CN101942041A - 一种硫酸酯化蔗渣木聚糖的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种硫酸酯化蔗渣木聚糖的制备方法。将吡啶脱水、冷却，将氯磺酸滴加入吡啶中，吡啶和氯磺酸的体积之比为15～25；反应瓶中出现白色固体时，加入无水甲酰胺助溶，继续搅拌1～2小时；移入恒温水浴锅中，加入氨基磺酸，再加入蔗渣木聚糖，氯磺酸的体积和木聚糖的质量之比为1.2～2.0∶0.7～1.5，酯化2.5～4小时；加入过量丙酮静置2h，倒出上清液再加入体积百分数为75％～90％甲醇和水的混合溶液，沉淀后抽滤，收集沉淀，重复洗涤若干次；用乙醇水溶液洗涤至少一次，再用丙酮洗涤脱水，50℃真空干燥6h。本发明具有取代度高、原料利用率高、合成工艺易于控制、后处理工序简单、产品质量稳定的特点；制得的硫酸酯化蔗渣木聚糖具有良好的水溶性。

Description

一种硫酸酯化蔗渣木聚糖的制备方法

技术领域

本发明涉及一种硫酸酯化蔗渣木聚糖衍生物的制备方法。

背景技术

木聚糖是广泛存在于自然界的植物纤维中半纤维素的主要成分，它由木糖经β-1，4糖苷键连接而成，具有特殊的化学结构，如分枝、无定形组成的几种不同类型的单糖(杂多糖)和不同类型的官能团(例如羟基、乙酰基、羧基、甲氧基)等，有独特的生物活性和生理功能，具有广阔的发展前景。

木聚糖经过酯化修饰后，构象发生了很大的变化，而构象的变化往往是理化性质和生物活性变化的决定因素。经酯化衍生化后的木聚糖显示出更多的生物活性，如水溶性、阳电性、疏水性、热塑性、降解性、抗氧化性、增强免疫力、降血糖、抗凝血及抗HIV活性等，这为最大限度开发利用木聚糖提供了必要条件，在攻克人类重大疑难杂症、新药的研发、保健食品开发、涂膜保鲜及环境保护等领域具有较大的发展潜力。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有蔗渣木聚糖深加工产品种类少、应用范围窄的问题，提供一种硫酸酯化蔗渣木聚糖衍生物的制备方法。

本发明的具体步骤为：

将吡啶用5A分子筛脱水，冰盐浴下冷却，然后将置于恒压分液漏斗中的氯磺酸缓慢地滴加入吡啶中，吡啶和氯磺酸的体积之比为15～25，控制流速和搅拌速度；反应瓶中出现白色固体时，加入无水甲酰胺助溶，待氯磺酸加入完毕，继续搅拌1～2小时；移入调至温度45～60℃的恒温水浴锅中，向反应体系中加入催化剂氨基磺酸，再加入蔗渣木聚糖，氯磺酸的体积和木聚糖的质量之比为1.2～2.0∶0.7～1.5，体积单位为毫升，质量单位为克，酯化2.5～4小时；加入过量丙酮静置2h，倒出上清液再加入体积百分数为75％～90％甲醇和水的混合溶液，充分沉淀后抽滤，收集沉淀，重复洗涤若干次，得硫酸酯化蔗渣木聚糖初产品；用体积百分数为75％～90％的乙醇水溶液洗涤2～3次，再用丙酮洗涤脱水，50℃真空干燥6h，得到蔗渣木聚糖硫酸酯。

测定产品的取代度，取代度测定方法推荐使用BaSO₄-明胶分光光度法，该法准确可靠，稳定性好。具体方法及步骤如下：(1)将精确称量好的0.03g蔗渣木聚糖硫酸酯化衍生物样品溶解于盛有10mL浓度为1mol/L的HCl溶液的250mL平底烧瓶中，100℃蒸煮10h左右，蔗渣木聚糖硫酸酯所有的硫酸根取代基都将从木聚糖的木糖残基中脱离出来，得到充分酸解的蔗渣木聚糖硫酸酯。(2)将酸解好的蔗渣木聚糖硫酸酯水溶液减压蒸馏直至完全干燥。(3)向已经减压蒸馏完毕的平底烧瓶内加10mL蒸馏水，摇动，使残渣完全溶解。(4)精确量取2mL木聚糖硫酸酯化衍生物水解液、8mL蒸馏水、5mL BaCl₂-明胶溶液(将0.5g明胶和0.5gBaCl₂在70℃左右溶解于100mL的蒸馏水中配制而成)置于15mL比色管中，振荡0.5min，再静置约15min，待用。(5)以2mL蒸馏水代替木聚糖硫酸酯化衍生物水解液，其他试剂量不变，放入15mL比色管中，振荡后静置15min左右，待用。(6)以步骤(5)中的空白样为参比溶液，使用UV-2450型紫外分光光度计在360nm的波长下测定步骤(4)中所配溶液的吸光度。(7)标准曲线的绘制：将空白样中的蒸馏水换成一系列不同浓度0.01g/mL的K₂SO₄溶液，与BaCl₂-明胶溶液一起配制成10组不同浓度的标准液，在360nm处测定不同浓度的K₂SO₄溶液的吸光度，根据其不同浓度对应的吸光度，即可绘制出标准曲线。(8)样品的DS测定：将水解液在360nm处的吸光度代入标准曲线，找出对应的SO₄ ^2-的浓度，由取代度计算公式即可求得。

取代度计算公式：

$\mathrm{DS}=\frac{1.32\left[S\right]}{32-1.02\left[S\right]}$

式中，[S]代表蔗渣木聚糖硫酸酯中硫元素的含量。

本发明具有取代度高、原料利用率高、合成工艺易于控制、后处理工序简单、产品质量稳定的特点；制得的硫酸酯化蔗渣木聚糖具有良好的水溶性。

附图说明

图1为蔗渣木聚糖的紫外光谱图；

图2为本发明制备的硫酸酯化蔗渣木聚糖的紫外光谱图；

图3为原蔗渣木聚糖的红外光谱图；

图4为本发明制备的硫酸酯化蔗渣木聚糖的红外光谱图；

图5为原蔗渣木聚糖的SEM图；

图6本发明制备的硫酸酯化蔗渣木聚糖的SEM图。

具体实施方式

实施例：

将40mL吡啶用5A分子筛脱水，冰盐浴下冷却，然后将置于恒压分液漏斗中的2mL氯磺酸缓慢地滴加入吡啶中，控制流速和搅拌速度；反应瓶中出现白色固体时，加入无水甲酰胺助溶，待氯磺酸加入完毕，继续搅拌2小时；移入调至温度50℃的恒温水浴锅中，向反应体系中加入占木聚糖质量分数1％的催化剂氨基磺酸，再加入1g蔗渣木聚糖，酯化3小时；加入过量丙酮静置2h，倒出上清液再加入体积百分数为80％甲醇溶液，充分沉淀后抽滤，收集沉淀，重复洗涤若干次，得硫酸酯化蔗渣木聚糖初产品；用体积百分数为80％的乙醇水溶液洗涤2次，再用丙酮洗涤脱水，50℃真空干燥6h，得到蔗渣木聚糖硫酸酯。

测定硫酸酯化蔗渣木聚糖产物的DS为1.43，水溶性优良。

Claims (1)

1.一种硫酸酯化蔗渣木聚糖的制备方法，其特征在于具体步骤为：将吡啶用5A分子筛脱水，冰盐浴下冷却，然后将置于恒压分液漏斗中的氯磺酸缓慢地滴加入吡啶中，吡啶和氯磺酸的体积之比为15～25；反应瓶中出现白色固体时，加入无水甲酰胺助溶，待氯磺酸加入完毕，继续搅拌1～2小时；移入调至温度45～60℃的恒温水浴锅中，向反应体系中加入催化剂氨基磺酸，再加入蔗渣木聚糖，氯磺酸的体积和木聚糖的质量之比为1.2～2.0∶0.7～1.5，体积单位为毫升，质量单位为克，酯化2.5～4小时；加入过量丙酮静置2h，倒出上清液再加入体积百分数为75％～90％甲醇和水的混合溶液，充分沉淀后抽滤，收集沉淀，重复洗涤若干次，得硫酸酯化蔗渣木聚糖初产品；用体积百分数为75％～90％的乙醇水溶液洗涤2～3次，再用丙酮洗涤脱水，50℃真空干燥6h，得到蔗渣木聚糖硫酸酯。

Images