯在溫度 為80-10(TC下，反應5-7小時；待反應后將反應物濃縮，濃縮后冷卻至室 溫，其次將冷卻后的反應物釆用有機溶劑靜止沉淀8-12小時，沉淀物洗滌 后用蒸餾水將其溶解，最后將溶解后的反應物透析2-3天，濃縮、冷凍干燥 即得殼聚糖oc-氨基烷基膦酸酯類衍生物；所述殼聚糖希夫堿與亞磷酸酯的摩爾比為1: 10-1: 15。
3. 按照權利要求2所述殼聚糖oc-氨基烷基膦酸酯類衍生物制備方法， 其特征在于所述殼聚糖希夫堿可為殼聚糖丙醛希夫堿、殼聚糖丁醛希夫 堿、殼聚糖異丁醛希夫堿、殼聚糖苯甲醛希夫堿或殼聚糖水楊醛希夫堿， 上述分子量在0. 8-50萬。
4. 按照權利要求2所述殼聚糖a-氨基烷基膦酸酯類衍生物制備方法， 其特征在于所述亞磷酸酯可為亞磷酸二甲酯或亞磷酸二乙酯。
5. 按照權利要求2所述殼聚糖a -氨基烷基膦酸酯類衍生物制備方法， 其特征在于所述苯溶劑量為40-80ml;所述反應物濃縮后冷卻卻至室溫時 將反應物濃縮至30-40ml;所述透析后濃縮時將反應物濃縮至30-40ml;所 述透析時釆用截留分子量為3300-4000的透析袋。
6. 按照權利要求2所述殼聚糖a-氨基烷基膦酸酯類衍生物制備方法，淀時所用溶劑體積為300rnL。其中n=49—3105; R為—CH3或—CH2CH3; R!為
全文摘要
本發明涉及海洋化工工程技術領域，具體的是一種殼聚糖α-氨基烷基膦酸酯類衍生物及其制備方法。具體衍生物是式(1)化合物，其制備方法為首先用殼聚糖與醛反應制備得到殼聚糖的希夫堿；接下來用殼聚糖的希夫堿與亞磷酸酯反應得到殼聚糖α-氨基烷基膦酸酯類衍生物。采用本發明的制備方法合成的殼聚糖α-氨基烷基膦酸酯類衍生物其取代度達21.03-58.65％，有較好的水溶性，α-氨基烷基膦酸酯基團與殼聚糖分子有效結合起來，可產生協同增效作用，顯著增強殼聚糖自身特有的抑菌、抗病毒等生物活性，可應用于醫藥、農業等領域。
文檔編號C08B37/08GK101157734SQ20071011376
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月7日 優先權日2007年9月7日
發明者松 劉, 李鵬程, 琳 王, 蔡圣寶, 邢榮娥, 鐘志梅 申請人:中國科學院海洋研究所