[发明专利]离子液体中合成蔗渣木聚糖原儿茶酸酯-g-HEMA的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体中合成蔗渣木聚糖原儿茶酸酯‑g‑HEMA的合成方法。以蔗渣木聚糖为主要原料，原儿茶酸为酯化剂，对甲苯磺酸为催化剂，在离子液体氯化‑1‑丁基‑3‑甲基咪唑中经催化酯化反应合成蔗渣木聚糖原儿茶酸酯；再以该中间产物为原料，甲基丙烯酸羟乙酯为接枝单体，过硫酸铵为引发剂，在水溶液中合成最终产物蔗渣木聚糖原儿茶酸酯‑g‑HEMA。本发明通过原儿茶酸、甲基丙烯酸羟乙酯等分子活性基团的引入，使产物在应用于孔状运输载体、药物载体、医药及功能材料等领域具有一定的前景。

技术领域

本发明涉及生物质材料技术领域，特别是一种离子液体中合成蔗渣木聚糖原儿茶酸酯-g-HEMA的方法。

背景技术

天然多糖由于具有调节免疫、低毒的特点，能起到一定的预防和抗肿瘤作用，成为当今的研究热点。已知蔗渣木聚糖是半纤维素的一种重要组成成分，在植物的细胞壁中广泛存在，是一种天然多糖高分子材料，对人体友好，使用价值高。由于蔗渣木聚糖存在强烈的分子内氢键，大大限制了其应用的范围。应用酯化、接枝等化学修饰方法，引入相关活性基团，可弥补原蔗渣木聚糖生物活性及理化性质的缺陷，拓宽其在添加剂、药物及载体等领域的应用。

原儿茶酸属于酚酸类的一种，存在于多种食用植物中，临床上主要用于治疗慢性气管炎，具有一定的生物活性。将原儿茶酸通过酯化把相关活性基团引入到蔗渣木聚糖单元环上，再选用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为接枝单体与蔗渣木聚糖酯化进行接枝共聚反应，合成的产物中由于存在多个羟基活性位点，较同类的蔗渣木聚糖衍生物有更好的生物活性，衍生物的空间结构与原蔗渣木聚糖相比也有较大的变化。从工艺上看，由于使用的是离子液体氯化-1-丁基-3-甲基咪唑作反应溶剂，这为木聚糖的改性过程提供了一个高效稳定的反应体系，提高了反应的效率与转化率。

本发明以蔗渣木聚糖为主要原料，原儿茶酸为酯化剂，对甲苯磺酸为催化剂，在离子液体氯化-1-丁基-3-甲基咪唑中经催化酯化反应合成蔗渣木聚糖原儿茶酸酯；再以该中间产物为原料，甲基丙烯酸羟乙酯为接枝单体，过硫酸铵为引发剂，在水溶液中合成最终产物蔗渣木聚糖原儿茶酸酯-g-HEMA。

发明内容

本发明的目的是为了提高木聚糖的生物活性，提供一种离子液体中合成蔗渣木聚糖原儿茶酸酯-g-HEMA的方法。

本发明的具体步骤为：

(1)依次量取30～40mL分析纯N-甲基咪唑和40～50mL分析纯氯代正丁烷于装有温度计、回流冷凝管的250mL四口烧瓶中，在70～100℃下磁力搅拌，并保持回流40～50小时，得浅黄色的粘稠液体。

(2)将步骤(1)所得物料冷却至室温，先采用40～80mL分析纯乙酸乙酯洗涤2～3次，再置于70～80℃下旋转蒸发器中蒸发除去残留的乙酸乙酯，得到浅黄色的氯化-1-丁基-3-甲基咪唑离子液体，备用。

(3)称取7～9g蔗渣木聚糖放入玻璃皿中，置于50～60℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得干基蔗渣木聚糖。

(4)称取6.0～8.0g步骤(3)所得干基蔗渣木聚糖加入装有搅拌器、温度计和回流装置的250mL四口烧瓶中，并向其中加入3.0～4.0g原儿茶酸和60～70mL步骤(2)所得离子液体氯化-1-丁基-3-甲基咪唑，控制温度在30～40℃下搅拌30～40分钟至体系溶解均匀。

(5)向步骤(4)所得物料中加入0.90～1.20g催化剂对甲苯磺酸，在30～60℃温度下搅拌反应5～9小时后，冷却至室温。

(6)在步骤(5)所得物料体系中加入60～100mL分析纯无水乙醇，搅拌均匀，浸泡20～24小时，然后用40～60mL分析纯无水乙醇和40～60mL蒸馏水洗涤、抽滤2～3次。

(7)将步骤(6)所得滤饼放入表面皿中，再置于50～60℃的真空恒温干燥箱中干燥24小时至恒重，得蔗渣木聚糖原儿茶酸酯。