[发明专利]一种固定化脂肪酶催化柠檬酸功能化β-环糊精及其制备方法

说明书

一种固定化脂肪酶催化柠檬酸功能化β‑环糊精及其制备方法，属于载体材料领域。本发明采用β‑环糊精和柠檬酸为原料，固定化脂肪酶为催化剂，通过酯化反应制备得到了含有羧基的β‑环糊精，可以改善β‑环糊精的活性和亲水性。本发明采用β‑环糊精和柠檬酸为原料，固定化脂肪酶为催化剂，产物的活性和亲水性得到进一步的提高，其制备方法具有原料和催化剂绿色、反应温度温和和接枝率高的特点，且接枝率测试方法简便有效。

技术领域

本发明属于载体材料领域，具体涉及一种固定化脂肪酶催化柠檬酸功能化β-环糊精及其制备方法。

背景技术

β-环糊精是由1，4-糖苷键链接7个D-吡喃葡萄糖苷单元的环状低聚糖，β-环糊精具有两亲性、生物相容性好、免疫原性低、来源广泛和价格低廉的优点，可以提高药物的溶解性和稳定性，加强药物吸收，掩盖不必要的气味和味道，控制药物释放，通过生物屏障(载体)提高药物的渗透性，在药物制剂、食品、香料、化妆品、包装和纺织品等领域得到了广泛应用。但β-环糊精表面缺少羧基，难于与具有氨基的化合物结合，以合成新的化合物，可采用接枝改性的方法，改善β-环糊精的活性和亲水性。可用于接枝改性的化合物很多，因柠檬酸具有天然无毒、反应活性强和原料易得的多种优势，故选用柠檬酸作为β-环糊精的改性剂；脂肪酶由一种经过基因改性的米曲霉(Aspergillus oryzae)微生物进行深层发酵并吸附在大孔丙烯酸树脂上而制成。Novozym 435是一种热稳定脂肪酶的固定化制剂，是一种三酰甘油水解酶，它特别适用于酯类和胺类化合物的合成。Novozym435的位置专用性取决于反应物的种类。目前大部分酯化反应是用金属催化剂催化合成的，但是大多数的反应都会产生副产物以及相应的污染，生物酶催化法具有催化活性高，条件温和，而且具有绿色环保的特点。与传统的在水相催化反应相比，有机相的脂肪酶催化扩大了酶的应用范围。本发明采用β-环糊精和柠檬酸为原料，固定化脂肪酶为催化剂，产物的活性和亲水性得到进一步的提高，其制备方法具有原料和催化剂绿色、反应温度温和，且接枝率高的特点。本发明所制备的柠檬酸-β-环糊精接枝化合物可用作靶向给药的载体材料。

发明内容

针对上述不足本发明提供一种固定化脂肪酶催化柠檬酸功能化β-环糊精及其制备方法，其制备方法具有原料和催化剂绿色、反应温度温和，且接枝率高的特点。

本发明解决技术问题采用的方法步骤如下：

精确称取3gβ-CD加入25mL含有8mL二甲基亚砜的三口烧瓶中，再称取的1.739g的柠檬酸(CA)缓慢加入到烧瓶中，注意控制溶液的酸碱度在pH 6-8范围内，再加4-13mg固定化脂肪酶，升温至一定温度，在1500r/min的速度搅拌下，反应一定的时间，反应结束后，将产物倒入烧杯中，用无水乙醇/去离子水为65/35体积比例的溶液反溶，离心后，将产物放入50℃的真空干燥箱中干燥，得到固体粉末状产物β-CD-COOH。

原理：本发明涉及一种固定化脂肪酶催化柠檬酸功能化β-环糊精的方法，采用β-环糊精(β-CD)和柠檬酸(CA)为原料，固定化脂肪酶为催化剂，通过酯化反应制备得到了含有羧基的β-环糊精(β-CD-COOH)，可以改善β-环糊精的活性和亲水性。探究了反应温度、反应时间和催化剂用量对接枝率的影响，采用红外光谱法分析了产物的接枝率；在不同条件下合成得到了一系列合成得到了一系列的柠檬酸-β-环糊精接枝化合物，得到了最佳的合成条件。采用红外光谱，核磁，接触角仪对产物进行了结构及性能分析。

β-环糊精与柠檬酸的接枝率的测定方法：依据Beer-Lambert定律，采用红外光谱的定量分析方法对产物的接枝率进行定量分析。测量时，首先制备β-环糊精和柠檬酸以不同比例混合的混合物，通过测定混合物红外谱图中对应β-环糊精和柠檬酸的特征吸收峰面积比，确定二者的相对含量，将一系列不同比例混合物与得到的对应得到的一系列特征峰面积比作图，即为二者相对含量的标准曲线，β-环糊精和柠檬酸的特征吸收峰面积比A(CA)/A(β-CD)与对应的质量比M(CA)/M(β-CD)标准曲线，合成产物通过标准曲线可以确定产物测得的特征峰面积比以及对于的接枝率。