双活性磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯的合成与表征.pdf

第32卷第2期
化学反应工程与工艺
Vol 32. No 2
2016年4月
Chemical Reaction Engineering and Technology
Apr.2016
文章编号:1001-7631(2016)020144-08
双活性磺酸基蔗渣木聚糖邻荞二甲酸酯的合成与表征
李和平,武冠亚,杨旭,袁金伟,孙彦,邹英东
桂林理工大学化学与生物工程学院,广西桂林541004
摘要:以蔗渣木聚糖为主要原料,经两步酯化反应合成酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯,考察反应条对合
成反应的影响,并通过红外光谱(FT-IR)、Ⅹ射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)和打描电镜(SEM)
对蔗浛木聚糖经双脂化收性前后的样品进行表征。结果表明,较优的反应条件为:第一步以邻苯二甲酸为
羧酸酯化剂,三乙胺为催化剂,在三乙胺与NV-二甲基甲酰胺体积比为1:16,蔗渣木聚糖单元和邻苯二甲
酸酐物质的量之比为1:2时,于80℃下反应4h,绎催化羧酸化合成単活性蔗渣木聚糖邻苯二甲酸:第
二步以氨基三横酸钠为酯化剂,在碱性条仆下ド,蔗澘木聚糖邻苯二甲酸酯与NaNO2的质量比为1:2时,于
50℃下反应4h,合成了双活性磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯。双酯化后的破酸棊蔗渣木聚楛郐苯二甲酸
的热稳定性増強,其分子表面形貌更加紧密
关键词:磺酸基蔗渣木聚糖邻苤二甲酸酯合成双活性衍生物蔗渣木聚糖
中图分类号:O621.25
文献标识码:A
木聚糖属于植物细胞中半纤维素的一部分,主要是由B-D-1,4木糖苷键连接的多聚五碳糖结构
其米源广泛、绿色环保。在初期的研究中发现木聚糖其有稳定、无毒、促进有益菌的繁殖和刺激细胞
免疫调节等特点,其独特的生物活性和生理功能引起了一些学者的关注1。为进一步提高木聚糖的功
能性及应用价值,可对木聚糖分子上的羟基进行化学修饰,如采用酯化、磺化、醚化和羧甲基化等方
法引入功能性官能团2?,提高木聚糖的免疫调节活性、抗病毒活性和抑制有害菌增长的能力等?
随省研究的深入,木聚糖一些单变性衍生物在抗癌和抗凝血方面的应用也有了相关报道2。
木聚糖化方面的研究主要包括羧酸酯化、硫酸嵋化和磷酸化等,经酯化后改善和提高了
木聚糖的理化性质,拓展了其在医药、精细化工、食品、材料和环境等领域的应用,51?。继国外学
者发现经过硫酸酯化后的木聚糖单酯化衍生物具有抑制艾滋病病毒活性以后,木聚糖的疏酸化研究
得到较多的关注。据报道,酯化改性后的木聚糖代抗血栓引和抗HIV活性等方面其有显著作用
但由于硫酸酯化后的木聚糖单变性衍生物抗HV活性低和选择性弱等问题限制了其在抗HV方面的
深入探索。如何提高木聚糖酯化衍生物的抗HⅣV活性和选择性成为突出问题。
目前国内外对木聚糖酯化改性仍然集中在对其单酯化修饰及其性质的研究,李和平等,1419.の也
相继对蔗渣木聚糖的羧甲基化、醋酸化、磷酸嶓化和硫酸化等改性及应用进行了研究报道,并取
得了一些研究成果。针对蔗渣木聚糖分子的单元结构,在単酯化改性的基础上,李和平等率先提出对
蔗渣木聚糖进行双化分子构建,设计合成具有双活性基团的蔗渣木聚糖化衍生物,强化提高木聚
收稿日期:2015-10-20;修订日期:2015-11-24
作者简介:李利平(1961-),男,工学博士,教授。上-mail:lhp208a163.com
基金项目:国家自然科学基会(21466010)
第32卷第2期
李和平等.双活性磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸蝤的合成与表征
糖啃化衍生物的生物活性与医药价值。本工作以从甘蔗渣中提取的木聚糖为主要原料,以多靶向药物
理论为基础,以增加活性基团从而进一步提高产物的抗HV活性为目标,选择具有生物活性基团的
化剂邻苯二甲酸忓,经过羧酸酯化和硫酸嵋化两步修饰得到具有双活性的蔗渣木聚糖双恉化衍生物磺
酸基蔗渣木聚糖邻芣二甲酸酧,提高蔗渣木聚糖衍生物的医药与生物应用价值。
1实验部分
1,1合成方法
1.1.1蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯的合成
取一定量蔗渣木聚糖和N,N-二甲基甲跣胺(DMF)置于250mL四口烧瓶中,置水浴中搅拌,向
四口烧瓶中滴加适量催化剂三乙胺。将邻苯二甲酸暫溶于一定量的DMF中,用恒压漏斗缓慢滴加入
四口烧瓶中,控制在2~3h内滴加完毕,反应结束后,将混合溶液抽滤,溶剂DMF精馏回收,所得
棕黄色滤饼,分别用ん水乙醇和蒸馏水洗涤多次除去未反应的邻苯二.甲酸阡和木聚糖等浅黄色粉末状
固体,置真空千燥箱巾干燥个恒重,即得蔗渣木聚糖邻苯二甲酸。主要反应式如下:
DMI triethylamine
yl
phthalic anhydride
bagasse xylan phthalate
1.1.2磺酸基蔗渣木聚糖邠苯二甲酸的合成
取一定量的 NAHSO3置于250mL四口烧瓶中,加蒸馏水溶解,置水浴中搅拌,将水浴温度升至
90C。按 NAHSO3和NaNO2物质的量之比为9:2,取 NAHSO3用蒸馏水溶解,用恒压斗缓慢滴加
入四口烧瓶中,控制在1h内滴加完毕,继续反应1.5h,得硫酸化试剂氨基三磺酸钠。继续调节反
应体系pH值至9.0,降混至所需反应温度,加入一定量的蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯,恒温反应一定时
间,调节体系pH值?7.0,继续反应10min。反应结東后,加入无水乙醇析出最终产物,抽滤得浅
黄色滤饼,用尤水乙醇和水洗涤除去体系中的 NAHSO3,NaNO2和氨基三磺酸钠等未反应的原料或副
产物,再将洗涤后的滤饼置真空干燥箱巾干燥24h,得乳白色粉末磺酸基蔗渣木聚糖苯二甲酸产
物。主要反应式为:
O H O
H=9
bagasse xylan phthalate
sodium nitrilotriacetic sulfonate
sulfonic groups bagasse xylan phthalatc