CN109354631A

CN109354631A - 一种可得然胶-曲酸衍生物的制备方法

Info

Publication number: CN109354631A
Application number: CN201811202533.2A
Authority: CN
Inventors: 陈美玲
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2019-02-19

Abstract

本发明公开了一种可得然胶‑曲酸衍生物的制备方法，属于抗氧化剂领域。本发明在可得然胶上引入曲酸，制备可得然胶‑曲酸衍生物，使可得然胶具有水溶性的同时，也能兼具曲酸的抗菌、抗氧化性，能延缓生物老化、改善生物老化症状、使皮肤保湿、使皮肤屏障增强的作用。

Description

一种可得然胶-曲酸衍生物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种可得然胶-曲酸衍生物的制备方法，属于抗氧化剂领域。

背景技术

随着人民生活水平提高，健康和绿色的概念越来越被大众所接受。开发高效、安全、广谱、性能稳定的天然抗氧化剂越来越受到研究者的关注。对天然抗氧化剂的市场需求也必然日益增长。

可得然胶是一种中性的不溶于水的微生物胞外多糖，具有热成胶性，可广泛应用于食品加工行业。又由于它的不溶于水的特性，限制了它的应用，但其分子结构中含有多个活泼-OH，是结构修饰的理想位点，可通过化学改性引入其它的基团，增强它的应用范围。

曲酸，是带有活性基团γ-吡喃酮基的化合物，具有一定的抗氧化作用，是一种由微生物经发酵途径制成的具弱酸性的有机化合物。曲酸存在于酱油、豆瓣酱等发酵食品中，具有抑菌能力、抗氧化性。可用作防腐剂、保鲜剂等。但，由于曲酸呈稀醇式的不稳定结构，长时间放置会氧化变质，导致其功能的降低甚至丧失，因此，需要对曲线进行改性，以达到结构稳定的曲酸衍生物。

目前，曲酸的改性，多采用天然多糖有壳聚糖，但壳聚糖与曲酸的反应是在有机溶剂中进行的，条件不温和，且对曲酸的改性效果不够理想。

发明内容

本发明在可得然胶上引入曲酸，制备可得然胶-曲酸衍生物，使可得然胶具有水溶性的同时，也能兼具曲酸的抗菌、抗氧化性，能延缓生物老化、改善生物老化症状、使皮肤保湿、使皮肤屏障增强的作用。

本发明首先提供了一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，由曲酸与氯化亚砜制备氯代曲酸，然后，由氯代曲酸与可得然胶反应得到可得然胶-曲酸衍生物。

具体地，所述方法包括以下步骤：

(1)将曲酸溶于二氯甲烷，添加氯化亚砜，反应一段时间；

(2)将步骤(1)所得的产物洗涤、过滤得到氯代曲酸固体，将氯代曲酸固体干燥后，得到白色或粉色的氯代曲酸粉末；

(3)将可得然胶溶于碱性溶液，搅拌均匀；

(4)在步骤(3)所得到的溶液中加入氯代曲酸粉末，搅拌反应一段时间；

(5)将步骤(4)得到的溶液用有机溶剂溶液洗涤沉淀，干燥沉淀，得到可得然胶-曲酸衍生物。

在本发明的一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：

(1)将曲酸溶于二氯甲烷，在室温下边搅拌边加入氯化亚砜，反应0.5～7h；

(2)将步骤(1)所得的产物用石油醚洗涤2-3次后，过滤得到氯代曲酸固体，将其干燥后，得到氯代曲酸粉末；

(3)将可得然胶溶于0.1～2mol/L NaOH溶液，室温下搅拌2～24h；

(4)在步骤(3)所得到的溶液中加入氯代曲酸粉末，加热到30～70℃搅拌，反应3～10h；

(5)将步骤(4)得到的溶液冷却到室温后用有机溶剂溶液洗涤沉淀，干燥，得到可得然胶-曲酸衍生物。

在一种实施方式中，步骤(1)中二氯甲烷的体积用量为曲酸质量的3～20倍，其中，体积的单位为ml，质量的单位为g；曲酸与氯化亚砜的摩尔比为1:1～5。

在一种实施方式中，所述步骤(3)中NaOH溶液的体积用量为可得然胶质量的40～60倍，其中，体积的单位为ml，质量的单位为g。

在一种实施方式中，所述步骤(4)中可得然胶与氯代曲酸粉末的质量比为1:(1～10)。

在一种实施方式中，所述步骤(5)中的有机溶剂是无水乙醇或丙酮，或者是任意比例的无水乙醇和丙酮组成的混合物。

参照上述方法制备得到的可得然胶-曲酸衍生物的分子结构通式为：

其中，R的取代度为10～180％。

本发明的有益效果：

1.本发明制备可得然胶-曲酸衍生物的反应时间短，反应条件容易控制，制备方法简单，效率高，生产成本低；

2.本发明制备得到的可得然胶-曲酸具有抗菌，抗氧化性，能延缓生物老化、改善生物老化症状、使皮肤保湿、使皮肤屏障增强的作用，具有活化基因、提高蛋白质表达、抑制癌症等作用，可以应用在制药，食品，日用化工产品中；

3.可得然胶本身不溶于水，限制了它的应用范围，本发明制得的可得然胶-曲酸衍生物能够溶解于水，拓展了可得然胶的应用范围。

附图说明

图1为可得然胶红外光谱图。

图2为实施例1制备得到的可得然胶-曲酸衍生物的红外光谱图。

图3为实施例1制备得到的可得然胶-曲酸衍生物的核磁氢谱图。

具体实施方式

实施例1

制备方法：(1)取5g的曲酸和25ml二氯甲烷溶剂混合，在室温下边搅拌边滴加4ml的氯化亚砜，反应0.5h；(2)将步骤(1)所得的固体用石油醚洗涤2-3次后，过滤得到氯代曲酸，将其干燥后，得到白色或粉色的氯代曲酸粉末；(3)取0.5g可得然胶在30mL的水中分散，再加入0.5g的NaOH固体，室温下搅拌3h，得到可得然胶-NaoH水溶液；(4)将可得然胶-NaoH水溶液倒入三口烧瓶中预热到60℃，在不断搅拌下加入0.5g氯代曲酸固体，反应2h；(5)将溶液用无水乙醇沉淀出黄色固体可得然胶-曲酸衍生物，然后将提取出的黄色固体可得然胶-曲酸衍生物干燥，即可。

由附图1可知，图1中在3320.80cm^-1处的宽峰为可得然胶O-H的伸缩振动吸收峰，以及它们之间形成的分子内和分子间氢键的特征吸收。2886.43cm^-1处的吸收峰归属为可得然胶上-CH₂的C-H伸缩振动吸收峰。1641.75cm^-1处的吸收峰可归属为水峰。1157.17cm^-1为C-O-C氧桥的不对称伸缩动峰。此外，在1068.81cm^-1和1030.85cm^-1处的吸收峰为糖环骨架C-O的伸缩振动峰，889.68cm^-1归属为β-(1→3)糖苷键的特征吸收。

附图2为可得然胶-曲酸衍生物的红外光谱，3329.92cm^-1和2888.41cm^-1处的峰型逐渐变宽，强度减弱，说明可得然胶分子间氢键等次价键被破坏，分子间作用力被削弱，内部结构变得疏松，分子排列的规整度降低，其结晶度也下降。1618.10cm^-1处的峰可归属为曲酸中的C＝C的伸缩振动峰，在1430.59cm^-1强烈的特征吸收和1295.93cm^-1处的峰，这是曲酸中5-羟基吡喃酮基中特征吸收的拓宽和转移，也即证明曲酸通过共价键连接到可得然胶分子链中。说明成功合成可得然胶-曲酸衍生物。而879.96cm^-1处对应的糖苷键的特征吸收峰前后变化不大，这说明合成前后可得然胶的分子基本骨架结构并未发生变化。

附图3是可得然胶-曲酸衍生物的核磁氢谱图，由图可知可得然胶葡萄糖残基上的多个化学位移则重叠在δ＝3.46-3.84ppm之间可归属为H2-H6的化学位移；δ＝4.70ppm可归属为可得然胶葡萄糖残基基上H1的化学位移以及溶剂峰。在δ＝4.42ppm,6.40ppm和7.67ppm处出现的三个化学位移，可分别归属为曲酸5-羟基吡喃酮基骨架上-CH2(H-7)、H-3’和H-6’各质子的化学位移。所以可以确认所制备的化合物为可得然胶-曲酸衍生物。

从附图3中积分面积计算出取代度

实施例2

制备方法：(1)取5g的曲酸和25ml二氯甲烷溶剂混合，在室温下边搅拌边滴加10ml的氯化亚砜，反应1h；(2)将步骤(1)所得的产品用石油醚洗涤2-3次后，过滤得到氯代曲酸，将其干燥后，得到白色或粉色的氯代曲酸粉末；(3)取0.5g可得然胶在30mL的水中分散，再加入1g的NaOH固体，室温下搅拌1h，得到可得然胶-NaoH水溶液A；(4)将A溶液倒入三口烧瓶中预热到30℃，在不断搅拌下加入3g氯代曲酸固体，反应5h；(5)将溶液用无水乙醇沉淀出黄色固体可得然胶-曲酸衍生物，然后将提取出的黄色固体可得然胶-曲酸衍生物干燥，即可。得到的可得然胶-曲酸衍生物的取代度为101％。

实施例3

制备方法：(1)取5g的曲酸和25ml二氯甲烷溶剂混合，在室温下边搅拌边滴加12ml的氯化亚砜，反应1h；(2)将步骤(1)所得的产品用石油醚洗涤2-3次后，过滤得到氯代曲酸，将其干燥后，得到白色或粉色的氯代曲酸粉末；(3)取0.5g可得然胶在30mL的水中分散，再加入4g的NaOH固体，室温下搅拌24h，得到可得然胶-NaoH水溶液A；(4)将A溶液倒入三口烧瓶中预热到70℃，在不断搅拌下加入5g氯代曲酸固体，反应10h；(5)将溶液用2:1的无水乙醇和丙酮的混合液沉淀出黄色固体可得然胶-曲酸衍生物，然后将提取出的黄色固体可得然胶-曲酸衍生物干燥，即可。得到的可得然胶-曲酸衍生物的取代度为180％。

应用实施例

选择实施例3得到的可得然胶-曲酸衍生物，对其进行抗氧化性测定：采用DPPH法来检测可得然胶-曲酸衍生物的抗氧化能力。DPPH法是一种快速、简便、灵敏、直接的方法。二苯代苦味酰基自由基(DPPH)是一种很稳定的自由基，在乙醇-去离子水溶液中呈深紫色。在527nm处有最大的吸收峰。当有自由基清除剂存在时，其单电子被结合而使颜色减退，在最大吸收波长处的吸光度减小，减小的程度与清除剂的清理能力及其数量呈定量关系。因此，通过在527nm波长处检测可得然胶-曲酸衍生物的抗氧化能力。自由基清除能力的表示：

实验步骤：(1)用无水乙醇配置0.1mmol/L的DPPH溶液，避光保存。(2)用去离子水配置不同浓度的可得然胶-曲酸衍生物。(3)将2mL测试样品溶液及2mL DPPH溶液加入到同一试管中，摇匀，室温下暗处静置30min后测定其吸光度A_sample,同时测定2mL DPPH溶液与2mL溶剂(蒸馏水)混合后的吸光度A_control，以及2mL测试样品溶液与2mL无水乙醇混合后的吸光度A_blank。每组进行3组平行实验。由表格1可看出，可得然胶-曲酸衍生物有很好的抗氧化能力。

表1.DPPH法来检测不同浓度的可得然胶-曲酸衍生物的抗氧化能力

样品浓度/mg/ml	0.05	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3
							A<sub>sample</sub>/nm	0.462	0.392	0.381	0.344	0.352	0.323
A<sub>control</sub>/nm	0.554	0.554	0.554	0.554	0.554	0.554
							A<sub>blank</sub>/nm	0.005	0.007	0.011	0.012	0.019	0.016
清除率/％	45.6	50.1	62.3	80.1	95.5	96

对比例1

在实施例1的基础上，其他条件不变，NaOH的用量降低为0.1g，NaOH溶液浓度为0.08mol/L，可得然胶在这样的碱性溶液中不能很好地溶解，反应不能正常进行。

对比例2

在实施例1的基础上，其他条件不变，氯代曲酸固体的用量降低为0.3g，生成的产品可得然胶-曲酸衍生物的取代度很低，不能溶解在水里。

对比例3

在实施例3的基础上，其他条件不变，氯代曲酸固体的用量提高到为6g，生成的产品可得然胶-曲酸衍生物的取代度不会再提高，而且产物的颜色变为深红褐色，影响到产品的使用范围。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，将氯代曲酸与可得然胶反应得到可得然胶-曲酸衍生物。

2.根据权利要求1所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将曲酸溶于二氯甲烷，添加氯化亚砜，反应一段时间；

(3)将可得然胶溶于碱性溶液，搅拌均匀；

3.根据权利要求1或2所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)将可得然胶溶于0.1～2mol/L NaOH溶液，室温下搅拌2～24h；

4.根据权利要求2或3所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，步骤(1)中二氯甲烷的体积用量为曲酸质量的3～20倍，其中，体积的单位为ml，质量的单位为g；曲酸与氯化亚砜的摩尔比为1:1～5。

5.根据权利要求2或3所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，所述步骤(3)中NaOH溶液的体积用量为可得然胶质量的40～60倍，其中，体积的单位为ml，质量的单位为g。

6.根据权利要求2～5任一所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，所述步骤(4)中可得然胶与氯代曲酸粉末的质量比为1:(1～10)。

7.根据权利要求2～6任一所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，所述步骤(5)中的有机溶剂是无水乙醇或丙酮，或者是任意比例的无水乙醇和丙酮组成的混合物。

8.根据权利要求2～7任一所述的一种制备可得然胶-曲酸衍生物的方法，其特征在于，可得然胶-曲酸衍生物的分子结构通式为：

9.一种可得然胶-曲酸衍生物，其特征在于，可得然胶-曲酸衍生物的分子结构通式为：

其中，R的取代度为10～180％。

10.应用权利要求9所述可得然胶-曲酸衍生物制备得到的防腐剂、保鲜剂、护肤品。