CN102399304A - 一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯及其合成方法和应用 - Google Patents

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本发明涉及日化领域及医药行业，具体的说是一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯及其合成方法和应用。没食子酸壳聚糖季胺盐酯是由壳聚糖三甲基季胺盐与酰化后的没食子酸反应所得如式(1)所示，

Description

一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯及其合成方法和应用
技术领域
本发明涉及日化领域及医药行业，具体的说是一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯及其合成方法和应用。 
背景技术
壳聚糖(Chitosan)是一种广泛存在于自然界中的可再生、无毒副作用，生物相容性和降解性良好的天然氨基多糖，其自身及其衍生物具有许多独特的生理、药理功能性质，被广泛应用于医药、食品、农业、日化、环保等多种行业领域中。壳聚糖本身特殊的结构和性质，具有杀菌、抑菌活性，以及无毒、无污染的特性，可以作为修饰的对象以期开发出二次先导化合物。壳聚糖三甲基季铵盐与壳聚糖相比除具有多种更好的生物活性外，还具有非常好的水溶性，但是很少有对壳聚糖三甲基季铵盐进行进一步修饰的产品。所以，对壳聚糖进行进一步的修饰，具有很大的开发前景。 
没食子酸为一种主要从植物中提取的抗氧化剂，可以在食品、医药、化状品工业中广泛应用。但是由于分子量低，使得没食子酸热稳定性差，并导致其抗氧化效率低，这一不足已限制了没食子酸做为抗氧化剂的使用。已有文献报道将其接入高分子化合物上，可以增强没食子酸的稳定性，提高其抗氧化效率。扩大其应用范围。 
同时壳聚糖做为多羟基化合物本身也具有一定的抗氧化性，而壳聚糖三甲基季铵盐与壳聚糖相比除具有更好抗氧化性外，还具有良好水溶性这一特点。针对壳聚糖三甲基季铵盐的抗氧化性，接入具有良好抗氧化性的活性基团，有望得到更高活性的壳聚糖衍生物。 
发明内容
本发明目的在于提供一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯及其合成方法和应用。 
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 
一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯：没食子酸壳聚糖季胺盐酯是由壳聚糖三甲基季胺盐与酰化后的没食子酸反应所得如式(1)所示， 
Figure BSA00000548388100011
没食子酸壳聚糖季胺盐酯的合成方法：没食子酸酰化后与壳聚糖三甲基季胺盐在过量的有机相中以-5--25℃条件下反应8-16h，纯化后即得没食子酸壳聚糖季胺盐酯；所述加入没食子酸的摩尔量是壳聚糖三甲基季胺盐的1-3倍。 
所述有机相为四氢呋喃或1，4-二氧六环有机溶剂。所述没食子酸酰化是在惰性气体的保护下没食子酸与过量二氯亚砜在有机相中反应为1-3小时；所述二氯亚砜摩尔质量为没食子酸糖摩尔质量的2-5倍。所述有机相为N-甲基吡咯烷酮。所述惰性气体为氮气。 
本发明所具有的优点：本发明所得化合物没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐酯与壳聚糖相比，其抗氧化性得到很大提高。因为没食子酸就是一种常用的抗氧化剂，而将其接入壳聚糖季铵盐时并完破坏其主要起抗氧化性的活性官能团—酚羟基。另外本发明所得化合物没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐酯与没食子酸相比，由于没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐酯为大分子化合物，热稳定性好，使用范围广。以上两点增强了壳聚糖生物活性，起到增效作用，扩大了其应用领域，可在食品、化状品等日化领域广泛应用。 
同时在本发明合成工艺步骤简单，成本较低、所需设备及原料易得。 
附图说明
图1为本发明实施例提供的壳聚糖的红外光谱图。 
图2为本发明实施例提供壳聚糖三甲基季铵盐红外光谱图。 
图3为本发明实施例提供没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐酯红外光谱图。 
具体实施方式
下面再以实施例方式对本发明作进一步说明，给出本发明的实施细节，但并不旨在限定本发明的保护范围。 
实施例1 
没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐酯为(式1)所示化合物 
Figure BSA00000548388100021
没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐酯的合成： 
(1)在氮气的保护下3.4g没食子酸和2mL二氯亚砜在四氢呋喃溶剂中回流2小时后，减压蒸溜除去溶剂和多余二氯亚砜，得酰化没食子酸； 
(2)将2g壳聚糖三甲基季铵盐溶解在100mL N-甲基吡咯烷酮溶剂中。 
(3)将步骤(1)中酰化后的没食子酸与步骤(2)中所得壳聚糖三甲基季铵盐溶液在冰浴下混合，所得反应液在室温下反应8h。反应结束后，将反应液倾至600mL丙酮中，析出沉淀。沉淀依次经丙酮、四氢呋喃洗涤后真空冷冻干燥。所制产品为乳白色粉末，易溶于水，其红外谱图参见图2。 
所述壳聚糖三甲基季铵盐的制备参见Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 16(2006)6348-6350。 
由图1及图2可知图1为脱乙酰度为90％的壳聚糖：3421.10cm-1为O-H与N-H的伸缩振动吸收峰，2881.13cm-1为C-H伸缩振动的吸收峰，1600.63cm-1为NH2的弯曲振动吸收峰，1076.09cm-1与1153.22cm-1为C-O伸缩振动的吸收峰，898.85cm-1为壳聚糖六元环的伸缩振动吸收峰。 
图2为壳聚糖三甲基季铵盐的红外光谱图：红外光谱与文献谱图一致(Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 16(2006)6348-6350)其中，1650.77cm-1为季铵盐特征吸峰，1477.21cm-1为N-CH3伸缩振动的吸收峰。 
图3为没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐的红外光谱图：1739.48cm-1为酯羰基的特征吸收峰(Journal of agriculture and food chemistry 58(2010)9228 9234)，1511.92cm-1，748.25cm-1为苯的特征吸收峰(Carbohydrate Research 341(2006)351-354)，1646.91cm-1为季铵盐特征吸收峰。以上证明目标化合物的形成。 
实施例2 
与实施例1不同之处在于： 
(1)在氮气保护下，把2克没食子酸与2mL二氯亚砜在四氢呋喃溶剂中回流三小时后，减压蒸溜除去多余的二氯亚砜和溶剂后得酰化后的没食子酸。 
(2)将2g壳聚糖三甲基季铵盐与第一步所得酰化没食子酸，在100mLN-甲基吡咯烷酮溶剂混合后，在-3℃下搅伴反应10小时。 
(3)反应结束后用丙酮沉淀出所得产品，之后依次用丙酮与乙醇洗涤，然后真空下冷冻干燥，得到产品。 
实施例3 
与实施例1不同之处在于： 
1)在氮气的保护下，把1.7克没食子酸与2mL二氯亚砜在四氢呋喃溶剂中回流三小时后，减压蒸溜除去多余的二氯亚砜和溶剂后得酰化后的没食子酸。 
(2)将1g壳聚糖三甲基季铵盐与第一步所得酰化没食子酸，在100mL N-甲基吡咯烷酮溶剂混合后，在0℃下搅伴反应16小时。 
(3)反应结束后用丙酮沉淀出所得产品，之后依次用丙酮与乙醇洗涤，然后真空下冷冻干燥，得到产品。 
应用例 
去除羟自由基抗氧化能力的测定： 
分别测定所合成的没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐与壳聚糖三甲基季胺盐的去除羟自由基的能力并做对比： 
将实施例1-3制备的产品和壳聚糖三甲基季铵盐真空冷冻干燥至恒重后，分别配制表一中所需浓度，取所配制的溶液1mL、磷酸缓冲液1mL(配制磷酸缓冲液：分别取41.58gNa2HPO4·12H2O、5.2887gNaH2PO4·2H2O，加水定溶至1000ml。)，360ug/m的番红1ml，2mmol/LEDTA-Fe0.5ml，样品液1.0ml，3％过氧化氢1ml，于试管中混匀，于37度水浴中反应30min后，测定样品在520nm处的吸光度，空白组1ml蒸馏水替代供试样品，对照组1.0ml蒸馏水和1ml磷酸缓冲液替代样品和过氧化氢(注：被测样品均测两次，取平均值). 
去除羟自由基能力(％)[(A样品520nm-A空白520nm)/(A对照520nm-A空白520nm)]×100 
实验结果：上述实施例所合成没食子酸壳聚糖三甲基季胺盐(GATMC)和壳聚糖三甲基季铵盐(TMC)的去除羟自由基能力如表1所示，所合成的没食子酸壳聚糖三甲基季铵盐酯的去除羟自由基能力明显优于壳聚糖三甲基季铵盐。 
表1，GATMC和TMC的去除羟自由基的能力(％) 
Figure BSA00000548388100041

Claims (6)

1.一种没食子酸壳聚糖季胺盐酯，其特征在于：没食子酸壳聚糖季胺盐酯是由壳聚糖三甲基季胺盐与酰化后的没食子酸反应所得如式(1)所示，
Figure FSA00000548388000011
2.按权利要求1所述的没食子酸壳聚糖季胺盐酯的合成方法，其特征在于：没食子酸酰化后与壳聚糖三甲基季胺盐在过量有机相中以-5--25℃条件下反应8-16h，纯化后即得没食子酸壳聚糖季胺盐酯；所述加入没食子酸的摩尔量是壳聚糖三甲基季胺盐的1-3倍。
3.按权利要求2所述的没食子酸壳聚糖季胺盐酯的合成方法，其特征在于：所述有机相为四氢呋喃或1，4-二氧六环有机溶剂。
4.按权利要求2所述的没食子酸壳聚糖季胺盐酯的合成方法，其特征在于：所述没食子酸酰化是在惰性气体的保护下没食子酸与过量二氯亚砜在有机相中反应为1-3小时；所述二氯亚砜摩尔质量为没食子酸糖摩尔质量的2-5倍。
5.按权利要求4所述的没食子酸壳聚糖季胺盐酯的合成方法，其特征在于：所述有机相为N-甲基吡咯烷酮。
6.按权利要求4所述的没食子酸壳聚糖季胺盐酯的合成方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
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