CN110563855A - 一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法 - Google Patents

一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法 Download PDF

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孙曙光
冀利
苏理
贺晓芳
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Abstract

本发明涉及一种十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，具体地说就是一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法。一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，包括如下步骤：1)粉碎：将普鲁兰多糖采用低温超微粉碎方式粉碎；2)干燥：将粉碎后的普鲁兰多糖进一步干燥；3)酯化剂溶液制备：将酯化剂溶解于适量有机溶剂；4)反应底物混合：将步骤3)所得酯化剂溶液与干燥后的普鲁兰多糖按15～30:100混合均匀；5)低温除有机溶剂；6)高温反应；7)溶剂洗涤；8)溶剂回收；9)干燥。

Description

一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖 酯的合成方法
技术领域
本发明涉及一种十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，具体地说就是一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法。
背景技术
自组装(self-assembly)是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物体)自发形成有序结构的一种技术。自组装能否实现取决于基本结构单元的特性，如表面形貌、形状、表面功能团和表面电势等，组装完成后其最终的结构具有最低的自由能。内部驱动力是实现自组装的关键，这些驱动力包括范德华力、氢键、静电力等只作用于分子水平的非共价键力和那些能作用于较大尺寸范围的力，如表面张力、毛细管力等。纳米粒子，又称纳米尘埃，纳米尘末，指纳米量级的微观颗粒。自组装纳米粒子是指各种材料自发形成有序结构的纳米粒子。
天然多糖具有亲水、安全、稳定、无毒、生物可降解性、自然界存在广泛、易制备和价格便宜等优点同时，多糖分子链有较多不同种类的基团，经化学和生化方法修饰，可获得相应的功能化多糖衍生物。因此，应用多糖及其衍生物作为药物载体的研究报告日益增多。目前普鲁兰多糖衍生物的合成都是采用均相法，反应溶剂有：异丙醇与水为比例的混合溶剂、二甲基亚砜等溶剂，此方法在反应过程不仅要使用大量的有机溶剂导致生产成本高昂，而且后期环保费用较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，可以减少有机溶剂的使用，节省生产成本。
本发明解决该问题所采取的技术方案是：一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，其中十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成反应式为：
包括如下步骤：
1)粉碎：将普鲁兰多糖采用低温超微粉碎方式粉碎，温度控制在-10～-20℃，粉碎至280～320目；
2)干燥：将粉碎后的普鲁兰多糖进一步干燥，干燥温度为105～110℃±0.5℃，烘干时间为4～6h；
3)酯化剂溶液制备：将酯化剂溶解于有机溶剂中，溶解温度为55～65℃；
4)反应底物混合：将步骤3)所得酯化剂溶液与干燥后的普鲁兰多糖按15～30:100混合均匀；
5)低温除有机溶剂：将步骤4)所得混合液中放入真空干燥箱，干燥1h并回收有机溶剂。
6)高温反应：将步骤5)中所得混合物加入干燥箱中，加热进行多相反应；反应温度为105～120℃，反应3～5h；
7)溶剂洗涤：待上述步骤6)中所得反应产物冷却后，加入有机溶剂洗涤，有机溶剂与反应产物的质量比为1～3：1，温度为50～70℃，搅拌30min,除去未反应的酯化剂，过滤，得到滤液和滤渣；
8)溶剂回收：对步骤7)中过滤所得滤液中的有机溶剂常压蒸馏回收；
9)干燥：将步骤7)中滤渣进行干燥，干燥温度为70～90℃，得到产品。
作为优化，所述的步骤3)中酯化剂为十六烷基烯酮二聚体(AKD)，有机溶剂为正己烷。
作为优化，步骤5)中所述的真空蒸发回收的真空度为-20～-40KPa。
作为优化，步骤7)中有机溶剂为正己烷。
本发明的有益效果是：一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法存在以下优点：1、本专利方法采用固相反应，几乎没有反应物的损耗和流失，产品收率高；2、本专利方法与均相法比较，反应过程中使用的有机溶剂较少，另外，由于均相反应产物的提取工序中需要使用大量有机溶剂(如：乙醇，使用量通常为产物质量的50至100倍)将产物沉淀下来，而本专利方法省略了提取这一工序，并且在生产过程中有机溶剂回收率高，因此本专利方法能够大大降低生产成本；3、本专利方法在生产过程中几乎不产生废水、废气、废物等“三废”污染物,属清洁生产工艺。
附图说明
图1为原料与产物的红外光谱对比图；
其中，a普鲁兰多糖、b十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯、c十六烷基烯酮二聚体(AKD)。
具体实施方式
如图1所示：普鲁兰多糖在3317cm-1处为-OH伸缩振动峰；3008cm-1处为-CH伸缩振动峰。十六烷基烯酮二聚体(AKD)在1851、1697cm-1处为C＝O、C＝C结构的红外特征吸收峰，其中1851cm-1处为四元内酯环的特征峰。十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的红外谱图不仅保留了普鲁兰多糖的特征吸收峰外，还出现了几个新的特征峰:在2917、2850cm-1处出现了强而尖的峰，这是十六烷基烯酮二聚体(AKD)与普鲁兰多糖反应后，AKD的长链烷基上—CH2的伸缩振动吸收峰，并且在指纹区有所体现。十六烷基烯酮二聚体(AKD)在1697cm-1处有很强的吸收峰，这是C＝O伸缩振动吸收峰，而十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯在1728cm-1处有吸收峰，峰的强度变弱并且有所偏移，证明十六烷基烯酮二聚体(AKD)分子与普鲁兰多糖发生了反应，生成了十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯。
实施例1：
一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，包括如下步骤：
1)粉碎：取100g普鲁兰多糖采用低温超微粉碎方式粉碎，温度控制在-10℃，粉碎至280目；
2)干燥：将粉碎后的普鲁兰多糖进一步干燥，干燥温度为105℃±0.5℃，烘干时间为4h；
3)酯化剂溶液制备：将15g十六烷基烯酮二聚体(AKD)加入到20ml正己烷中，加热到55℃溶解；
4)反应底物的混合：将步骤3)所得酯化剂溶液与干燥后的普鲁兰多糖按15:100混合均匀；
5)低温除有机溶剂：将步骤4)所得混合液放入真空干燥箱，真空度为-20KPa，干燥1h，并回收正己烷。
6)高温反应：将已去除正己烷的反应混合物放入干燥箱中，控制反应温度为105℃，进行多相反应，反应3h；
7)溶剂洗涤：待上述步骤6)中所得反应产物冷却后，加入150ml(约100g)正己烷洗涤，搅拌加热至50℃，继续搅拌30min,过滤，得到滤液和滤渣；
8)溶剂回收：对步骤7)中过滤所得滤液中的有机溶剂常压蒸馏回收；
9)干燥：将步骤7)中滤渣进行干燥，干燥温度为70℃，并回收正己烷，得到产品112g，取代度为0.042。
实施例2：
一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，包括如下步骤：
1)粉碎：将100g普鲁兰多糖采用低温超微粉碎方式粉碎，温度控制在-20℃，粉碎至320目；
2)干燥：将粉碎后的普鲁兰多糖进一步干燥，干燥温度为110℃±0.5℃，烘干时间为6h；
3)酯化剂溶液制备：将30g十六烷基烯酮二聚体(AKD)加入到40ml正己烷中，加热到65℃溶解；
4)反应底物的混合：将步骤3)所得酯化剂溶液与干燥后的普鲁兰多糖按30:100混合均匀；
5)低温除有机溶剂：将步骤4)所得混合液放入真空干燥箱，真空度为-40KPa，干燥1h，并回收正己烷。
6)高温反应：将已去除正己烷的反应混合物放入干燥箱中，控制反应温度为120℃，反应5h；
7)溶剂洗涤：待上述步骤6)中所得反应产物冷却后，加入450ml(约300g)正己烷洗涤，搅拌加热至70℃，继续搅拌30min,过滤，得到滤液和滤渣；
8)溶剂回收：对步骤7)中过滤所得滤液中的正己烷常压蒸馏回收；
9)干燥：将步骤7)中滤渣进行干燥，干燥温度为90℃，得到产品126g，取代度为0.051。
实施例3：
一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，包括如下步骤：
1)粉碎：将100g普鲁兰多糖采用低温超微粉碎方式粉碎，温度控制在-15℃，粉碎至300目；
2)干燥：将粉碎后的普鲁兰多糖进一步干燥，干燥温度为107℃±0.5℃，烘干时间为5h；
3)酯化剂溶液制备：将20g十六烷基烯酮二聚体(AKD)加入到25ml正己烷中，加热到60℃溶解；
4)反应底物的混合：将步骤3)所得酯化剂溶液与干燥后的普鲁兰多糖按20:100混合均匀；
5)低温除有机溶剂：将步骤4)所得混合液中放入真空干燥箱，控制真空度为-30KPa，干燥1h并回收正己烷。
6)高温反应：将已去除正己烷的反应混合物放入干燥箱中，控制反应温度为110℃，进行多相反应，反应4h；
7)溶剂洗涤：待上述步骤6)中所得反应产物冷却后，加入300ml(约200g)正己烷洗涤，搅拌加热至60℃，继续搅拌30min,过滤，得到滤液和滤渣；
8)溶剂回收：对步骤7)中过滤所得滤液中的正己烷常压蒸馏回收；
9)干燥：将步骤7)中滤渣进行干燥，干燥温度为80℃，得到产品116g，取代度为0.09。
由实施例1～3可知，一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法生产十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯，产品取代度在0.042～0.09之间，收率高、原料损耗少，生产过程中几乎不产生废水、废气、废物等三废污染物。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)粉碎：将普鲁兰多糖采用低温超微粉碎方式粉碎，温度控制在-10～-20℃，粉碎至280～320目；
2)干燥：将粉碎后的普鲁兰多糖进一步干燥，干燥温度为105～110℃±0.5℃，烘干时间为4～6h；
3)酯化剂溶液制备：将酯化剂溶解于有机溶剂，溶解温度为55～65℃；
4)反应底物混合：将步骤3)所得酯化剂溶液与干燥后的普鲁兰多糖按15～30:100混合均匀；
5)低温除有机溶剂：将步骤4)所得混合液中放入真空干燥箱，干燥1h并回收有机溶剂；
6)高温反应：将步骤5)中所得混合物加入干燥箱中，加热进行多相反应；反应温度为105～120℃，反应3～5h；
7)溶剂洗涤：待上述步骤6)中所得反应产物冷却后，加入有机溶剂洗涤，有机溶剂与步骤6)中所得反应产物的质量比为1～3：1，温度为50～70℃，搅拌30min,除去未反应的酯化剂，过滤，得到滤液和滤渣；
8)溶剂回收：对步骤7)中过滤所得滤液中的有机溶剂常压蒸馏回收；
9)干燥：将步骤7)中滤渣进行干燥，干燥温度为70～90℃，得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，其特征在于：所述的步骤3)中酯化剂为十六烷基烯酮二聚体(AKD)，有机溶剂为正己烷。
3.根据权利要求1所述的一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，其特征在于：步骤5)中所述的真空蒸发回收的真空度为-20～-40KPa。
4.根据权利要求1所述的一种自组装纳米粒子材料——十八烷酰十八烷酸普鲁兰多糖酯的合成方法，其特征在于：所述的步骤7)中有机溶剂为正己烷。
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