CN103910768A - 一种6-氨基乳糖及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及日化领域及医药行业，具体讲是一种6-氨基乳糖及其制备和应用。6-氨基乳糖如式（1）所示，制备为将经修饰的乳糖与叠氮钠在70-80℃条件下反应16-24h，经纯化，即得到6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖，6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖经三苯基膦还原得6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖，而后经肼解或水解反应，即得到6-氨基乳糖；所述叠氮钠的摩尔量是乳糖的2至3倍；三苯基磷与乳糖摩尔量的比为4:1。本发明合成步骤简单，易于推广，所需设备及原料易得。本发明通过有效的合成手段得到的6-氨基乳糖，利用乙酰基保护是产物容易纯化。本发明合成步骤简单，易于推广，所需设备及原料易得。本发明所得产品可广泛用于生物、医药、食品、化工等领域。

Description

一种6-氨基乳糖及其制备和应用
技术领域
本发明涉及日化领域及医药行业，具体讲是一种6-氨基乳糖及其制备和应用。 
背景技术
乳糖（lactose）是二糖的一种，分子式是C12H22O11，是在哺乳动物乳汁中的双糖，因此而得名。它的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成。味微甜，牛乳中约含乳糖4％，人奶中含5到7％。工业中从乳清中提取，用于制造婴儿食品、糖果、人造牛奶等。医学上常用作矫味剂。 
工业中从乳清中提取，用于制造婴儿食品、糖果、人造牛奶等。医学上常用作矫味剂。 
本品为白色的结晶性颗粒或粉末；无臭，味微甜。在水中易溶，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。 
天然带有氨基的壳聚糖受重视的根本原因就在于其游离的氨基，可以看出氨基在糖类的生物活性方面起到至关重要的作用。乳糖没有的到足够的应用是由于没有活性基团，将乳糖的六位羟基转换成氨基，可将基团活化，并可以加强乳糖的抗氧化能力。氨基乳糖还可以进行后续反应，形成季铵盐，席夫碱等提高乳糖的生物活性。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种6-氨基乳糖及其制备和应用。 
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：（定稿后讲讲权利要求书中内容复制到此处） 
乳糖（lactose）是二糖的一种，分子式是C12H22O11，是在哺乳动物乳汁中的双糖，因此而得名。它的分子结构是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成。 
本发明所具有的优点：本发明通过有效的合成手段得到的氨基乳糖，合成条件简单，成本较低，在引入较羟基活泼的氨基后，氨基乳糖的反应活性极大的提高，比如可以形成亲水性的季铵盐、Schiff碱，酰胺等衍生物提高乳糖的高值化利用度，从而提高了乳糖的可利用性。利用乙酸酐保护乳糖的仲羟基，使水溶性的乳糖衍生物的水溶性降低，更易纯化样品，提高产率。另外对乳糖的抗氧化性也有很大的提高（参见表1）。 
本发明合成步骤简单，易于推广，所需设备及原料易得。本发明通过有效的合成手段得到的6-氨基乳糖，利用乙酰基保护是产物容易纯化。本发明合成步骤简单，易于推广，所需设备及原料易得。本发明所得产品可广泛用于生物、医药、食品、化工等领域。 
附图说明
图1为本发明实施例提供的乳糖的红外谱图。 
图2为本发明实施例提供的制备所得6-氨基乳糖的红外谱图。 
图3为本发明实施例提供的制备所得6-氨基乳糖的1HNMR谱。 
具体实施方式
实施例1 
氨基乳糖为式（1）所示的化合物。 
具体合成过程为： 
（1）1.8g乳糖和3.4g N-溴代丁二酰亚胺溶解至50mLDMF中，在冰水浴中加入5.7g三苯基磷，在冰水浴中反应10min后将反应体系温度升温至70℃，反应在70℃下进行3h后将反应液倾入150mL丙酮中，析出沉淀。沉淀经抽滤后依次经丙酮、乙醚洗涤，洗涤后沉淀直接溶于吡啶中，向反应液加入7ml乙酸酐，反应12h后，将反应液倾倒入300ml冰水中，析出沉淀，沉淀经抽滤后依次经水、乙醇洗涤后真空冷冻干燥，得到6-溴-2，3，4-乙酰乳酸（2.5g），备用。 
上述所得产物6-溴-2，3，4-乙酰乳酸（2.5g）溶解至50ml N,N二甲基甲酰胺中与1g叠氮钠在70℃下反应24h。反应结束后用200mL冰水将产物析出，在分别用水，乙醚洗涤产物后，-50℃真空干燥得6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖1.2g，备用。 
（2）将步骤（1）所得的产品6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖1.2g与三苯基膦1g溶解至50mL丙酮中，在25℃反应24h后向反应体系中加入1mL纯净水，之后继续反应24h。反应结束后将丙酮蒸干，用100mL乙醚将洗涤沉淀，分别用水，乙醚洗涤并抽滤后，-50℃真空干燥即得6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖0.6g，备用。 
（3）将步骤（2）得到的产物0.6g溶于50ml乙醇中，加入10ml85％的水合肼80℃反应6h后，蒸干溶液，用乙醇，乙醚洗涤沉淀，-50℃真空干燥即得6-氨基乳糖。 
所得产品6-氨基乳糖为淡黄色粉末，易溶于水，微溶于乙醇、乙醚。其红外谱图参图2,其1HNMR谱见图3。 
其中乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合形成。 
从图2可知与乳糖原料相比，新增加的1596.77cm-1为伯氨基的特征吸收峰(郭楚振.糖类化学[M].北京:化学工业出版社2005.106—108)。从图3可知化学位移为1.75,1.88处的氢为新加入氨基的氢,以及2.65和2.37处化学位移的氢为与氨基相连的碳上的不对称氢(T.M.Rogge and C.V.Stevens.Facilitated Synthesis of Inulin Esters by Transesterification[J].Biomacromolecules2004,5,1799-1803).以上分析数据证明氨基基团接入乳糖。 
实施例2 
与实施例1不同之处在于： 
（1）3.6g乳糖和6.8gN-溴代丁二酰亚胺溶解至75mLDMF中，在冰水浴中加入10.4g三苯基磷，在冰水浴中反应30min后将反应体系温度升温至70℃，反应在70℃下进行3h后将反应液倾入300mL丙酮中，析出沉淀。沉淀经抽滤、丙酮洗涤，直接将沉淀溶于吡啶中，向反应液加入15ml乙酸酐，反应12h后，将反应液倾倒入300ml冰水中，沉淀经水、乙醚洗涤后真空冷冻干燥，得到6-溴-2，3，4-乙酰乳糖4.5g，备用。 
上述所得产物6-溴-2，3，4-乙酰乳糖（4.5g）溶解至75ml N,N二甲基甲酰胺中与1.8g叠氮钠在70℃下反应24h。反应结束后用200mL冰水将产物析出，分别用水，乙醚洗涤产物后，-50℃真空干燥得6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖2.0g，备用。 
（2）将步骤（1）所得的产品6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖2.0g与三苯基膦1.8g溶解至50mL丙酮中，在25℃反应24h后向反应体系中加入1.8mL纯净水，之后反应继续24h。反应结束后用100mL乙醚将产物析出，分别用水，乙醚洗涤产物并抽滤后，-50℃真空干燥即得6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖1.0g，备用。 
（3）将步骤（2）得到的6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖1.0g溶于75ml乙醇中，加入20ml85％的水合肼80℃反应4h后，蒸干溶液，用乙醇，乙醚洗涤沉淀，-50℃真空干燥即得6-氨基乳糖。 
实施例3 
与实施例1不同之处在于： 
（1）1.8g乳糖和3.4g N-溴代丁二酰亚胺溶解至50mLDMF中，在冰水浴中加入5.7g三苯基磷，在冰水浴中反应10min后将反应体系温度升温至70℃，反应在70℃下进行3h后将反应液倾入150mL丙酮中，析出沉淀。沉淀经抽滤后依次经丙酮、乙醚洗涤，洗涤后沉淀直接溶于吡啶中，向反应液加入7ml乙酸酐，反应12h后，将反应液倾倒入300ml冰水中，析出沉淀，沉淀经抽滤后依次经水、乙醇洗涤后真空冷冻干燥，备用。所制产物为6-溴-2，3，4-乙酰乳糖（2.5g）溶解至50ml N,N二甲基甲酰胺中与1g叠氮钠在70℃下反应24h。反应结束后用200mL冰水将产物析出，分别 用水，乙醚洗涤产物后，-50℃真空干燥得6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖1.2g，备用。 
（2）将步骤（1）所得的产品6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖1.2g与三苯基膦1g溶解至50mL丙酮中，在25℃反应24h后向反应体系中加入1mL纯净水，之后继续反应24h。反应结束后将丙酮蒸干，用100mL乙醚将洗涤沉淀，分别用水，乙醚洗涤并抽滤后，-50℃真空干燥即得6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖0.6g，备用。 
（3）将步骤（2）得到的产物0.6g溶于2.5mo l/L的甲醇钠溶液中常温反应1h，蒸干溶液，用甲醇，乙醚洗涤至中性，-50℃真空干燥即得产品。 
应用例 
清除羟自由基抗氧化能力的测定: 
分别测定上述合成的6-氨基乳糖与乳糖的清除羟自由基的能力并做对比:将实施例1-3制备的6-氨基乳糖和实验用乳糖真空冷冻干燥至恒重后，分别配制表1中所需浓度,总体积为4.5ml的反应液含以下试剂：配制的不同浓度的6-氨基乳糖或乳糖溶液1ml，磷酸缓冲液1mL（配制磷酸缓冲液：分别取41.58gNa2HPO4·2H2O、5.2887g NaH2PO4·2H2O，加水定溶至1000ml），360ug/ml的番红花粉1ml,2mmol/LEDTA-Fe0.5ml和3％过氧化氢1ml，反应液于试管中混匀,在37℃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). 
清除羟自由基能力(％)=[（A样品520nm-A空白520nm）/（A对照520nm-A空白520nm）]×100％ 
实验结果:所合成的氨基乳糖与乳糖的清除羟自由基能力如表1所示,所合成氨基乳糖的清除羟自由基能力明显优于乳糖。 
表1,氨基乳糖糖与乳糖的清除羟自由基的能力（％） 

Claims (10)

1.一种6-氨基乳糖，其特征在于：如式（1）所示，
2.一种权利要求1所述的6-氨基乳糖的制备方法，其特征在于：将经修饰的乳糖与叠氮钠在70-80℃条件下反应16-24h，经纯化，即得到6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖，6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖经三苯基膦还原得6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖，而后经肼解或水解反应，即得到6-氨基乳糖；所述叠氮钠的摩尔量是乳糖的2至3倍；三苯基磷与乳糖摩尔量的比为4:1。
3.按权利要求2所述的6-氨基乳糖的制备方法，其特征在于：所述纯化将反应结束后产物用乙醇析出，而后依次用乙醇、乙醚洗涤，而后真空冷冻干燥，即得6-氨基乳糖。
4.按权利要求2所述的6-氨基乳糖的制备方法，其特征在于：所述经修饰的乳糖为将乳糖的伯羟基经溴代，其他位羟基乙酰化。
5.按权利要求3所述的6-氨基乳糖的制备方法，其特征在于：所述乳糖的伯羟基经溴代是指将乳糖与N-溴代丁二酰亚胺（NBS）和三苯基膦在惰性气体保护下40-70℃反应2—12h经纯化和冷冻干燥后备用；其中，N-溴代丁二酰亚胺的摩尔量是乳糖的4-8倍；三苯基膦的摩尔量为乳糖的4-8倍。
6.按权利要求3所述的6-氨基乳糖的制备方法，其特征在于：所述乳糖其他位羟基乙酰化是指将6-溴代乳糖与乙酸酐在常温下反应12h；乙酸酐的摩尔量是乳糖的8-12倍。
7.按权利要求2所述的6-氨基乳糖的制备，其特征在于：所述6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖经三苯基膦还原是指将6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖与三苯基膦在18-25℃反应24-48h后，向反应体系中加15mL纯净水继续反应24-48h，经纯化和冷冻干燥后得6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖；所述三苯基膦与6-叠氮-2，3，4-乙酰乳糖摩尔量的比为4:1。
8.按权利要求2所述的6-氨基乳糖的制备，其特征在于：所述6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖肼解反应是将6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖与水合肼在80℃条件下反应4-6h；水合肼的摩尔量是乳糖的6-10倍。
9.按权利要求2所述的6-氨基乳糖的制备，其特征在于：所述6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖水解反应是将6-氨基-2，3，4-乙酰乳糖溶于甲醇钠在常温下搅拌反应0.5-1h；甲醇钠的摩尔浓度是2.5mol/L。
10.一种权利要求1所述的6-氨基乳糖的应用，其特征在于：所述6-氨基乳糖可作为抗氧化剂。
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