[发明专利]一种蔗渣木聚糖溴丙酮酸酯-g-AM/MA的合成方法

说明书

本发明公开了一种活性的蔗渣木聚糖溴丙酮酸酯‑g‑AM/MA的合成方法。以蔗渣木聚糖为主要原料，过硫酸铵/亚硫酸氢钠为氧化还原体系引发剂，丙烯酰胺、丙烯酸甲酯为接枝单体，在水溶剂中先通过自由基反应合成了蔗渣木聚糖三元接枝共聚物即蔗渣木聚糖‑g‑AM/MA；进一步以3‑溴丙酮酸为酯化剂，三氟甲磺酸为催化剂，经催化酯化合成了产物蔗渣木聚糖溴丙酮酸酯‑g‑AM/MA。本发明所得目标产物的水溶性较原蔗渣木聚糖有了一定的提升，产物活性提高，有望在医药、食品、功能材料等领域得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及生物质材料技术领域，特别是一种具有生物活性的蔗渣木聚糖溴丙酮酸酯-g-AM/MA的合成方法。

背景技术

癌症一直是全球范围内危及人类健康与生命的重大疾病之一，研发高效低毒的抗癌药物是许多学者毕生的追求。木聚糖是一种植物多糖，本身具有一定的抗癌等生物活性，但由于分子链结构复杂、水溶性差，反应活性低等缺点，限制了对其进一步的应用。通过化学修饰的办法，引入相关的活性基团，增强木聚糖的活性，可扩展其在医药、食品、材料等相关领域上的用途。

酯化和接枝改性是木聚糖化学改性的常用手段，酯化剂与接枝单体的选择是影响改性结果的重要因素。因为木聚糖分子内存在网状氢键的作用，降低其在水溶液中的反应活性，故采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸甲酯(MA)等单体接枝到木聚糖链上，来提高其溶解与活性性能。3-溴丙酮酸是一种糖酵解抑制剂和肿瘤能量阻断剂，可通过抑制糖酵解酶的生物活性，来降低ATP的产生，从而抑制肿瘤细胞的繁殖生长，达到杀死肿瘤细胞的目的。将木聚糖接枝产物与3-溴丙酮酸进行酯化，得到的最终产物由于引入了含溴活性基团，使其具备与一些生物大分子发生反应的能力。由于3-溴丙酮酸是一种反应活性较高、化学性质较为活泼的烷化剂，使工艺更加绿色环保。此外，通过测定最终产物的水溶性发现，在室温条件下，最终产物的水溶性有了一定程度的提高。

本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，过硫酸铵/亚硫酸氢钠为氧化还原体系引发剂，丙烯酰胺、丙烯酸甲酯为接枝单体，在水溶剂中先通过自由基反应合成了蔗渣木聚糖三元接枝共聚物即蔗渣木聚糖-g-AM/MA；进一步以该中间产物为起始原料，3-溴丙酮酸为酯化剂，三氟甲磺酸为催化剂，经催化酯化合成了最终产物蔗渣木聚糖溴丙酮酸酯-g-AM/MA。

发明内容

本发明的目的是通过对木聚糖进行接枝、酯化修饰，提高蔗渣木聚糖的生物活性，扩大应用范围，并提供一种蔗渣木聚糖溴丙酮酸酯-g-AM/MA的制备方法。

本发明的具体步骤为：

(1)首先将10.0～12.0g蔗渣木聚糖置于50～60℃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0.40～1.0g过硫酸铵和0.20～0.50g亚硫酸氢钠于50mL烧杯中，然后加入20～30mL蒸馏水，搅拌均匀得引发剂溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗中，备用。

(3)在50mL烧杯中，加入1.0～3.0g丙烯酰胺、1.0～2.0mL分析纯丙烯酸甲酯和10～20mL蒸馏水，搅拌溶解得单体混合液，倒入另一100mL恒压滴液漏斗中，备用。

(4)称取6.0～8.0g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖加入到250mL四口烧瓶中，加入50～80mL蒸馏水，加热升温至50～60℃，搅拌活化20～30分钟。

(5)先加入约四分之一步骤(2)所得混合引发剂溶液至步骤(4)所得蔗渣木聚糖活化液，搅拌20～30分钟后，开始同步滴加步骤(3)所得单体混合液和剩余约四分之三步骤(2)所得引发剂溶液，控制体系温度在50～70℃、滴加时间在2～3小时，待滴加完毕后继续反应3～5小时，将所得物料冷却至室温。