CN109400770A - 一种抗癌活性蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的合成方法 - Google Patents

一种抗癌活性蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的合成方法 Download PDF

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    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof

Abstract

本发明公开了一种具有抗癌活性蔗渣木聚糖‑4‑乙酰氨基肉桂酸酯‑g‑AM/BA的合成方法。首先以蔗渣木聚糖为主要原料，以丙烯酰胺和丙烯酸丁酯为接枝单体，偶氮二异丁基脒为引发剂，合成了蔗渣木聚糖‑g‑AM/BA衍生物；再以4‑乙酰基肉桂酸为酯化剂，N,N‑二环己基碳二亚胺(DCC)与对甲苯磺酸为复合催化剂，在二氯甲烷溶剂中经催化酯化反应合成了蔗渣木聚糖4‑乙酰基肉桂酸酯‑g‑AM/BA。本发明工艺条件易于控制，与原料蔗渣木聚糖相比，产物蔗渣木聚糖‑4‑乙酰氨基肉桂酸酯‑g‑AM/BA的结构较为复杂，具有较高的生物活性、抗癌活性、水溶性和热稳定性，在医药与功能材料领域具有较大的应用潜力。

Description

一种抗癌活性蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的 合成方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种抗癌活性蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的合成方法。
背景技术
蔗渣木聚糖是一种存在于甘蔗渣中的异质多糖，其多羟基聚合结构具有独特的生物活性，主要是蔗渣木聚糖对胸腺细胞具有促进丝分裂和辅有丝分裂的功能。在研究过程中也发现蔗渣木聚糖具有抗癌活性，如可以抑制A431肿瘤细胞的增殖，但同时也发现蔗渣木聚糖的功能性不足，抗癌活性达不到理想的要求，需要通过化学改性来增强其生物活性。
蔗渣木聚糖衍生物尤其是酯化、接枝共聚物具有直接抑制癌细胞的作用。若将蔗渣木聚糖进行接枝反应，可以通过支链分子的延长成倍地提高蔗渣木聚糖本身的生物活性，因此选用与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸丁酯(BA)混合单体对蔗渣木聚糖进行改性。此外，4-乙酰氨基肉桂酸可以通过抗促变物质、调节代谢过程、诱导分化从而诱导癌细胞凋亡，而且不会损伤正常细胞。若向蔗渣木聚糖侧链羟基引入4-乙酰氨基肉桂酸基团可显著增强蔗渣木聚糖本身的抗癌活性。
本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，以丙烯酰胺和丙烯酸丁酯为接枝单体，偶氮二异丁基脒为引发剂，合成了蔗渣木聚糖-g-AM/BA衍生物；再以4-乙酰基肉桂酸为酯化剂，N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)与对甲苯磺酸为复合催化剂，在二氯甲烷溶剂中经催化酯化反应合成了蔗渣木聚糖4-乙酰基肉桂酸酯-g-AM/BA。
发明内容
本发明的目的是对蔗渣木聚糖的抗癌活性进行强化，扩大生物学应用范围，提供了一种蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的合成方法。
本发明的具体步骤为：
(1)将5～10g蔗渣木聚糖置于60℃真空恒温干燥箱内干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。
(2)称取0.3～0.7g偶氮二异丁基脒于50mL烧杯中，加入10～15mL去离子水，于20～30℃下搅拌均匀得引发剂溶液，备用。
(3)称取1～3g的丙烯酰胺(AM)和2～4g的分析纯丙烯酸丁酯(BA)于100mL烧瓶中，并加入10～20mL去离子水、0.1～0.2g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和1～1.5g工业级OP-10，采用高剪切乳化机搅拌分散1～1.5小时，配制混合单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗内，备用。
(4)称取3～6g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖于250mL四口烧瓶中，并向其中加入12～20mL去离子水，在40～60℃下搅拌25～30分钟。滴加步骤(4)所得混合单体溶液，控制在2～3小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.1～0.2g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔4～8分钟滴加0.3～1.3mL。待单体溶液、引发剂溶液滴加完毕后继续反应4～6小时。反应结束后，将物料冷却至室温。
(5)向步骤(4)所得物料中加入30～40mL分析纯丙酮沉析35～40分钟，过滤并用15～20mL无水乙醇洗涤、抽滤3次后，滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-g-AM/BA。
(6)依次称取1～3g步骤(5)所得蔗渣木聚糖-g-AM/BA、0.4～0.8g 4-乙酰氨基肉桂酸、0.5～2g N,N-二环己基碳二亚胺(DCC)、0.1～0.3g对甲苯磺酸和30～40mL分析纯二氯甲烷，加入到250mL四口烧瓶中，控制反应温度在70～75℃，搅拌反应6～9小时。待反应结束后，将物料冷却至室温。
(7)抽滤步骤(6)所得物料，并依次用20～25mL无水乙醇和15～25mL分析纯丙酮洗涤、抽滤3次。将滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱内干燥24小时至恒重，即得目标产物蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA。
(8)用酸碱滴定法测定步骤(7)所得蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的羧酸酯化取代度，操作方法如下：精确称量0.5g的产物样品，放入250mL锥形瓶中，加入5mL去离子水，然后滴入3滴酚酞指示剂。加入2.5mL0.5mol/L氢氧化钠的标准溶液，摇匀。在25℃下震荡皂化1小时。用10mL的去离子水冲洗塞子、锥形瓶的内壁，再用0.5mol/L盐酸标准溶液滴定至无色，即为终点。记录HCl消耗体积V1。在相同条件下，用酯化前的蔗渣木聚糖进行空白滴定，记录消耗的HCl标准溶液体积V0。羧酸酯化取代度(DSC)计算公式如下：
式中：
Wc——产物中含有酯羰基的质量分数，％；
V0——滴定蔗渣木聚糖接枝共聚衍生物消耗盐酸标准溶液体积，单位mL；
V1——滴定产物消耗的盐酸标准溶液体积。单位mL；
CHCl——盐酸标准溶液浓度，单位moL/L；
m——产物的质量，单位g；
M和132——羧酸酯化剂的酰基和蔗渣木聚糖脱水木糖单元的相对分子质量。
本发明所涉及合成方法工艺条件易于控制，产物蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的结构较为复杂，具有较高的生物活性、水溶性和热稳定性，在医药与功能材料领域具有较大的应用潜力。
附图说明
图1为原蔗渣木聚糖的SEM照片。
图2为蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸-g-AM/BA的SEM照片。
图3为原蔗渣木聚糖的IR图。
图4为蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸-g-AM/BA的IR图。
图5为原蔗渣木聚糖的XRD图。
图6为蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸-g-AM/BA的XRD图。
图7为原蔗渣木聚糖的TG及DTG曲线。
图8为蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸-g-AM/BA的TG及DTG曲线。
具体实施方式
实施例：
(1)将6g蔗渣木聚糖置于60℃真空恒温干燥箱内干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。
(2)称取0.4g偶氮二异丁基脒于50mL烧杯中，加入12mL去离子水，于20～30℃下搅拌均匀得引发剂溶液，备用。
(3)称取1g的丙烯酰胺(AM)和2g的分析纯丙烯酸丁酯(BA)于100mL烧瓶中，并加入10mL去离子水、0.15g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和1g工业级OP-10，采用高剪切乳化机搅拌分散1小时，配制混合单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗内，备用。
(4)称取4g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖于250mL四口烧瓶中，并向其中加入15mL去离子水，在40℃下搅拌25分钟。滴加步骤(4)所得混合单体溶液，控制在2小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.1g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔4分钟滴加0.5mL，待单体溶液、引发剂溶液滴加完毕后继续反应4小时。反应结束后，将物料冷却至室温。
(5)向步骤(4)所得物料中加入30mL分析纯丙酮沉析35分钟，过滤并用20mL无水乙醇洗涤、抽滤3次后，滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-g-AM/BA。
(6)依次称取2g步骤(5)所得蔗渣木聚糖-g-AM/BA、0.6g 4-乙酰氨基肉桂酸，1.5gN,N-二环己基碳二亚胺(DCC)、0.2g对甲苯磺酸和35mL分析纯二氯甲烷，加入到250mL四口烧瓶中，控制反应温度在75℃，搅拌反应8小时。待反应结束后，将物料冷却至室温。
(7)抽滤步骤(6)所得物料，并依次用25mL无水乙醇和25mL分析纯丙酮洗涤、抽滤3次。将滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱内干燥24小时至恒重，即得目标产物蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA。
(8)采用酸碱滴定法对蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的酯化度进行测定，测得DS为0.711。
产物蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸-g-AM/BA经IR分析，1736.72cm-1存在AM和酯键的羰基特征振动吸收峰，1679.76cm-1处为酰胺伸缩振动吸收峰，1648.68cm-1是碳碳双键伸缩振动吸收峰，1523.52cm-1处为苯环骨架伸缩振动吸收峰。SEM分析结果表明在经过反应后，产物表面凹凸不平，具有片状堆积结构，有非常明显的空隙和破损沟纹，证明经过改性后原结构表面发了改变。分析酯化接枝产物的TG及DTG曲线图，在200℃到250℃阶段，质量损失达到最多为23％，主要是蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA自身的分解造成的，最终产物在800℃时与原蔗渣木聚糖相比热稳定性明显提高。经XRD分析可知，改性后的产物在粉末2θ为17.90°、19.27°、20.76°、21.94°、26.56°处结晶峰增多，峰型较强说明结晶含量较多，结晶区完整。

Claims (1)

1.一种抗癌活性蔗渣木聚糖4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA的合成方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将5~10g蔗渣木聚糖置于60℃真空恒温干燥箱内干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖；
(2)称取0.3~0.7g偶氮二异丁基脒于50mL烧杯中，加入10~15mL去离子水，于20~30℃下搅拌均匀得引发剂溶液，备用；
(3)称取1~3g的丙烯酰胺和2~4g的分析纯丙烯酸丁酯于100mL烧瓶中，并加入10~20mL去离子水、0.1~0.2g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和1~1.5g工业级OP-10，采用高剪切乳化机搅拌分散1~1.5小时，配制混合单体溶液，倒入100mL恒压滴液漏斗内，备用；
(4)称取3~6g步骤(1)所得干基蔗渣木聚糖于250mL四口烧瓶中，并向其中加入12~20mL去离子水，在40~60℃下搅拌25~30分钟；滴加步骤(4)所得混合单体溶液，控制在2~3小时滴加完毕；当加至单体溶液体积的1/2时，加入0.1~0.2g N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；同时，分批加入步骤(3)所得引发剂溶液，每隔4~8分钟滴加0.3~1.3mL；待单体溶液、引发剂溶液滴加完毕后继续反应4~6小时；反应结束后，将物料冷却至室温；
(5)向步骤(4)所得物料中加入30~40mL分析纯丙酮沉析35~40分钟，过滤并用15~20mL无水乙醇洗涤、抽滤3次后，滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-g-AM/BA；
(6)依次称取1~3g步骤(5)所得蔗渣木聚糖-g-AM/BA，0.4~0.8g 4-乙酰氨基肉桂酸，0.5~2g N,N-二环己基碳二亚胺，0.1~0.3g对甲苯磺酸和30~40mL分析纯二氯甲烷，加入到250mL四口烧瓶中，控制反应温度在70~75℃，搅拌反应6~9小时；待反应结束后，将物料冷却至室温；
(7)抽滤步骤(6)所得物料，并依次用20~25mL无水乙醇和15~25mL分析纯丙酮洗涤、抽滤3次；将滤饼放入表面皿中，置于50℃真空恒温干燥箱内干燥24小时至恒重，即得蔗渣木聚糖-4-乙酰氨基肉桂酸酯-g-AM/BA。
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