[发明专利]一种活性蔗渣木聚糖柠檬酸酯-g-GMA的合成方法

说明书

本发明公开了一种具有生物活性蔗渣木聚糖柠檬酸酯‑g‑GMA的合成方法。以蔗渣木聚糖为主要原料，首先利用过硫酸钾为引发剂，在水相条件下与甲基丙烯酸缩水甘油酯进行接枝共聚，得到蔗渣木聚糖‑g‑GMA衍生物；然后以一水合次亚磷酸钠为酯化催化剂，柠檬酸为酯化剂，在离子液体氯化‑1‑烯丙基‑3‑甲基咪唑溶剂中经催化酯化反应得到目标产物蔗渣木聚糖柠檬酸酯‑g‑GMA。采用本工艺合成的目标产物不仅改善了蔗渣木聚糖的稳定性，引入功能性单体GMA和柠檬酸酸的活性基团进一步提高了蔗渣木聚糖的抗癌等生物活性。

技术领域

本发明涉及精细化工及生物质材料领域，特别是一种具有生物活性的蔗渣木聚糖柠檬酸酯-g-GMA的合成方法。

背景技术

近年来，应用可再生生物质资源取代传统的工业石化材料作为新型的工业聚合物成为了科研人员的关注热点。木聚糖作为一种可再生、可降解的多糖，因其大分子中分布较多的羟基，可以采用酯化、醚化、接枝共聚等方式进行深加工，具有广阔的发展前景。目前，对木聚糖的化学修饰主要为单一改性研究，如通过选择不同的单体，经过接枝反应改善木聚糖的空间结构，合成缓释材料、添加剂等产物。

在对木聚糖一步修饰的基础上，再通过第二步接枝、酯化等反应，能够为木聚糖提供更多的活性基团。采用引发剂控制甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝共聚到蔗渣木聚糖侧链可以有效地提高蔗渣木聚糖的生物活性，再通过酯化反应引入具有高活性、亲水性的柠檬酸作为蔗渣木聚糖的第二活性基团，减少分子的氢键作用，同时采用离子液体为酯化反应溶剂以使柠檬酸与木聚糖衍生物的酯化反应为均相酯化，提高酯化效果，改善蔗渣木聚糖的基本理化性能，增强蔗渣木聚糖的生物活性。

本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，首先利用过硫酸钾为引发剂，在水相条件下与甲基丙烯酸缩水甘油酯进行接枝共聚，得到蔗渣木聚糖-g-GMA衍生物；然后以一水合次亚磷酸钠为酯化催化剂，柠檬酸为酯化剂，在离子液体氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑(AmimCl)溶剂中经催化酯化反应得到目标产物蔗渣木聚糖柠檬酸酯-g-GMA。

发明内容

本发明的目的是为了改善蔗渣木聚糖的基本理化性能，增强蔗渣木聚糖的生物活性，提供一种具有生物活性的蔗渣木聚糖柠檬酸酯-g-GMA的合成方法。

本发明的具体步骤为：

(1)将5～10g蔗渣木聚糖于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。

(2)称取3～8g步骤(2)所得干基蔗渣木聚糖加入250mL的四口烧瓶中，再加入15～20mL去离子水。室温下搅拌10～15分钟，得到木聚糖悬浮液。

(3)称取0.2～0.3g过硫酸钾于50mL烧杯中，向烧杯中加入10～15mL去离子水，搅拌至溶解得引发剂溶液，所得引发剂溶液倒入50mL恒压滴液漏斗中备用。

(4)将步骤(2)所得体系加热至70～90℃，滴加步骤(3)所得引发剂溶液，控制在10～20分钟滴加引发剂溶液总质量的1/4。

(5)将5～10mL分析纯单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)置于50mL的恒压滴液漏斗中，待步骤(4)体系滴加完引发剂过硫酸钾溶液总质量1/4时开始滴加分析纯单体GMA；控制在3～4小时同时滴加完毕，继续搅拌反应1～2小时，将物料冷却至室温。

(6)抽滤步骤(5)所得物料，并依次分别用25～30mL的分析纯无水乙醇、25～30mL分析纯丙酮洗涤、抽滤3～4次。将滤饼放入表面皿中，置于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-g-GMA粗产物。

(7)将步骤(6)所得粗产物在索氏提取器中用30～50mL分析纯丙酮抽提24小时，将抽提后的样品置于60℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得到蔗渣木聚糖-g-GMA纯接枝共聚物。