[发明专利]一种基于离子液体的米糠多糖硫酸酯制备方法

说明书

技术领域

本发明属于米糠深度加工和功能高分子技术领域，具体涉及一种以离子液体为反应介质的米糠多糖硫酸酯的制备方法。

背景技术

米糠是糙米碾白后的副产品，中国每年年产量超过1000万吨，米糠多糖存在于稻谷颖果皮层里，是目前尚未被充分开发利用的主要营养成分之一。已有研究表明米糠多糖具有显著的生物活性和保健功能，如抗氧化、抗肿瘤、降低血脂、调节血糖、抗细菌感染和增强免疫力等，因此受到国内外研究学者的广泛关注。

现有技术已可通过对脱脂米糠进行超声波或微波辅助浸提、热水浸提、离子交换、凝胶过滤纯化等工序获得纯度高达90%且具有一定生物学活性的米糠多糖（参见中国专利CN 1995069A），其具有一条以β→(1,3)位键合的吡喃半乳糖主链，该主链具有两个分支残基，分别是α-D-木糖-(1→4)-α-D-阿拉伯糖-(1→残基和α-D-葡萄糖-(1→4)-a-D-阿拉伯糖-(1→残基。为了进一步提高上述米糠多糖的生物学活性，还需对其空间结构、分子量及取代基种类、数目和位置进行修饰，其中，硫酸酯化是一种颇为有效的化学修饰手段。然而，现有米糠多糖硫酸酯化工艺还存在以下缺点：（1）反应介质为挥发性溶剂，不仅污染环境，且存在安全隐患；（2）酯化反应速率有限，生产效率较低；（3）产物得率及生物学活性有待进一步提高。

鉴于此，研究一种环保、安全、高效、高得率的硫酸酯化方法以获得更高生物学活性的米糠多糖具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有米糠多糖硫酸酯化工艺存在的上述缺陷，申请人经过研究改进，提供一种基于离子液体的米糠多糖硫酸酯制备方法。本发明方法以离子液体为反应介质，具有绿色环保、安全、高效、高得率的优点，所制米糠多糖硫酸酯生物学活性和抗肿瘤活性高。

本发明的技术方案如下：

一种基于离子液体的米糠多糖硫酸酯制备方法，先将终浓度0.1~5%（w/v）的米糠多糖悬浮于离子液体或含离子液体的N,N-二甲基甲酰胺混合溶剂中，于45~65℃快速搅拌混匀；在搅拌的条件下加入终浓度20~50%（v/v）酯化试剂，于80~90℃反应1~1.5h；反应完毕，用氢氧化钠调节溶液pH值至中性，乙醇醇沉得沉淀，将所得沉淀溶于蒸馏水，流水透析12~60 h，再蒸馏水透析24~48h，真空浓缩、冻干，即得米糠多糖硫酸酯成品；所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸盐或1-（4-磺酸基）丁基-3-甲基咪唑磺酸盐。 

其进一步的技术方案为：

所述混合溶剂中，所述离子液体的含量不低于80%（v/v）。

所述酯化试剂为氯磺酸和吡啶的复合物，二者体积比为1:4。

所述酯化反应温度最优选为80℃，反应时间最优选为1h。

所述离子液体优选为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐。

鉴于现有米糠多糖硫酸酯化工艺存在的反应介质污染环境、反应效率低、终产物生物活性不高等弊端，发明人经过研究摸索发现，用具有低蒸汽压、不挥发性、高热稳定性、低毒性特点的离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐等）替代或部分替代原来的有机溶剂（如N,N-二甲基甲酰胺）可很好地解决上述问题，发明人经过进一步摸索优化离子液体预处理工艺及酯化工艺条件，提供了一种绿色环保、安全、高效的硫酸酯化方法，该方法具有如下优点：（1）以离子液体为反应介质，挥发性极低，环境友好，无毒无害，不存在安全隐患；（2）以离子液体为反应介质，硫酸酯化反应速率得以明显加快，反应更易进行，产物得率高；（3）终产物米糠多糖硫酸酯生物学活性高，其取代度最高可达0.5033（S%，多糖硫含量），远高于国内外现有水平；（4）经试验证实，本发明所制米糠多糖硫酸酯对肿瘤细胞的增殖具有明显抑制作用，证明本发明米糠多糖硫酸酯具备良好的抗肿瘤活性，有望制备成抗肿瘤药物，市场应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明实施例1所制米糠多糖硫酸酯红外光谱分析图，曲线1为未酯化米糠多糖，曲线2为米糠多糖硫酸酯。

图2为本发明实施例2所制米糠多糖硫酸酯红外光谱分析图，曲线1为未酯化米糠多糖，曲线2为米糠多糖硫酸酯。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的说明。