[发明专利]一种海藻糖衍生物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种海藻糖衍生物及其制备方法和应用，属于食品添加剂合成技术领域。

背景技术

1832年，Wigge从黑麦中首次分离得到海藻糖，之后研究发现海藻糖广泛存在于动植物体和微生物体内，如虾、海藻等海洋生物。海藻糖是由两个吡喃环葡萄糖分子以α-1,1-糖苷键连接的非还原性二糖，其化学结构式如下所示：

现有技术中经过研究表明，海藻糖分子中存在一种简单的双折轴向对称结构，在水溶液中，两个椅式构向的葡萄糖分子通过糖苷键的氧原子形成对称的空间结构，这种特殊的化学结构决定了它不同于其他双糖的生物学特性。理论上海藻糖存在三种正位异构体，即α,α型、α,β型、β,β型，但在自然界中广泛存在的只有α,α型，即为通常所说的海藻糖。海藻糖和蔗糖是同分异构体，但是，海藻糖的甜度却是蔗糖的45%左右，通常以二水化合物的形式存在，其水溶液性质稳定，无色无嗅，口感略甜。

海藻糖作为生物活性物质的稳定剂和保护剂，广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。在食品工业中的应用，其作用主要有防止淀粉老化，防止蛋白质变性，抑制食品中的异味、臭味及对食品的保鲜作用；在医药方面的应用，海藻糖在医药工业可用作试剂药和诊断药的稳定。现有的也有从海藻糖具有的非还原性、稳定性、对生物大分子的保护作用及提供能源等功能和特性出发，探讨海藻糖在医药上的应用。如应用于移植内脏器的储存、淋巴激素、抗生素、酶等各种容易失去活性物质改良与稳定和牙膏、内服药、糖衣片剂等的甜味剂和改良剂。用海藻糖干燥抗体，如疫苗、血小板、病毒、淋巴细胞等生物活性物质无需冷冻，待复水后均能恢复活力。因此，海藻糖具有非常广泛的应用价值。对海藻糖进行结构修饰，合成海藻糖的衍生物，以获得更好的应用性能或拓宽应用范围，无疑都是比较有意义的。孙月娥等合成了一系列脂肪酸海藻糖酯，分别是油酸海藻糖酯、亚油酸海藻糖酯、亚麻酸海藻糖酯、EPA海藻糖酯及DHA海藻糖酯，并考察了表面张力、CMC等界面性质。铁翠娟等以吸附在硅藻土上的假丝酵母制成的固定化脂肪酶为催化剂，催化合成了6,6’-海藻糖月桂酸酯，该海藻糖衍生物也具有较好地表面活性性能。王敏等设计、合成了以α,α-海藻糖(α,α-trehalose)为原料,经过澳化、乙酰化、叠氮化、催化氢化、缩合及胍基化等6步反应合成海藻糖衍生物，该海藻糖衍生物抗HIV-1Tat蛋白-TAR RNA结合活性。刘兆鹏硕士论文设计、合成了抗肿瘤侵袭海藻糖衍生物，但是，目前研究表明海藻糖衍生物在抑菌性能方面还未见有报道。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的问题，提供一种海藻糖衍生物及其制备方法和应用，解决的问题是提供一种新的海藻糖衍生物，具有较好的抑菌效果。

本发明的目的之一是通过以下技术方案得以实现的，一种海藻糖衍生化合物，该海藻糖衍生化合物如下式Ⅰ所示：

式Ⅰ中R选自H或甲基。

本发明的海藻糖衍生物通过在海藻糖的伯羟基中引入琥珀酸，发现合成的新的化合物在抑菌性能方面有较好的效果，而该海藻糖衍生物并未表现出其在抗肿瘤等性能方面的活性，这也说明了海藻糖衍生化合物的活性具有一定的不确定性，需要经过大量的研究，而本发明通过研究发析发现了海藻糖与琥珀酸酐类化合物反应合成的海藻糖衍生化合物具有较好的抑菌活性，其能够应用在食品添加剂中，防腐剂、抗菌剂等，具有较好的市场前景。

本发明的目的之二是通过以下技术方案得以实现的，一种海藻糖衍生化合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、在4-二甲氨基吡啶和敷酸剂的作用下，使海藻糖和三苯基氯甲烷进行反应，得到式Ⅱ化合物6,6’-二三苯基甲基-α,α-D-海藻糖；

B、在氢化钠的作用下，使式Ⅱ化合物6,6’-二三苯基甲基-α,α-D-海藻糖与苄基溴进行反应，得到式Ⅲ化合物2,2’,3,3’,4,4’-六苄氧基-α,α-D-海藻糖；

C、使式Ⅲ化合物脱去Trt保护基，得到式Ⅳ化合物2,2’,3,3’,4,4’-六苄氧基-α,α-D-海藻糖；

D、在4-二甲氨基吡啶的作用下，使式Ⅳ化合物与琥珀酸酐在极性有机溶剂中进行反应，得到式Ⅴ化合物2,2’,3,3’,4,4’-六苄氧基6,6’-二琥珀酸-α,α-D-海藻糖酯；

E、在Pd(OH)₂/C的作用下，使式Ⅴ化合物进行氢化脱去Bn保护基，得到式Ⅰ化合物；