[发明专利]一种生物活性蔗渣木聚糖香草酸酯-g-HEMA的合成方法

说明书

本发明公开了一种生物活性蔗渣木聚糖香草酸酯‑g‑HEMA的合成方法。以蔗渣木聚糖为主要原料，首先在N,N‑二甲基甲酰胺溶剂中以香草酸为酯化剂，经催化酯化合成蔗渣木聚糖香草酸酯；然后以过硫酸铵为引发剂，HEMA为接枝单体合成了具有生物活性的目标产物蔗渣木聚糖香草酸酯‑g‑HEMA。所得目标产物结构中引入香草酸、HEMA，不仅解决了蔗渣木聚糖水溶性差的问题，两者的活性基团还极大地提高了蔗渣木聚糖的生物活性，在医药、食品、功能材料等领域具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种生物活性蔗渣木聚糖香草酸酯-g-HEMA的合成方法。

背景技术

本发明利用广西地区大量未被充分利用的生物质资源——甘蔗渣，提取其中的蔗渣木聚糖为主要实验原料，通过对蔗渣木聚糖进行化学修饰改善其固有的生物活性并得到新的功能特性来提高对甘蔗渣的利用率和经济效益。研究证实，香草酸在对络氨酸酶的抑制作用方面与氢醌无明显差异，是良好的混合型络氨酸酶抑制剂，可以用来预防和治疗黑色素瘤和色素沉着等疾病。同时，木聚糖也具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎和抗氧化等多种与生物机体相关的活性，若采用香草酸酯化木聚糖则将结合两者的优点，提高其在保健与药学领域的应用价值。

近年来，国内外研究者致力于木聚糖单改性衍生物，如酯化改性衍生物、醚化改性衍生物和接枝改性衍生物，而对于木聚糖复变改性衍生物的研究与开发仍处在初步阶段。含有乙烯基团的单体对于多糖进行接枝改性能够明显的改善其生物活性，将含有以乙烯基团的单体作为一种功能性取代基引入蔗渣木聚糖的主链上，能够进一步提高蔗渣木聚糖单酯化衍生物生物活性。本发明选用的甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)是一种含活泼羟基的极性乙烯类单体，通过将HEMA接枝到酯化后的蔗渣木聚糖主链上，不仅可以改善其水溶性差的问题，而且还能大幅增强原有的生物活性。

本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，首先在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中以香草酸为酯化剂，经催化酯化合成蔗渣木聚糖香草酸酯；然后以过硫酸铵为引发剂，HEMA为接枝单体合成了具有生物活性的目标产物蔗渣木聚糖香草酸酯-g-HEMA。

发明内容

本发明的目的是为了提高蔗渣木聚糖的生物活性，在蔗渣木聚糖单酯化反应的基础上进行进一步接枝改性，提供一种生物活性蔗渣木聚糖香草酸酯-g-HEMA的合成方法。

本发明的具体步骤为：

(1)将15.0～25.0g蔗渣木聚糖置于60℃的真空恒温烘箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。

(2)称取12.0～21.0g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖于装有搅拌器、温度计和回流装置的四口烧瓶中，并加入6.0～12.0g香草酸和60～90mL分析纯N,N-二甲基甲酰胺，搅拌下升温至50～80℃，继续搅拌10～15分钟。

(3)向步骤(2)所得物料体系中加入0.6～1.2g对甲苯磺酸和0.03～0.045g钛酸四异丙酯，在50～80℃的条件下搅拌反应5～7小时。

(4)抽滤步骤(3)所得物料，用45～90mL分析纯无水乙醇洗涤、抽滤各3次得滤饼。

(5)将步骤(4)所得滤饼放入表面皿中，置于60℃的真空恒温烘箱中干燥24小时至恒重，得蔗渣木聚糖香草酸酯。

(6)取3.0～7.5g步骤(5)所得的蔗渣木聚糖香草酸酯加入装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的另一四口烧瓶中，加入45～75mL蒸馏水，室温下搅拌5～10分钟。

(7)取0.30～0.75g过硫酸铵溶于15～30mL的蒸馏水，室温下搅拌均匀得引发剂溶液，倒入容积为100mL的恒压滴液漏斗中。

(8)取3.0～7.5g甲基丙烯酸羟乙酯单体、30～45mL的蒸馏水加入100mL小烧杯中，室温下搅拌均匀，得单体溶液，倒入另一容积为100mL的恒压滴液漏斗中。