苦味酸—纤维素基衍生物的制备及性能研究

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慢性肾功能衰竭是一种以临床中毒症状为特征的严重疾病,病因主要是体内积蓄了大量的毒素,因此去除体内过量的毒素是治疗慢性肾衰竭的关键,其中尿素和肌酐是患者体内积聚的两种主要毒素。本研究以微晶纤维素为原料,根据尿素和肌酐的性质,创造性的设计、合成了两种新型治疗慢性肾衰竭的复合靶向吸附剂——苦味酸-纤维素醚和苦味酸-氧化纤维素酯,并将其应用于对尿素和肌酐的吸附。以微晶纤维素(MCC)为原料,经环氧化和醚化反应,制备了苦味酸-纤维素醚(MCC-PA)。采用红外光谱、元素分析、XRD等对其进行结构表征。以含氮量为优化指标,考察了物料比,氢氧化钠(质量分数36%)的用量,反应温度和反应时间对苦味酸-纤维素醚制备的影响。通过单因素实验得出合成条件为:苦味酸(PA)和环氧化纤维素和质量比为5:1,NaOH用量为30mL,反应温度为45℃,反应时间为3h,此时产物的含氮量为2.22%,通过红外光谱可知苦味酸-纤维素醚已经生成,并通过XRD光谱计算出苦味酸-纤维素醚的结晶度为75.7%。在模拟人体生理介质的条件下,测定了苦味酸-纤维素醚对肌酐的吸附性能,绘制了吸附动力学曲线。结果表明,苦味酸-纤维素醚对肌酐的吸附平衡时间为18h,对肌酐的最大吸附容量为2.49mg/g。在吡啶做溶剂兼催化剂条件下,以草酰氯为交联剂,将苦味酸接枝到氧化纤维素C6位羟基上,得到复合靶向口服吸附剂苦味酸-氧化纤维素酯(DAC-PA)。采用红外光谱、SEM、XRD等对其进行结构表征,以其对肌酐吸附容量为优化指标,考察了草酰氯与苦味酸的摩尔比,第一步反应温度(T1),第一步反应时间(H2),氧化纤维素的加入量,第二步反应温度(T2),第二步反应时间(H2)对苦味酸-氧化纤维素酯制备的影响。通过单因素实验得出合成条件为:草酰氯与苦味酸的摩尔比为1.1:1,T1为40℃,H1为3h,氧化纤维素的加入量为1g,T2为75℃,H2为4h。红外光谱表明苦味酸-氧化纤维素酯已经生成,XRD图谱和SEM扫描表明,产物的结晶结构和表面结构已经发生了变化。在模拟人体生理介质的条件下,测定了苦味酸-氧化纤维素酯对肌酐和尿素的吸附性能,绘制了吸附动力学曲线。结果表明,苦味酸-氧化纤维素酯对肌酐的吸附平衡时间为10h,最大吸附容量为3.5mg/g,对尿素的吸附平衡时间为10h,最大吸附容量为23.7mg/g。通过测定苦味酸-氧化纤维素酯对肌酐的吸附等温曲线,说明在25~50℃和所研究的浓度范围内肌酐在DAC-PA上的吸附等温线符合Freundich方程,苦味酸-氧化纤维素酯对肌酐的吸附为以化学吸附为主的吸热过程。选择对尿素、肌酐具有较好吸附作用的、以酯键连接的3,5-二硝基苯甲酸氧化纤维素酯做稳定性研究。因为其可能的水解产物3,5-二硝基苯甲酸为酸性物质,会刺激胃肠粘膜,在空气中放置一段时间后其对尿素和肌酐的吸附容量可能会发,且水解产物单一,便于检测。在模拟人体生理介质的条件下,分析不同pH值、水解时间以及放置时间对其稳定性的影响。结果表明,4-6h内DCNB在pH=1、pH=2、pH=8的缓冲溶液中,DCNB的水解率分别为0.06%-0.11%、0.01%-0.03%、3.01%-3.50%。室温放置六个月后,37℃时其对肌酐、尿素的饱和吸附容量与新制的DCNB相比基本没有发生变化。3,5—二硝基苯甲酸氧化纤维素酯具有较好的稳定性。
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