Способ получения хитозана

Авторы патента:

C08B37/08 - хитин, хондроитинсульфат, гиалуроновая кислота; их производные

Владельцы патента RU 2539933:

Лябин Михаил Павлович (RU)
Семенов Павел Сергеевич (RU)
Новочадов Валерий Валерьевич (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к получению хитозана из хитина и может найти применение в медицине, химической, текстильной, бумажной и пищевой промышленности. Способ предусматривает предварительное измельчение хитина до размеров 1-2×2-3 мм. Далее проводят деацетилирование хитина в двугорлом реакторе в 40% растворе NaOH при соотношении к хитину (1-3):(20-60) при 100°C, давлении 300 мм рт.ст. в течение 1-2 ч. Причем двугорлый реактор снабжен обратным холодильником и подключен к вакуумному водоструйному насосу. Изобретение позволяет увеличить степень деацетилирования хитозана и сохранить природную структуру готового продукта. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области полимераналогичных превращений природных высокомолекулярных соединений, в частности к получению хитозана из хитина, и может найти применение в медицине, химической, текстильной, бумажной и пищевой промышленности.

Известен способ получения хитозана, по которому хитин кутикулярных оболочек насекомых измельчают до частиц 0,2-0,3 мм, обрабатывают 40%-ным раствором едкой щелочи при 100-110°C, жидкостном модуле 1:20, 3-3,5 часа, при одновременном воздействии ультразвуком с частотой 15-35 кГц (Патент №2067588, Россия, МКИ C08B 37/08. Приоритет от 17.09.1991 г.)

Основными недостатком этого способа является проведение процесса при повышенной температуре, использование дополнительного оборудования для получения ультразвука, повышенная длительность процесса.

Известен способ получения хитозана посредством добавление хитина в 50%-ный щелочной раствор, приготовленный путем растворения сухой щелочи в дистиллированной воде и охлажденный до комнатной температуры 18-22°C. Хитин вносят в данный раствор небольшими порциями в соотношении хитин : раствор щелочи 1:10-1:15 до образования однородной суспензии, последнюю выдерживают при комнатной температуре при периодическом перемешивании в течение 5-20 сут (Патент №2116733, Россия, МПК A23L 1/33. Приоритет от 07.10.1996).

Основными недостатками этого способа является использование щелочи высокой концентрации (50%), что приводит к значительному расходу щелочи и деструкции целевого продукта, увеличенному содержанию щелочи в сточных водах, повышенной длительности процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, по которому предусматривается измельчение хитина до частиц размером 0.05-0.2 мм, деацетилирование 50%-ным раствором гидроксида натрия в течение 30-40 минут при температуре 96-98°C, отделение целевого продукта от щелочного раствора фильтрацией, промывку его водой и сушку (Патент №2358553, Россия, МПК A23L /33. Приоритет от 22.08.2007).

Основными недостатками этого способа является использование щелочи высокой концентрации (50%), что приводит к значительному расходу щелочи и деструкции целевого продукта, высокой степени измельчения вещества, низкой степени деацетилирования.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка более технологического процесса получения хитозана из хитина, уменьшение степень измельчения исходного сырья, сохранение структуры готового продукта близкой к природной, увеличение степени деацетилирования (88-92%).

Техническим результатом является увеличение степени измельчения исходного сырья, сохранение природной структуры готового продукта, увеличение степени деацетилирования.

Поставленный технический результат достигается в результате проведения процесса деацетилирования предварительно измельченного до размеров 1-2×2-3 мм хитина в двугорлом реакторе, снабженном термометром, обратным холодильником и подключенном к вакуумному водоструйному насосу, в 40%-ном растворе NaOH при соотношении к хитину (1-3):(20-60) при 100°C, давлении 300 мм рт.ст. в течение 1-2 ч.

Сущность предлагаемого способа поясняется следующим примером.

Пример. В двугорлый реактор, снабженный термометром и подключенный к вакуумному водоструйному насосу, засыпают предварительно измельченный до размеров 1-2×2-3 мм хитин, после чего заливают 40%-ный раствор NaOH при соотношении к хитину 1:20. Процесс деацетилирования (Рис.1) проводят при 100°C в течение 1-2 ч.

Проведение процесса в условиях вакуума водоструйного насоса способствует значительному снижению концентрации кислорода в реакционной зоне, наличие которого, как известно, увеличивает степень деструкции хитина.

По истечении указанного времени готовый продукт многократно промывается дистиллированной водой на воронке Бюхнера до нейтрального значения pH с последующим отжимом.

Промытый и отфильтрованный хитозан представляет собой сильно гидратированный, набухший продукт с содержанием воды более 70%. Для предотвращения ороговения хитозан сушится в термошкафу при 35-40°C до воздушно-сухого состояния.

Степень деацетилирования, установленная потенциометрическим титрованием раствора в 0.1 н. соляной кислоте, составляет 93% (у прототипа 88-92%) (табл.2). Состав полученного хитозана из панциря определяли методом элементного анализа. В результате проведения анализа содержание азота составило 8,6%, водорода - 6,46%, углерода - 43,8%, кислорода - 40,9%.

Для оценки уровня качества полученного хитозана были использованы показатели, заложенные в технические условия на пищевой хитозан ТУ 9289-067-00472124-03 (см. табл.1).

Органолептические показатели:

Внешний вид: чешуйки размером 1-3 мм.

Цвет: белый с кремовым оттенком.

Вкус: свойственный данному продукту, без постороннего привкуса. Запах: свойственный данному продукту, без постороннего запаха.

Источники информации

1. Патент №2067588, Россия, МКИ C08B 37/08. Приоритет от 17.09.1991 г.

2. Патент №2116733, Россия, МПК A23L 1/33. Приоритет от 07.10.1996 г.

3. Патент №2358553, Россия, МПК A23L 1/33. Приоритет от 22.08.2007 г.

Таблица 1
Физико-химические свойства хитозана
Наименование показателя	Ед. изм.	Норма по ТУ	Результаты испытаний
Массовая доля влаги	%	Не более 10,0	9,4
pH 1% раствора хитозана в 2% уксусной кислоте	Ед. pH	Не более 7,5	3,85

Таблица 2
Условия протекания процесса и степень деацетилирования готового продукта.
	Прототип	Предлагаемый способ
Степень измельчения хитина	0.05-0.2 мм	1-2×2-3 мм
Температура	96-98°C	100°C
Давление	760 мм рт.ст.	300 мм рт.ст.
Продолжительность	30-40 минут	1-2 ч
Массовая доля раствора NaOH	50%	40%
Степень деацетилирования	88-92%	93%

Способ получения хитозана, отличающийся тем, что процесс деацетилирования предварительно измельченного до размеров 1-2×2-3 мм хитина проводят в двугорлом реакторе, снабженном обратным холодильником и подключенном к вакуумному водоструйному насосу, в 40% растворе NaOH при соотношении к хитину (1-3):(20-60)) при 100°C, давлении 300 мм рт.ст. в течение 1-2 ч.

Группа изобретений относится к медицине. Описаны композиции, включающие гиалуроновую кислоту с низкой степенью модификации функциональных групп, и смеси, получаемые в результате регулируемой реакции такой слегка модифицированной гиалуроновой кислоты с подходящими дифункциональными или многофункциональными сшивающими реагентами.

Твердофазный способ получения водорастворимого биоактивного нанокомпозита на основе модифицированной лимонной кислотой гиалуроновой кислоты и наночастиц золота // 2534789

Изобретение относится к природным полимерам из класса полисахаридов и может найти применение в медицине, в частности фотон захватной терапии (ФЗТ), фототермической терапии, фото- и радиосенсибилизации, химиотерапии, лечении ревматоидного артрита, антиВИЧ терапии, косметологии, эстетической дерматологии и пластической хирургии.

Твердофазный способ получения водорастворимого биоактивного нанокомпозита на основе модифицированной меланином соли гиалуроновой кислоты и наночастиц золота // 2532032

Изобретение относится к природным полимерам полисахаридов и может быть использовано в медицине. Получаемый водорастворимый биоактивный нанокомпозит включает модифицированную соединением из ряда меланинов соль гиалуроновой кислоты в качестве матрицы и наночастицы золота как наполнитель.

Стабилизатор липосомальных суспензий и способ его получения // 2529179

Изобретение относится к стабилизатору для липосомальных суспензий для осуществления направленной транспортировки физиологически активных веществ с целью повышения терапевтической активности лекарственных препаратов.

Способ получения нерастворимого в воде серосодержащего биополимера на основе хитозана // 2520493

Изобретение относится к области органического синтеза. Способ получения не растворимого в воде серосодержащего биополимера на основе хитозана включает взаимодействие хитозана с тиометилирующим агентом, предварительно полученным насыщением раствора формальдегида газообразным H2S, при мольном соотношении хитозан : формальдегид : сероводород 1:6:4, при температуре 60°С в течение 20-25 часов.

Способ комплексной переработки рыбного сырья для получения гиалуроновой кислоты и коллагена // 2501812

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам переработки шкур рыб для получения гиалуроновой кислоты и коллагена. Способ предусматривает следующее.

Способ получения глюкан-хитозанового комплекса из дрожжевой биомассы отходов пивоваренного производства // 2499836

Способ получения глюкан-хитозанового комплекса из дрожжевой биомассы отходов пивоваренного производства включает механическую и ультразвуковую обработку дрожжевой биомассы, разрушение белков обработкой полученной суспензии щелочными реагентами с последующим выделением целевого продукта.

Способ получения 2,3-дигидроксипропилхитозана // 2496793

Изобретение относится к получению гидроксиалькильных производных полисахаридов. Способ получения 2,3-дигидроксипропилхитозана предусматривает взаимодействие хитозана с глицидолом в присутствии соляной кислоты при соотношении глицидол:хитозан:соляная кислота=(2-6):1:1 при комнатной температуре до образования геля.

Противоопухолевые средства с бензофенантридиновой структурой и содержащие их препараты // 2492862

Предложены: применение солей бензофенантридиновых алкалоидов для получения лекарственных средств для лечения опухолей, где алкалоид находится в форме соли лютеовой, гиалуроновой или фосфатидной кислоты, соль бензофенантридиновых алкалоидов с фосфатидной кислотой или гиалуроновой кислотой и фармацевтическая композиция для лечения опухолей на ее основе.

Имидированный биополимерный адгезив и гидрогель // 2486907

Изобретение относится к выделенному имидированному биологически совместимому полимеру, функционализированному имидной группой. .

N,o-(2,3-дигидроксипропил)хитозанил-борат, обладающий антибактериальным, иммуномодулирующим и антитоксическим действием // 2547843

Изобретение относится к новому соединению - N,O-(2,3-дигидроксипропил)хитозанил-борату, имеющему формулу , где m=500-3000. Соединение обладает антибактериальным, иммуномодулирующим и антитоксическим действием. 1 табл., 6 пр.

Способ получения хитозана // 2548178

Изобретение относится к получению хитозана. Способ предусматривает предварительную обработку природного хитинсодержащего сырья для удаления из него необогащенного хитином материала путем обработки слабым раствором гидроксида натрия с последующим отделением и промывкой хитинсодержащего сырья. Затем хитинсодержащее сырье деминерализуют путем погружения в 0,5-2 М раствор соляной кислоты при температуре от 20°C до 30°C в течение 0,5-2 часов, отделяют сырье, промывают в течение 0,5-2 часов и затем отделяют от промывочной воды. Далее подвергают депротеинированию деминерализованное хитинсодержащее сырье путем обработки в 1-10%-ном растворе гидроксида натрия в течение 4-24 часов при температуре от 60°C до 80°C, отделяют депротеинированное сырье, промывают в течение 0,5-2 часов и отделяют от промывочной воды. После чего отделяют остаточную воду из хитинового сырья и погружают хитиновое сырье в деацетилирующий 40-50%-ный раствор гидроксида натрия и ведут деацетилирование при температуре от 90°C до 110°C в течение 1-3 часов. Затем отделяют полученный биополимер хитозана от деацетилирующего раствора, промывают и отделяют от промывочной воды. Отделяют остаточную воду от биополимера хитозана. Биополимер сушат на воздухе при температуре не более 65°C до снижения содержания влаги в биополимере хитозана менее 10% по массе. Полученный хитозан характеризуется степенью деацетилирования 80% или более, содержанием белка менее 0.3%, содержанием золы менее 0.2% и содержанием влаги менее 10%. Изобретение позволяет получить хитозан медицинской степени очистки и не требует дополнительных стадий отбеливания. 11 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл., 1 пр.

Способ восстановления тканей зубочелюстной системы // 2551312

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и предназначено для восстановления мягких и костных тканей пародонта и костных тканей челюстей. После окончания курса антибактериальной терапии однократно вводят гиалуронат натрия в форме геля шприцем с иглой, длиной от 2 см, под слизистую оболочку полости рта по переходной складке в точки в области проекций верхушек корней зубов 1.4, 2.4, 3.6, 4.6 и в точку на средней линии области проекций верхушек корней передней группы зубов верхней и нижней челюстей, соответственно. На нижней челюсти иглу проводят под слизистую оболочку, пересекая проекции линий альвеолярного контрфорса. На верхней челюсти - пересекая проекции линий контрфорсов верхней челюсти. При постепенном удалении иглы из слизистой оболочки, выдавливают содержимое шприца. Гиалуронат натрия вводят из расчета на обе челюсти в диапазоне от 3,0 до 4,4 мл. Способ, за счет инъекционного использования гиалуроната натрия, позволяет увеличить плотность костной ткани челюстей в области контрфорсов, а также мягкие и костные ткани пародонта. 4 табл., 16 ил., 3 пр.

Способ получения гидрогелеобразователя на основе хитозана // 2559429

Изобретение относится к способу поперечной ковалентной сшивки макромолекул хитозана с получением продукта, образующего при смешивании с водой высоковязкие гидрогели, применяемые в качестве перспективных материалов биотехнологического, биомедицинского и фармакологического назначения. Способ предусматривает реакцию порошка хитозана с диглицидиловым эфиром 1,4-бутандиола или диэтиленгликоля в среде водно-спиртового раствора муравьиной, уксусной, лимонной, щавелевой, янтарной, гликолевой либо молочной кислоты при содержании хитозана в дисперсионной среде 15÷25 мас.%. Содержание воды в спирте поддерживают на уровне от 10 до 30 мас.%. Причем выдерживают молярное соотношение хитозан:кислота от 1:0,7 до 1:1,5 и молярное соотношение хитозан:диглицидиловый эфир от 10:1 до 100:1. После чего выделяют гидрогелеобразователь фильтрованием, промывают этиловым спиртом и сушат. Изобретение позволяет получить хитозановый гидрогелеобразователь, способный образовывать высоковязкие гели при смешивании с водой, простым способом в одну стадию при повышенном содержании готовой продукции в реакционной среде. 2 табл., 2 пр.

Способ получения окисленного производного гиалуроновой кислоты и способ его модификации // 2559447

Изобретение относится к новому способу получения производного гиалуроновой кислоты, содержащего альдегидную группу в положении (6) гликозаминного полисахаридного фрагмента. В способе получения окисленного производного гиалуроновой кислоты гиалуроновая кислота взаимодействует с 4-R-TEMPO и соокислителем в протонном растворителе, где R - водород или ацетамидо. В качестве соокислителя используется гипохлорит натрия или ТСС (трихлорциануровая кислота), при этом гиалуроновая кислота находится в форме свободной кислоты или соли. Протонный растворитель представляет собой воду или водные растворы солей общей формулы MX, где М - щелочной металл, а X выбирается из группы, включающей HCO3 -, CO3 2-, PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 - и галогены. Реакцию гиалуроновой кислоты с 4-R-TEMPO и соокислителем проводят при температуре в интервале от -10 до 20°C, предпочтительно при 0°C, в течение от 5 минут до 24 часов, предпочтительно в течение 10 часов. Полученное производное может служить для связывания аминов, диаминов, аминокислот, пептидов и других соединений, содержащих аминогруппу, например, путем восстановительного аминирования под воздействием NaBH3CN в водном или водно-органическом растворителе. При использовании диаминов или соединений с тремя или более аминогруппами можно получить сшитые производные гиалуронана. Сшитые производные можно получить также по реакции альдегида с гиалуронаном, замещенным аминоалкильной группой ГК-алкил-НH2. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 22 пр.

Способ совместного получения хитин-глюканового комплекса и полимеров, содержащих глюкозу, маннозу и/или галактозу, путем ферментации дрожжей pichia pastoris // 2562172

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения хитин-глюканового комплекса и полимеров, содержащих глюкозу, маннозу и/или галактозу. Способ включает ферментацию дрожжей Pichia pastoris DSMZ 70887 в культуральной среде, содержащей источник азота, отличный от дрожжевого экстракта или пептона, и источник углерода. В качестве источников углерода могут быть использованы чистый глицерин, чистый метанол, богатые глицерином или богатые метанолом смеси. При этом во время ферментации поддерживают pH в диапазоне 5,0 - 7,0 путем добавления щелочи, аммиака или соли аммония. Изобретение позволяет оптимизировать ферментацию Pichia pastoris для достижения высокой плотности клеток и высокого содержания хитина в клеточных стенках, а также полимеров, содержащих глюкозу, маннозу и/или галактозу. 19 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Аддукты додекагидро-клозо-додекабората хитозана с солями-окислителями переходных металлов и способ их получения // 2562480

Изобретение относится к химии соединений додекагидро-клозо-додекаборатного B 12 H 12 2 − − а н и о н а , хитозана, солей переходных металлов, а именно к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозана с нитратами или перхлоратами переходных металлов, в частности Cu(II), или Со(II), или Ni(II), или Zn(II), или Мn(II), и способу их получения. Полученные аддукты могут найти применение в качестве энергоемких воспламеняющих добавок различных составов, например, пиротехнических и инициирующих взрывчатых веществ. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 10 прим.

Способ получения наночастиц сукцината хитозана // 2562721

Изобретение относится к химической технологии. Способ предусматривает растворение в дистиллированной воде янтарной кислоты при температуре 20°C, фильтрацию нерастворившейся янтарной кислоты и добавление к полученному раствору низкомолекулярного хитозана, выдерживании при перемешивании со скоростью 200 об/мин в течение 2 часов. По окончании реакции добавляют этанол, центрифугируют. Твердый остаток фильтруют и сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 30°C. Изобретение позволяет получить наноразмерные частицы сукцината хитозана. 1 ил., 5 пр.

Способ получения наночастиц глутамата хитозана (варианты) // 2562723

Изобретение относится к способам получения хитина и его производных. Предложены два варианта способа. В первом варианте способ предусматривает взаимодействие хитозана молекулярной массы 3,9 или 30 кДа и 0,005-0,1375% раствора глутаминовой кислоты при перемешивании со скоростью 200 об/мин в течение 2 часов и соотношении хитозан: глутаминовая кислота 1:0,864, после чего прибавляют этанол и центрифугируют. Твердый осадок фильтруют и сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 30°С. По второму варианту процесс взаимодействия хитозана молекулярной массы 3,9 или 30 кДа и 0,005-0,1375% раствора глутаминовой кислоты осуществляют в течение 2 часов при температуре 70°С при соотношении хитозан:глутаминовая кислота 1:0,864. По окончании реакции полученный раствор вакуумируют на роторном испарителе при 70-75°С и при -0.8 - -0.9 атм, а затем при той же температуре в вакууме 0.5-1 мм рт.ст. Изобретение позволяет получить наночастицы глутамата хитозана. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 6 пр.

Композиция для получения сшитой гиалуроновой кислоты и способ получения сшитой гиалуроновой кислоты // 2568998

Изобретение относится к композиции для получения вязкоупругой сшитой гиалуроновой кислоты. Композиция для получения сшитой гиалуроновой кислоты содержит щелочной водный раствор гиалуроновой кислоты с концентрацией от 15 до 25 мас.% и сшивающий агент и имеет значение коэффициента механических потерь (Tan) δ от 0,5 до 1,5 при частоте от 0,02 до 1 Гц. Способ получения сшитой гиалуроновой кислоты предусматривает получение гиалуроновой кислоты путем сшивания вышеуказанной композиции и получение суспензии сшитой гиалуроновой кислоты путем дробления сшитой гиалуроновой кислоты, промывки солевым раствором, набухания и измельчения сшитой гиалуроновой кислоты. Изобретение позволяет получить сшитую гиалуроновую кислоту с приемлемыми вязкоупругими свойствами и устойчивую к действию ферментов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.