[发明专利]一种纳米级阿魏酸蔗渣木聚糖酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米级阿魏酸蔗渣木聚糖酯的制备方法。

背景技术

木聚糖是一种结构复杂的重要聚合糖，广泛存在于秸秆、草和硬木中，产量丰富，在木质纤维中含量为20％～35％。木聚糖因具有独特的生物活性和生理功能、良好的生物相容性、生物降解性和抗癌功效，在食品、化工、医药等领域具有广泛的应用。

酯化改性是木聚糖等多糖类天然产物常见并十分有效的改性方法，通常包括直接酯化法和间接酯化法，酯化剂包括硫酸、氯磺酸、苯甲酸、苯甲酸酐、苯甲酰氯等有机酸、无机酸以及酰氯。合成的主要产物有木聚糖硫酸酯、木聚糖苯甲酸酯、木聚糖癸酸酯、木聚糖月桂酸酯等，这些产品在某些领域均表现出优异的性能。阿魏酸即4-羟基3-甲氧基肉桂酸，其分子结构上的羧基活泼，易于含羟基的多种物质发生酯化反应，再加上阿魏酸所具备的药理作用，可以设计用作酯化改性试剂以增强蔗渣木聚糖的活性。

本发明首先在一定条件下，选择生物活性较高的阿魏酸与醋酸酐在吡啶中反应生成乙酰阿魏酸，进一步与二氯亚砜反应生成乙酰阿魏酰氯。再以乙酰阿魏酰氯为酯化剂，对甲苯磺酸为催化剂，于有机溶剂中与蔗渣木聚糖进行酯化反应合成乙酰阿魏酸蔗渣木聚糖酯，然后在碳酸氢钠溶液中进行去乙酰化得到阿魏酸蔗渣木聚糖酯。这种方法不仅提高了酯化取代度，而且合成的阿魏酸酯化蔗渣木聚糖能够有效的改善原蔗渣木聚糖的功能特性和生物活性，拓宽了蔗渣木聚糖在医药、化工、生物领域的应用。

发明内容

本发明的目的是为了改善蔗渣木聚糖的功能特性与生物活性，克服木聚糖粒子分散性差、难溶解等问题，拓宽应用领域，提高附加价值，提供一种阿魏酸蔗渣木聚糖酯的制备方法。

本发明的具体步骤为：

(1)将4～20g阿魏酸加入250mL的四口烧瓶中，并向其中加入10～22mL分析纯醋酸酐和10～16mL分析纯吡啶，控制冰浴反应温度为5～25℃，搅拌下反应6～12小时。

(2)将步骤(1)所得溶液倒入烧杯中，并在玻璃棒搅拌下向其中加入20～40mL质量分数为20％～30％的盐酸溶液，析出白色沉淀。

(3)抽滤步骤(2)所得混合物，并用10～15mL蒸馏水洗涤沉淀3次后送至50℃的恒温干燥箱中干燥至恒重，得乙酰阿魏酸。

(4)取5～10g步骤(3)所得乙酰阿魏酸加入到250mL的四口烧瓶中，向其中加入30～50mL分析纯环己烷和0.1～0.5g二甲基甲酰胺，搅拌回流30分钟。

(5)控制反应温度60～80℃，在搅拌下向步骤(4)中的四口烧瓶中逐滴加入5～30mL分析纯二氯亚砜，控制在20～30分钟内滴加完毕；滴加完毕后继续搅拌2～4小时。

(6)将步骤(5)所得混合物倒入烧杯中，在温度为60～80℃的条件下蒸发浓缩20～60分钟，得红棕色固体。

(7)将步骤(6)所得固体置于50℃的恒温干燥箱中干燥至恒重，得乙酰阿魏酰氯。

(8)称取蔗渣木聚糖3～8g加入到另一个250mL四口烧瓶中，并加入0.1～0.3g对甲苯磺酸，30～50mL分析纯丙酮，室温下搅拌20～30分钟得到蔗渣木聚糖悬浮液。

(9)称取2～10g步骤(7)所得乙酰阿魏酰氯加入到步骤(8)的反应体系中，搅拌均匀，升温至30～55℃，反应3～6小时。

(10)抽滤步骤(9)所得混合物，分别用10～15mL蒸馏水和5～10mL无水乙醇依次洗涤沉淀3次，得淡黄色固体粉末。

(11)将步骤(10)所得淡黄色固体粉末置入30～50mL碳酸氢钠的无水乙醇饱和溶液中，常温下搅拌直至溶液的pH不发生变化。

(12)抽滤步骤(11)所得混合物溶液，用10～15mL蒸馏水洗涤沉淀3次后送入50℃的恒温干燥箱中干燥至恒重，即得产品阿魏酸蔗渣木聚糖酯。

(13)采用酸碱滴定法测定产品取代度：精确称取0.50g样品，放入50mL锥形瓶中，锥形瓶中加入10mL蒸馏水，再加入2滴质量分数为5％的酚酞指示剂，用浓度为0.1mol/L的NaOH标准溶液滴定至浅红色(30s内不褪色)；向锥形瓶中加入2.5mL浓度为0.5mol/L的NaOH标准溶液；在25℃下震荡皂化4h，继续用浓度为0.5mol/L的盐酸标准溶液滴定至无色。记录滴定盐酸标准溶液的体积为V₁。在相同条件下，用蔗渣木聚糖进行空白滴定，消耗的盐酸标准溶液体积V₀。目标产物中阿魏酰基的质量分数(w_c)、阿魏酸酯化蔗渣木聚糖的取代度(DS)计算公式如下：